بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن في شبكات الحاسوب OLSR

يُعد “OLSR” بأنّه بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن، وفي هذا البروتوكول تُغمر كل عقدة بشكل دوري حالة روابطها، كما تعيد كل عقدة بث معلومات حالة الارتباط المتلقاة من جيرانها وكما تتعقب كل عقدة معلومات حالة الارتباط المتلقاة من العقد الأخرى، كما تستخدم كل عقدة المعلومات لتحديد الأمل التالي لكل وجهة، حيث إنّه استباقي وقائم على الجدول.

ما هو بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسّن OLSR

بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسّن “OLSR”: هو البروتوكول المصمم بواسطة مجموعة عمل شبكات الجوال المخصصة “MANET” التابعة لـ “IETF” أحد بروتوكولات التوجيه الأساسية الأربعة للشبكات المخصصة، وهذا البروتوكول عبارة عن بروتوكول استباقي يحركه الجدول وهي مناسبة بشكل خاص لشبكات المحمول الكبيرة والكثيفة مع زمن انتقال أقل، ومع ذلك فإنّ الحمل العالي للتوجيه هو عيب سائد مقارنة بالبروتوكولات التفاعلية.

يتم اقتراح مخطط تحسين على “OLSR” عن طريق تقليل متوسط ​​حجم رسائل “HELLO” بالإضافة إلى حجم وكمية رسائل “TC”، وبعد تحليل وحساب النفقات العامة لبروتوكول “OLSR” المُحسَّن والذي يتم تنفيذه ومحاكاته على “NS-2” في سيناريوهات مختلفة، تشير نتائج المحاكاة إلى تقليل عبء التوجيه الخاص به، وفي الوقت نفسه لا يزال وقت الاستجابة ومتوسط ​​التأخير من طرف إلى طرف في مستوى منخفض دون أي تغيير.

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

• “IETF” هي اختصار لـ “Internet Engineering Task Force”.

• “MANET” هي اختصار لـ “mobile ad hoc network”.

• “TC” هي اختصار لـ “Terminal Card”.

مزايا بروتوكول OLSR

• يتضمن “OLSR” على متوسط ​​تأخير من طرف إلى طرف أقل، لذلك يتم استعماله للتطبيقات التي تحتاج إلى حد أدنى من التأخير.

• يُعد اعتماد “OLSR” أكثر سهولة في الاسنعمال ويعمل مع عدد أقل من المشاكل مقارنة بالبروتوكولات الأخرى.

• وهو أيضاً بروتوكول توجيه مسطح.

• لا يحتاج إلى نظام إداري مركزي للتعامل مع عملية التوجيه الخاصة به.

• يزيد من ملاءمة البروتوكول لشبكة مخصصة مع التغييرات السريعة لأزواج المصدر والوجهة.

• لا يحتاج الارتباط الذي يمكن الاعتماد عليه في التحكم في الرسائل، حيث يتم إرسال الرسائل بشكل دوري ولا يجب أن يكون التسليم متسلسلاً.

عيوب OLSR

• يحتفظ بجدول التوجيه لجميع المسارات الممكنة.

• عندما يزداد عدد الأجهزة المضيفة المتنقلة، تزداد أيضاً النفقات العامة من رسائل التحكم.

• تحتاج إلى وقت طويل لإعادة اكتشاف ارتباط معطل.

• يتطلب طاقة معالجة أكبر من البروتوكولات الأخرى عند اكتشاف مسار بديل.

تطور بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسّن OLSR

أولاً: بروتوكول توجيه حالة الارتباط الأمثل للتطبيق في الوقت الفعلي عبر شبكة المركبات المخصصة

يوفر بروتوكول نقل الصوت عبر الإنترنت “VoIP” خدمات جيدة من خلال منصة شبكات المركبات المخصصة “VANET”، كما تواجه هذه الشبكات تحديات مختلفة لدعم المكالمات الصوتية بجودة خدمة مقبولة “QoS” ويستخدم بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن “OLSR”؛ للتحقيق في أداء تطبيقات “VoIP” في شبكة “VANET”.

تم اختبار الشبكة قبل وبعد تشغيل خوارزمية “OLSR” وركز الاختبار على معلمات جودة الخدمة “QoS” مثل التأخير من طرف إلى طرف، وتغير التأخير واحتمال فقدان الحزمة بين قفزتين متحركتين من خلال قفزات متعددة شبكات مخصصة في سيناريوهات مختلفة، وباستخدام برنامج ترميز “ITU G.711 VoIP” وبعد قياس التأخير والتذبذب واحتمال فقد الحزمة من طرف إلى طرف لعقدتين، قللت الخوارزمية من التأخير بنسبة “18.72%”، بينما قللت الارتعاش بنحو “20.42%” وقللت فقدان الحزمة بنحو “128.6%”.

ومع ذلك أظهر “OLSR” أداءً أولياً جيداً لأربع قفزات ثم أضاف المزيد من القفزات التي تجاوز التأخير “400 مللي ثانية” وهو أمر غير مقبول وفقاً لتوصيات قطاع تقييس الاتصالات، كما تم تحقيق ذلك من خلال تنفيذ اختبار لاستخراج النتائج المرجوة بدلاً من استخدام المحاكاة.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

• “QoS” هي اختصار لـ “Quality of Service”.

