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国际期刊的创新在计算机和通信工程的研究

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法尔斯计划的动态多路径重新配置系统在无线网状网络故障恢复

文卡特桑K.G.S.
副教授,CSE称,Bharath大学,钦奈
相关文章Pubmed,谷歌学者

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文摘

网状网络的优势迅速实现,易于维护,较低的直接投资,而与现有网络进行比较。无线网状网络是实现无线定位,但他们并不稳定。WMN经历频繁链接失败造成的信道干扰,动态障碍和/或应用程序的带宽要求。这些失败在WMNs引起严重的性能下降。介绍了快速自主网络重新配置系统提供多无线电无线网状网络恢复链接失败自动维护网络性能。快速自主网络重新配置系统给出了必要的更改在当地电台和信道分配救援失败。合作网络重新配置路由器的网络协议。法尔斯广泛用于无线网状网络测试。实现结果表明快速自主网络重新配置系统故障恢复97%以上。介绍了恢复机制以提高网络性能而发生故障。 The infrastructure will be implemented to create disjoint paths in those frameworks.

关键字
Multi-Radio WMNs,无线连接失败,Self-Reconfigurable网络,IEEE 802.11。

介绍
无线网状网络(WMNs)正在积极开发并部署对于各种各样的应用程序,如公共安全、环境监测和全市的无线互联网服务[1],[2]。延长高速IP连接最后一英里是一个开放的和正在进行的研究,没有令人满意的解决方案。许多现有技术缺乏许多基本满足问题的基础。首先,资源分配算法[12]-[14]可以提供理论初始网络资源规划解决方案。这种方法提供了一个全面、优化网络配置计划,他们经常需要“全球”配置。贪婪的信道分配算法(例如,[15])提供解决方案,通过改变设置,只有错误的链接(s)。然而,这个贪婪的改变可能无法实现全面改进,这只能通过考虑相邻网格路由器的配置除了错误的链接(s)。第三,容错路由协议,如本地路由[16]或[17]多路径路由,可以使用网络级路径多样性避免错误的链接。然而,他们依靠迂回路径或冗余传输,这可能需要更多的网络资源链接网络重新配置水平。接下来是自治网络重新配置系统,允许multi-radio WMN (mr-WMN)自动重新配置其本地网络设置。ARS标识重新配置计划要求的最小数量的改变健康的网络设置。ARS also includes a monitoring protocol that enables a WMN to perform real-time failure recovery in conjunction with the planning algorithm. But it does not satisfy the QoS requirements. To Overcome this we propose a solution to reduce delay in self reconfiguration.
使用多个路径的想法已经存在了一段时间,一直在探索不同地区的网络。在传统的电路交换网络中,备用路径路由被用来调用阻塞的概率降低。在这个方案中,使用两个交易所之间的最短路径,直到失败或达到容量,当调用路由通过一个更长,替代path2。在数据网络使用多条路径的端到端传输的想法。基于的假设固定的输入流量和不变的网络,计算框架收敛于整个网络中延迟最小化。Selfreconfigurable协议可以提供容错通过冗余信息通过可选路径路由到目的地。这降低了通信中断的概率的链接失败。更复杂的算法使用源编码来降低交通开销太多造成的冗余,同时保持相同的可靠程度。路线弹性的增加在很大程度上是依赖于度量等多样性,或剥离,可用的路径。我们讨论不相交路由延迟到下一节。 When a link becomes over-utilized and causes congestion, Selfreconfigurable protocol can choose to divert traffic through alternate paths to ease the burden of the congested link. Bandwidth aggregation – By splitting data to the same destination into multiple streams, each routed through a different path, the effective bandwidth can be aggregated. This strategy is particular beneficial when a node has multiple low bandwidth links but requires a bandwidth greater than an individual link can provide. End-to-end delay may also be reduced as a direct result of larger bandwidth. Reduced delay– For wireless networks employing single path on-demand routing protocols, a route failure means that a new path discovery process needs to be initiated to find a new route. This results in a route discovery delay

