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:

  1. Передача до 500 Мбайт данных от источника к месту назначения по трехэтапному маршруту.
  2. Доказано, что разрывы звеньев и автоматический ремонт звеньев работают.
  3. Автоматическое обнаружение маршрута
  4. Маршрут Удалить
  5. Веб-сервер в режиме Ad Hoc - источник является клиентом, а место назначения - веб-сервером.
  6. Передача мультимедийной информации (аудио и видео)
  7. TELNET через Ad Hoc
  8. FTP через Ad Hoc
  9. HTTP через Ad Hoc

Также были проведены измерения производительности сети по следующим параметрам:

  1. Сквозная задержка
  2. Пропускная способность TCP
  3. Коэффициент потери пакетов
  4. Задержка обнаружения маршрута
  5. Задержка ремонта маршрута
  6. Влияние размера пакета на пропускную способность
  7. 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)

использованная литература