بروتوكول DSDV في شبكات الحاسوب

يُعد “DSDV” هو مخطط توجيه يحركه الجدول للشبكات اللاسلكية المتنقلة المخصصة بناءً على خوارزمية “Bellman-Ford”، كما يستخدم أرقام التسلسل لتمييز كل عقدة لتحسين مشكلة الحلقة ويتم توزيع معلومات التوجيه بين العقد عبر إرسال “عمليات تفريغ كاملة” وتحديثات إضافية، حيث يتم استخدام مقياس “وقت التسوية” لتحديد الفاصل الزمني للتحديث.

ما هو ناقل المسافة المتسلسل للوجهة DSDV

ناقل المسافة المتسلسل للوجهة (DSDV): هو بروتوكول توجيه متجه خطوة بخطوة يتطلب من كل عقدة بث تحديثات التوجيه بشكل دوري، وهذه خوارزمية قائمة على الجدول بناءً على التعديلات التي تم إجراؤها على آلية التوجيه “Bellman-Ford”، وتحتفظ كل عقدة في الشبكة بجدول توجيه يحتوي على إدخالات لكل وجهة في الشبكة وعدد القفزات المطلوبة للوصول إلى كل منها.

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

مبدأ عمل بروتوكول DSDV

يحتوي كل إدخال في بروتوكول “DSDV” على رقم تسلسلي مرتبط به يساعد في تحديد الإدخالات التي لا معنى لها، وتسمح هذه الآلية للبروتوكول بتجنب تشكيل حلقات التوجيه وترسل كل عقدة بشكل دوري تحديثات مميزة عبر الشبكة برقم تسلسل زوجي متزايد بشكل مرتب للإعلان عن موقعها، كما تحتوي عمليات البث الجديدة على عنوان الوجهة وعدد القفزات للوصول إلى الوجهة ورقم التسلسل للمعلومات المستلمة بخصوص الوجهة، بالإضافة إلى رقم تسلسل جديد فريد للبث.

دائماً ما يتم استخدام المسار المسمى بأحدث رقم تسلسلي، وعندما يتلقى جيران عقدة الإرسال هذا التحديث فإنّهم يدركون أنّهم على بعد قفزة واحدة بعيداً عن عقدة المصدر، ويقومون بتضمين هذه المعلومات في متجهات المسافة الخاصة بهم، كما تخزن كل عقدة “قفزة التوجيه التالية” لكل وجهة يمكن الوصول إليها في جدول التوجيه الخاص بها.

والمسار المستخدم هو المسار الذي يحتوي على أعلى رقم تسلسلي أي الأحدث، وعندما يكتشف الجار “B” من “A” أنّه لم يعد يمكن الوصول إلى “A”، فإنّه يعلن عن المسار إلى “A” بمقياس لانهائي ورقم تسلسل واحد أكبر من رقم التسلسل الأخير للمسار، والذي يفرض أي عقد مع “B” على المسار إلى “A” لإعادة تعيين جداول التوجيه الخاصة بهم.

أساسيات بروتوكول DSDV

خوارزمية متجه المسافات الموصوفة هي خوارزمية موزعة كلاسيكية، و”DSDV” عبارة عن خوارزمية متجه مسافات تستخدم أرقام التسلسل التي تم إنشاؤها وتحديثها بواسطة الوجهة، ولتجنب مشكلة التكرار التي تسببها معلومات التوجيه التي لا معنى لها، وفي “DSDV” تحتفظ كل عقدة بجدول توجيه يتم تحديثه باستمرار ودورياً وليس عند الطلب ويتم الإعلان عنه لكل من العقد المجاورة الحالية.

يحتوي كل إدخال في جدول التوجيه على آخر رقم تسلسل وجهة معروف، حيث ترسل كل عقدة تحديثات بشكل دوري وتقوم بذلك على الفور عند توفر معلومات جديدة مهمة، كما ستحتوي البيانات التي يتم بثها بواسطة كل عقدة على رقم التسلسل الجديد الخاص بها والمعلومات التالية لكل مسار جديد بحيث تتناول الوجهات عدد القفزات للوصول إلى الوجهة ورقم التسلسل للمعلومات المستلمة بخصوص تلك الوجهة.

الشبكة المخصصة هي مجموعة من العقد المتنقلة اللاسلكية التي تشكل ديناميكياً شبكة مؤقتة دون استخدام أي بنية تحتية للشبكة أو إدارة مركزية كما تم تنفيذ عدد من بروتوكولات التوجيه لتوجيه الحزم في هذه الشبكات وأحد بروتوكولات التوجيه هذه هو ناقل المسافة المتسلسل للوجهة “DSDV” أي بروتوكول توجيه استباقي.

وبعض الجوانب الهامة المتعلقة ببروتوكولات التوجيه هي الأداء والإنتاجية، كم تم إجراء محاولة لتقييم أداء بروتوكول توجيه “DSDV”، وعند استخدام نمط حركة معدل البت الثابت “CBR” بأحمال مختلفة في الشبكة ويتم حساب النسبة العلمية للحزم المسقطة والتأخير من طرف إلى طرف، كما أنّ سرعات العقدة الأعلى وحمل المرور الأعلى يتسببان في ارتفاع نسبة السقوط وتأخير نهاية إلى نهاية.