相关的工作
ARS算法[3]关注自治网络重新配置系统,使一个multi-radio WMN自主恢复从本地链接失败保护网络性能。通过使用频道和电台WMNs多样性,ARS生成必要的当地电台和信道分配的变化为了从失败中恢复过来。
耳朵算法[2]关注最大化的测量准确性,和它的机会使用单播应用程序流量在网络最大限度地减少测量开销由三个互补的测量方案:被动、合作、主动监控。耳朵有效识别无线链路不对称性的存在,通过测量每个链接的质量在两个方向上的链接。其跨层架构在网络层和基于IEEE 802.11的设备驱动程序使耳朵容易部署在现有的种无线网状网络系统重新编译或MAC固件修改。
信道分配[3]是专注于解决问题的准静态分配的渠道与multi-radio节点的上下文中链接网络。信道指配完成图着色问题的一些变化。渠道环节的分配必须遵守接口约束,许多不同的频道分配给节点的链接事件最多的接口数量节点。我们的方法是“拓扑保存”,即。,all links that can exist in a single channel network also exist in the multichannel network after channel assignment.
优化算法[12]关注最佳缓冲区管理政策基于全球知识网络的状态。他们介绍了一个分布式算法,利用统计学习近似所需的全球知识的最优算法。使用模拟基于合成流动模型和两个真实流动痕迹表明我们的缓冲区管理政策基于统计学习成功接近最优算法的性能。
延迟容忍网络协议[5]关注小说有预见性的消息路由和调度方案的渡轮节点向网关节点对自己的行程,网关节点可以为每个消息提前决定使用哪一个渡船和进度相应队列中的消息。当渡船到达一个地区,它接触网关节点,在接触时间将卸载网关注定这个区域的信息雷竞技网页版,和负载的网关的消息这一地区想要发送到其他地区。减少延迟,可以部署在多个渡口网络。
联合信道分配路由和调度问题模型[6],可以干扰和公平性的约束,也能够占的数量在每个无线节点的收音机。小说流转换技术,设计一个高效的信道分配算法,可以将渠道分配给节点广播同时确保最大可以指定交通线路传输数据。
ETX算法[13]关注ETX发现路径最少的预期所需要的传输数包到目的地。使用per-link指标预测所需的测量丢包率在两个方向上的每一个无线连接。ETX设计的主要目标是找到路径高吞吐量,尽管损失。
链路信道分配算法[8]关注算法计算最优路线的对于一个给定的目标满足的一组需求网络中使用一组必要条件的约束。两个链路信道分配算法,一个静态和动态,这允许我们安排流动中的链接网络。链路信道分配和调度算法能够描述网络容量,实现一个接近最优的性能。
干扰信道指配[9]关注模型动态信道分配路由器之间的干扰。Interference-aware信道分配算法和相应的信道分配协议旨在改善无线网状网络的容量利用所有可用的非重叠的通道。

