الشبكة المخصصة للهواتف المحمولة MANET في شبكات الحاسوب

تدل “MANET” على الشبكة المخصصة للهواتف المحمولة وتسمى أيضاً شبكة لاسلكية مخصصة والتي عادةً ما تحتوي على بيئة شبكات قابلة للتوجيه أعلى شبكة مخصصة لطبقة الارتباط، وهي تتكون من مجموعة من عقد الهاتف المحمول المتصلة لاسلكياً في تكوين ذاتي وشبكة ذاتية الإصلاح بدون بنية تحتية ثابتة.

ما هي الشبكة المخصصة للهواتف المحمولة MANET

الشبكة المخصصة للهواتف المحمولة “MANET”: هي نوع من الشبكات التي لا تتطلب بنية تحتية للنشر، كما إنّها مجموعة من العقد المتنقلة المعزولة المتصلة ببعضها البعض في شبكة قابلة للتكوين ذاتياً وبدون بنية تحتية وديناميكية ولا مركزية، والعقد المتنقلة مجهزة بواجهات لاسلكية تستخدم قنوات الراديو للتواصل مع بعضها البعض دون الحاجة إلى إدارة مركزية.

تعمل العقدة المتنقلة في “MANET” كنظام نهائي وجهاز توجيه للمشاركة في توجيه البيانات داخل الشبكة، وبشكل عام يتم تقسيم التوجيه في “MANET” إلى مخططات توجيه تفاعلية واستباقية ومخططات هجينة تجمع بين ميزات كلا المجموعتين.

كما يُعرف التوجيه التفاعلي أيضاً باسم التوجيه عند الطلب، حيث يتم اكتشاف المسارات بين العقد عند الحاجة وعلى سبيل المثال “AODV” و”DSR”، بينما يتضمن التوجيه الاستباقي إعداد جميع المسارات رجعياً لاستخدامها على سبيل المثال “DSDV” وتوجيه حالة الارتباط المحسن “OLSR”.

إنّ عُقد “MANET” حرة في التحرك بشكل عشوائي، حيث يتغير هيكل الشبكة بشكل متكرر، وتعمل كل عقدة كجهاز توجيه أثناء قيامها بإعادة توجيه حركة المرور إلى العقد المحددة الأخرى في الشبكة.

• “AODV” هي اختصار لـ “Ad-hoc On-demand Distance Vector”.

• “DSR” هي اختصار لـ “Destination-Sequenced Distance”.

• “DSDV” هي اختصار لـ “Destination-Sequenced Distance-Vector Routing”.

• “OLSR” هي اختصار لـ “Optimized Link State Routing Protocol”.

• “MANET” هي اختصار لـ “Mobile ad hoc Network”.

أساسيات شبكة MANET

في عالم التكنولوجيا الحالي يمكن استخدام أشياء مادية مختلفة لتسهيل العمل البشري، وهذا هو السبب في استخدام إنترنت الأشياء، وهي تقنية مبتكرة وحل جيد يسمح بربط الأشياء المادية بالعالم الرقمي من خلال استخدام الشبكات وتقنيات الاتصال غير المتجانسة، كما يتفاعل إنترنت الأشياء في البيئات الذكية مع شبكة الاستشعار اللاسلكية “WSN” والشبكة المخصصة للهاتف المحمول “MANET” ممّا يجعلها أكثر جاذبية للمستخدمين ونجاحاً اقتصادياً.

يتيح التفاعل بين أجهزة الاستشعار اللاسلكية والشبكات المخصصة للهاتف المحمول مع إنترنت الأشياء إنشاء أنظمة “MANET IoT” جديدة وشبكات قائمة على تكنولوجيا المعلومات، كما يمنح هذا النظام قدراً أكبر من التنقل للمستخدم ويقلل من تكاليف نشر الشبكة، ومع ذلك فإنّه في نفس الوقت يفتح قضايا جديدة مليئة بالتحديات في جوانب الشبكات الخاصة به أيضاً.

كما تم تطوير حلول توجيه لنظام إنترنت الأشياء باستخدام مجموعة من بروتوكولات “MANET” ومبادئ توجيه “WSN”، حيث توفر نهجاً فعالاً لاستهلاك الطاقة بكفاءة في نظام “MANET ‐ IoT” العالمي، وهذه خطوة إلى الأمام نحو توفير خدمات موثوقة عبر البنية التحتية العالمية للإنترنت في المستقبل، كما تم استخدام “MANETs” في عدد من السيناريوهات المختلفة.

يمكن استخدام “MANET” لإنشاء شبكة في منطقة الكوارث أو عملية الإنقاذ في حالات الطوارئ أو ساحة المعركة العسكرية أو الغابة، ومع ذلك كشبكة قائمة بذاتها فإنّ مجالات تطبيقها نادرة مقارنة بالشبكات اللاسلكية الأخرى، وبالتالي يتم دمج تقنية “MANET” مع تقنيات أخرى لتعزيز قابليتها للاستخدام، كما قد تشكل “MANET” جزءاً من بنية اتصالات أخرى مثل شبكة من آلة إلى آلة أو إنترنت الأشياء أو شبكة خلوية لاسلكية.