• “CBR” هي اختصار لـ “constant bit rate”.

أنواع حزم التحديث في DSDV

1- تفريغ كامل

يحتوي هذا النوع من حزم التحديث على جميع معلومات التوجيه المتوفرة في العقدة، ونتيجة لذلك قد يتطلب الأمر نقل العديد من وحدات بيانات بروتوكول الشبكة “NPDUs” إذا كان جدول التوجيه كبيراً، كما يتم إرسال حزم التفريغ الكاملة بشكل غير منتظم إذا واجهت العقدة حركة عرضية فقط.

• “NPDU” هي اختصار لـ “Network Protocol Data Unit”.

2- تزايدي

هذا النوع من حزم التحديث يحتوي فقط على المعلومات التي تغيرت منذ أن تم إرسال آخر تفريغ كامل بواسطة العقدة، ومن ثم فإنّ الحزم الإضافية تستهلك جزءاً صغيراً فقط من موارد الشبكة مقارنةً بتفريغ كامل.

تطبيقات بروتوكول DSDV

تتكون الشبكة المتنقلة المخصصة “MANET” من مجموعة من العقد اللاسلكية المتنقلة تعمل كل منها كجهاز توجيه وتوافق على إعادة توجيه الحزم للآخرين، كما تم اقتراح العديد من بروتوكولات التوجيه وعلى سبيل المثال “AODV” و”DSDV” من أجل “MANETs”، ومع ذلك يفترض معظمهم أنّ العقد جديرة بالثقة ومتعاونة.

وبالتالي فهم عرضة لمجموعة متنوعة من الهجمات، وتم اقتراح بروتوكول توجيه آمناً يعتمد على “DSDV” أي “S-DSDV”، حيث يمكن للعقدة حسنة التصرف أن تكتشف بنجاح تحديث توجيه ضار بأي رقم تسلسلي احتيالي أي أكبر أو أصغر، وأي احتيال عن بعد أي أقصر أو نفس أو أطول، وبشرط عدم تواطؤ عقدتين، كما أنّ “S-DSDV-R” هو نوع من “S-DSDV” مع نافذة مخاطر مماثلة لتلك الموجودة في “superSEAD” ويوفر أماناً أفضل من “superSEAD “مع حمل أقل للشبكة.

إحدى أبنية الشبكات اللاسلكية الشائعة هي شبكة الجوال المخصصة “MANET” والتي يمكن نشرها بسهولة في أي بيئة تقريباً ودون أي دعم أساسي أو دعم للبنية التحتية، كما تم اقتراح بروتوكول “DSDV “Eff-DSDV الفعال للشبكات المخصصة، حيث يتغلب “Eff-DSDV” على مشكلة المسارات التي لا معنى لها وبالتالي يحسن أداء “DSDV” العادي.

تم تنفيذ البروتوكول في “NCTUns Simulator” وتم إجراء مقارنة الأداء مع بروتوكولات “DSDV” و”DSR” العادية، ومقاييس الأداء التي تم أخذها في الاعتبار هي نسبة تسليم الحزم وتأخير النهاية والحزم المسقطة والتوجيه وطول المسار، ولقد وجد بعد التحليل أنّ أداء “Eff-DSDV” متفوق على “DSDV” العادي وأحياناً أفضل من “DSR” في بعض الحالات.

تتميز شبكات الاستشعار اللاسلكية “WSNs” باتصال لاسلكي متعدد القفزات وتغيير هيكل الشبكة بشكل متكرر والحاجة إلى بروتوكولات توجيه فعالة، والغرض من هذا البحث هو تقييم أداء بروتوكول التوجيه “DSDV” في مقاييس شبكة المستشعرات اللاسلكية “WSN” فيما يتعلق بالتأخير من طرف إلى طرف وإنتاج “PDR” مع عامل الحركة، وفي تحديد أداء الشبكة من حيث جزء تسليم الحزم والتأخير من طرف إلى طرف وخسارة الحزم.

وبروتوكول متجه المسافة المتسلسل للوجهة “DSDV” هو بروتوكول استباقي يعتمد على جداول التوجيه التي يتم الاحتفاظ بها في كل عقدة، ويجب أن يكتشف بروتوكول التوجيه المسار الأمثل بين عقد المصدر والوجهة ويحافظ عليها.

كما تم تطبيق “DSDV” في “WSN” امتداداً لتصميم وتنفيذ تفاصيل بروتوكول توجيه “DSDV” في “MANET” باستخدام محاكي الشبكة “ns-2″، وتم فحص أداء بروتوكول “DSDV” في شبكة المستشعرات الخاصة بالعقد المتنقلة الموزعة عشوائياً مع المصدر المحمول وعقد الحوض لشبكة “MAC IEEE802.15.4” بواسطة محاكي “ns-2”.

• “MANET” هي اختصار لـ “mobile ad hoc network” و”AODV” هي اختصار لـ “Ad Hoc On-Demand Distance Vector”.

• “WSN” هي اختصار لـ “Wireless sensor networks” و”PDR” هي اختصار لـ “Power Distribution Rack”.

• “Eff-DSDV” هي اختصار لـ “effect DSDV” و”DSR” هي اختصار لـ “Dynamic Source Routing”.