Маршрутизация на основе ассоциативности - Associativity-based routing
Маршрутизация на основе ассоциативности (широко известная как ABR ) - это протокол мобильной маршрутизации, изобретенный для беспроводных одноранговых сетей , также известных как мобильные одноранговые сети (MANET) и беспроводные ячеистые сети . ABR был изобретен в 1993 году, подан на патент в США в 1996 году и получил патент в 1999 году. ABR был изобретен Чай Кеонг Тох, когда он писал свою докторскую диссертацию. в Кембриджском университете.
Фаза открытия маршрута
ABR состоит из трех фаз. Первый этап - это этап открытия маршрута. Когда пользователь инициирует передачу данных, протокол перехватывает запрос и транслирует поисковый пакет по беспроводным интерфейсам. По мере того, как поисковый пакет распространяется от узла к узлу, к пакету добавляются сведения об идентичности узла и стабильности. Когда пакет в конечном итоге достигнет узла назначения, он получит всю информацию, описывающую путь от источника к месту назначения. Когда это происходит, пункт назначения затем выбирает лучший маршрут (поскольку может быть более одного пути от источника к пункту назначения) и отправляет ОТВЕТ обратно на узел источника по выбранному пути.
Обратите внимание, что когда пакет переходит в обратном направлении от пункта назначения к источнику, каждый промежуточный узел обновляет свою таблицу маршрутизации, что означает, что теперь он будет знать, как выполнять маршрутизацию, когда он получает данные от узла восходящего потока. Когда узел-источник получает ОТВЕТ, маршрут успешно обнаружен и установлен. Этот процесс выполняется в режиме реального времени и занимает всего несколько миллисекунд.
Этап реконструкции маршрута
ABR устанавливает маршруты, которые являются долгоживущими или устойчивыми к ассоциативности, поэтому в большинстве установленных маршрутов разрывы связи возникают редко; однако, если один или несколько каналов разорваны, их ABR немедленно вызовет фазу восстановления RRC-маршрута. RRC в основном восстанавливает неработающий канал, заставляя вышестоящий узел (который обнаруживает разрыв связи) выполнять локализованное восстановление маршрута. Восстановление локализованного маршрута выполняется путем выполнения локализованного широковещательного запроса, который ищет альтернативный долгоживущий частичный маршрут к месту назначения.
Обслуживание маршрута ABR состоит из:
- (а) частичное открытие маршрута,
- (б) недопустимое стирание маршрута,
- (c) действительное обновление маршрута и
- (d) открытие нового маршрута (худший случай).
Фаза удаления маршрута
Когда обнаруженный маршрут больше не нужен, узел-источник инициирует пакет RD (удаление маршрута), чтобы все промежуточные узлы в маршруте обновляли свои записи в таблице маршрутизации и пакеты данных остановленной ретрансляции, связанные с этим удаленным маршрутом.
В дополнение к использованию RD для удаления маршрута, ABR также может реализовать подход с мягким состоянием, когда записи маршрута истекают или становятся недействительными после тайм-аута, когда нет активности трафика, связанной с маршрутом в течение определенного периода времени.
Практичность
В 1998 году ABR была успешно внедрена в ядро Linux в портативных компьютерах различных брендов (IBM Thinkpad, COMPAQ, Toshiba и т. Д.), Оснащенных беспроводными адаптерами WaveLAN 802.11a PCMCIA. Была создана рабочая 6-узловая беспроводная одноранговая сеть, охватывающая расстояние более 600 метров, и успешное мероприятие было опубликовано в журнале Mobile Computing Magazine в 1999 году. С сетью были проведены различные тесты:
- Передача до 500 Мбайт данных от источника к месту назначения по трехэтапному маршруту.
- Доказано, что разрывы звеньев и автоматический ремонт звеньев работают.
- Автоматическое обнаружение маршрута
- Маршрут Удалить
- Веб-сервер в режиме Ad Hoc - источник является клиентом, а место назначения - веб-сервером.
- Передача мультимедийной информации (аудио и видео)
- TELNET через Ad Hoc
- FTP через Ad Hoc
- HTTP через Ad Hoc
Также были проведены измерения производительности сети по следующим параметрам:
- Сквозная задержка
- Пропускная способность TCP
- Коэффициент потери пакетов
- Задержка обнаружения маршрута
- Задержка ремонта маршрута
- Влияние размера пакета на пропускную способность
- Влияние интервала передачи сигналов на пропускную способность и оставшийся срок службы батареи
Усовершенствованная версия протокола была реализована в полевых условиях подрядчиком по оборонным вопросам TRW Inc. в 2002 году. Усовершенствования, внесенные в протокол, включают: (a) добавление QoS на сетевом уровне и (b) возможности приоритета маршрута.
Патент и продление работ
ABR получил патент США 5987011, а правопреемником является Королевский колледж, Кембридж , Великобритания.
Несколько других протоколов специальной мобильной маршрутизации включили концепцию стабильности ABR или сделали расширения протокола ABR, в том числе:
- Протокол адаптивной маршрутизации на основе стабильности сигнала ( SSA )
- Протокол маршрутизации на основе расширенной ассоциативности ( EABR )
- Альтернативное улучшение маршрутизации на основе ассоциативности ( AEABR )
- Оптимизированная пороговая маршрутизация ассоциативности ( OABTR )
- Протокол кластеризации на основе ассоциативности ( ABCP ),
- Нечеткая маршрутизация на основе ассоциативности доверия ( Fuzzy-ABR )
- Ассоциативность Маршрутизация на основе усредненной ассоциативности ( ATA-AR ),
- Самоадаптивное доверие на основе Q-обучения ABR ( QTABR )
- Расширения качества обслуживания до ABR ( QoSE-ABR )
- Многоадресная маршрутизация на основе ассоциативности ( ABAM )
- Маршрутизация на основе многолучевой ассоциативности ( MABR )
- Маршрутизация ассоциативности для беспроводных сенсорных сетей
- Ассоциативные автомобильные сети Ad Hoc (VANET)