عندما تتكامل مع تقنيات الشبكة الأخرى يمكن أن تكمل تقنية “MANET” هذه، كما يقلل التكامل من تكاليف الاتصال والنشر ويوفر خدمات إضافية لـ “MANET”، حيث يمكن أن يفيد تكامل “MANET” مع شبكة البنية التحتية كلا الشبكتين، وعلى سبيل المثال فإنّ دمج “MANET” مع بنية “IP” التحتية من شأنه أن يوفر لمستخدمي “MANET” الوصول إلى الإنترنت وبالتالي زيادة نطاق التطبيق لـ “MANET”.

سيسمح مثل هذا الإعداد لمستخدمي “MANET” بالوصول إلى خدمات الويب غير المتوفرة في “MANET” المستقلة، وعلى العكس من ذلك يمكن لشبكات البنية التحتية لبروتوكول الإنترنت الاستفادة من التكامل مع “MANET” من خلال توسيع منطقة التغطية، وعلى سبيل المثال يؤدي تكامل شبكة خلوية مع “MANET” إلى توسيع تغطية الشبكة، كما يمكن أن يتيح هذا التكامل إمكانية الوصول إلى خدمات الويب من المناطق النائية التي تتجاوز تغطية الإنترنت التقليدية.

• “WSN” هي اختصار لـ “Wireless Sensor Networks”.

• “IoT” هي اختصار لـ “Internet of Things”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

خصائص شبكة MANET

أولاً: الطبولوجيا الديناميكية

قد تتغير طوبولوجيا الشبكة التي تكون عادةً متعددة المتاجر بشكل عشوائي وسريع بمرور الوقت ويمكن أن تشكل روابط أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه.

ثانياً: روابط ذات سعة متغيرة ذات نطاق ترددي محدود

عادةً ما تتمتع الروابط اللاسلكية بموثوقية وكفاءة واستقرار وقدرة أقل مقارنة بالشبكة السلكية.

ثالثاً: السلوك المستقل

يمكن أن تعمل كل عقدة كمضيف وجهاز توجيه ممّا يُظهر سلوكها المستقل.

رابعاً: عملية مقيدة للطاقة

حيث أنّ بعض أو كل العقد تعتمد على البطاريات أو غيرها من الوسائل المستنفدة لطاقتها، تتميز العقد المحمولة بذاكرة وطاقة وخفة وزن أقل.

خامساً: الأمن المحدود

• الشبكات اللاسلكية أكثر عرضة للتهديدات الأمنية.

• جدار الحماية المركزي غير موجود بسبب طبيعته الموزعة للعملية للأمان والتوجيه وتكوين المضيف.

سادساً: تدخل بشري أقل

إنّها تتطلب الحد الأدنى من التدخل البشري لتكوين الشبكة، وبالتالي فهي مستقلة ديناميكياً بطبيعتها.

مزايا شبكة MANET

• الانفصال عن إدارة الشبكة المركزية.

• يمكن لكل عقدة أن تلعب كلا الأدوار مثل جهاز التوجيه والمضيف يظهران طبيعة مستقلة.

• لا تتطلب العقد ذاتية الشفاء والتكوين الذاتي تدخلاً بشرياً.

عيوب شبكة MANET

• الموارد محدودة بسبب قيود مختلفة مثل الضوضاء وظروف التداخل وما إلى ذلك.

• عدم وجود مرافق الترخيص.

• أكثر عرضة للهجمات بسبب الأمن المادي المحدود.

أنواع شبكة MANET

1- شبكة المركبات المخصصة (VANETs)

• تمكين الاتصال الفعال مع مركبة أخرى أو مع المعدات على جانب الطريق.

• تتعامل شبكات المركبات الذكية المخصصة “InVANETs” مع مركبة أخرى أو مع “equipment” على جانب الطريق.

2- شبكة مخصصة للهواتف الذكية (SPANC)

لإنشاء شبكة نظير إلى نظير دون الاعتماد على شبكات الناقل الخلوي أو نقاط الوصول اللاسلكية أو البنية التحتية للشبكة التقليدية، حيث يمكن للنظير هنا الانضمام إلى الشبكة أو مغادرتها دون تدميرها.

3- شبكة الهاتف المحمول المخصصة القائمة على الإنترنت (iMANETs)

يعزز بروتوكولات الإنترنت مثل “TCP” أو “UDP” و”IP” لربط عقد المحمول وإنشاء مسارات موزعة وتلقائية.

• “TCP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol”.

• “UDP” هي اختصار لـ “User Datagram Protocol”.

• “iMANETs” هي اختصار لـ “Internet Mobile ad hoc Network”.

4- شبكة (MANET) ذات المتحدث المحوري

قد يتم توصيل العديد من أجهزة “MANET” الفرعية في “VPN” ذات المتحدث المحوري لإنشاء “MANET” موزعة جغرافياً، ولا يتم تطبيق خوارزمية التوجيه العادي المخصص بشكل مباشر.

• “VPN” هي اختصار لـ “Virtual Private Network”.

5- شبكة (MANET) العسكرية أو التكتيكية

• يتم استخدام هذا من قبل الوحدات العسكرية.

• التركيز على معدل البيانات.

• والطلب في الوقت الفعلي.

• وإعادة التوجيه السريع أثناء التنقل والأمن ومدى الراديو.

6- شبكة (FANETs)

يتكون هذا من مركبة جوية بدون طيار وتُعرف باسم الطائرات بدون طيار، كما يوفر روابط للمناطق النائية والتنقل.

• “FANET” هي اختصار لـ “Flying Ad hoc”.