• “VANET” هي اختصار لـ “vehicular ad hoc network”.

ثانياً: بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن متعدد المسارات مع عجز متعدد المتغيرات

يتم توسيع بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن “OLSR” عن طريق التخصيص متعدد المسارات لعرض النطاق الترددي المعروف، باسم بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن متعدد المسارات “MP-OLSR” استباقي يستخدم على نطاق واسع في اتصالات حركة مرور الشبكة الكثيفة والمعقدة، حيث أنّه أكثر استقراراً وقابلية للتكيف بسهولة.

تأخذ “MP-OLSR” خوارزمية “Dijkstra” متعددة المسارات والتي تُستخدم لتحسين أداء بروتوكولات التوجيه “MANET” من خلال النظر في قابلية التوسع، واستعادة المسار واكتشاف انقطاع الحلقة في حركة مرور شبكة الاتصال، كما تم اقتراح بروتوكولات “MP-OLSR” مع التحسينات مثل تنفيذ “Round Robin” المرجح “WRR”، ولكنّ هذه البروتوكولات تفتقر إلى القدرة على التكيف متعدد المتغيرات مع ظروف مسار الشبكة.

لذلك من أجل التغلب على هذه العوائق تم اقتراح أداة “MP-OLSR-DRR” المحسّنة جنباً إلى جنب مع تأخير مقاييس جودة الخدمة وسرعة تنقل العقد، ولتنفيذ النظام المقترح يتم تقديم محاكي الشبكة “NS2” جنباً إلى جنب مع النتيجة التي توضح نسبة تسليم الحزم والتأخير من طرف إلى طرف والارتعاش.

• “MP-OLSR” هي اختصار لـ “Multiple Path Optimized Link State Routing”.

• “DRR” هي اختصار لـ “Dynamic Rate Repartitioning”.

ثالثاً: بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن لشبكات المحمول اللاسلكية.

يعتمد البروتوكول على خوارزمية حالة الارتباط وهو استباقي أو مدفوع بالجدول بطبيعته، وهي تستخدم التبادل الدوري للرسائل للحفاظ على معلومات طوبولوجيا الشبكة في كل عقدة، و”OLSR” هو تحسين عبر بروتوكول حالة الارتباط الخالص لأنّه يضغط حجم المعلومات المرسلة في الرسائل، وعلاوة على ذلك يقلل من عدد عمليات إعادة الإرسال لإغراق هذه الرسائل في شبكة بأكملها.

ولهذا الغرض يستخدم البروتوكول تقنية الترحيل متعدد النقاط لإغراق رسائل التحكم الخاصة به بكفاءة واقتصاد، وإنّه يوفر المسارات المثلى من حيث عدد القفزات والتي تتوفر على الفور عند الحاجة، كما أنّه البروتوكول المقترح هو الأنسب للشبكات المخصصة الكبيرة والمكثفة.

• “DRR” هي اختصار لـ “Deficit Round Robin”.

رابعاً: بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن للشبكات المخصصة المتنقلة المدركة للطاقة

يمكن وصف شبكة الجوال المخصصة “MANET” بأنّها مجموعة من العقد اللاسلكية المتنقلة التي تشكل شبكة بنية تحتية ديناميكية ومستقلة مؤقتة أو منشأة إدارة مركزية، ويُعد استهلاك الطاقة المرتفع أحد المشكلات الرئيسية المرتبطة بتقنية “MANET”، وتعتمد العقد اللاسلكية المتنقلة المستخدمة في هذه العملية على البطاريات لأنّ الشبكة لا تحتوي على مصدر طاقة ثابت.

وبالتالي فإنّ استنزاف البطارية السريع يقلل من عمر الشبكة، كما تم اقتراح بروتوكول توجيه حالة ارتباط محسن بات “BOLSR”؛ لتحسين استخدام الطاقة لبروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسن “OLSR” في “MANET”، والتناظر بين “OLSR” لـ “MANET” وخوارزمية “Bat” هو أنّ كلاهما يستخدم نفس الآلية للعثور على المسار عبر إرسال واستقبال إشارات محددة.

نتج عن هذا التناظر بروتوكول “BOLSR” الذي يحدد المسار الأمثل من عقدة المصدر إلى عقدة الوجهة وفقاً لديناميكيات الطاقة للعقد، ويتم تنفيذ بروتوكول “BOLSR” في محاكاة “MANET” باستخدام مربع أدوات “MATLAB”، كما تم اختبار سيناريوهات مختلفة لمقارنة بروتوكول “BOLSR” مع “CAABO” و”OLSR” القائم على الطاقة “EBOLSR” و”OLSR” القياسي.

ويتكون مقياس الأداء من النسب العامة للتوجيه واستهلاك الطاقة والتأخير من طرف إلى طرف والذي يتم تطبيقه لتقييم أداء بروتوكولات التوجيه، وتكشف نتائج الاختبارات أنّ بروتوكول “BOLSR” يقلل من استهلاك الطاقة ويزيد من عمر الشبكة مقارنةً بـ “CAABO” و”EBOLSR” و”OLSR”.

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

• “EBOLSR” هي اختصار لـ “Energy Bat Optimized Link State Routing Protocol”.

• “CAABO” هي اختصار لـ “Cellular Automata African Buffalo Optimization”.