提出工作
拟议的工作有以下策略
答:局部重构
基于多个频道和广播协会,ARS生成重组计划,允许网络配置的变化只在附近出现连接失败,同时保留配置远程地区从失败的地方。
b . Qos-Aware规划
ARS有效识别QoS-satisfiable重组计划
1)估计生成QoS可满足性的重组计划
2)推导信道利用率的预期利益。算法1:法尔斯在网格节点操作
(1)监测时间为每个链接使用被动测量链路质量监测。监测结果发送到网关。
(2)故障检测和群体形成时期如果链接违反链接要求请求一组形成频道链接参与选举领导人如果收到请求。
(3)计划期如果节点当选为领袖那么其他计划请求消息发送给网关如果节点是一个网关,那么从重构组生成重组计划发送同步请求重新配置计划一个领导者如果结束
(4)重组时期如果包括节点的变化然后发现在减少传输延迟应用更改链接。
c·法尔斯的场景
网络规划师:只在一个网关节点生成重组计划。
团队组织者:形成一个本地组中网格路由器。故障检测器:定期与网络监控的设备驱动程序和维护一个最新的链路状态表。
路由表经理:法尔斯获得或更新系统路由表。802.11 chipset-based网卡的设备驱动程序的设计,并允许访问各种控制和管理登记(例如,longretry txrate)在MAC层,使网络监控准确。这个驱动程序的模块包括:
1)网络监控:有效地监控链路质量和是可扩展支持尽可能多的多个无线电。
2)网卡经理:有效地重新配置网卡的设置基于集团重组计划的组织者。
d .可行的计划生成
生成可行的计划本质上是搜索所有合法链接的配置和组合的变化在错误的区域。给多个无线电、通道和线路,法尔斯确定可行的变化,有助于避免本地链接失败但尽可能维持现有的网络连接。
FARS生成一个重组计划通过分解规划过程分为三个过程有不同的约束。
e .避免错误的通道
法尔斯首先必须确保通过重新配置错误的链接需要修复。具体来说,修复一个错误的链接(s),法尔斯可以使用:1)一个通道开关,AB两end-radios链接可以同时改变他们调频道;2)一个radio-switch广播的节点可以切换频道,与另一个无线节点B;
f .保持网络连通性和利用率
法尔斯需要保持连接的无线资源的充分利用。因为每个电台可以将自己与多个相邻节点相关联,改变一个链接触发其他邻近链接改变设置。协调这样的传播,法尔斯两步方法。法尔斯第一次生成可行的变化每个链接使用原语,然后结合一组可行的变化,使网络能够保持自己的连接。此外,组合,法尔斯最大化的使用网络资源,使每个电台的网格节点将自身与至少一个链接,通过避免使用相同频道收音机中一个节点(冗余)。

性能分析
我们已经通过仿真法尔斯在大规模的网络设置。我们首先描述仿真方法,然后现在预期的法尔斯的评价结果。
的仿真模型
ns-2是用于我们的模拟研究。在整个模拟,我们使用50个节点在路由协议的网络故障。首先,生成用户流量,多个节点之间的流动是随机选择的。第二,创建网络故障、通道故障注入在随机时间点。随机误比特用于模拟channelrelated链接失败和持续失败对于一个给定的时期。
b .评价结果
1)QoS-aware规划的有效性:
法尔斯提高满足不同QoS需求的机会。我们假设移动客户在会议室请求视频流通过路由器在一个会议,会议结束后,他们回到办公室的房间,连接到路由器c .我们使用静态WCETT路由度量,发现路径重构的不同渠道和法尔斯。我们预计法尔斯在会议的有效性mr-WMN不同QoS要求。我们最初分配对称链路容量。然后,在不同的时间(即改变QoS约束。,T1,…T5),我们正试图评估可用容量的改善,法尔斯可以通过重新配置生成。法尔斯重新配置一个无线网状网络,以满足不同的QoS需求。
2)重新配置的影响范围:
我们正在评估重构的影响范围。我们正在做相同的实验设置上一个和专注于重组请求。当我们增加跳跃数从一个错误的链接,我们能够测量改进通过重组计划的能力。此外,我们正在努力计算增益变化能力作为重组计划的成本效益与不同的值。
法尔斯可以提高可用的链接能力通过增加重组范围。这饱和的结果主要来自每个节点的固定数量的收音机。换句话说,改进本质上是有界的总容量的物理收音机。此外,由于需要与更大范围重组计划招致更多的网络设置的变化,带宽增益变化显著降低,所以我们正在努力减少传输之间的延迟通过选择新的路径。

承认
作者要感谢副总理Dean-Engineering,董事、秘书,记者,本金,煤斗,院长CSE Dr.A。Kumaravel Bharath大学的钦奈的动机和不断的鼓励。作者想特别感谢博士V。Khanaa对他的指导和评论的手稿和他有价值的输入和富有成果的讨论完成的工作和计算机科学与工程系的教员。同时,他把特权扩展感谢他的父母和家庭成员呈现他们在整个研究工作的支持。

表乍一看
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表1

数据乍一看
图3一 图3 b
图3.1 图3.2

引用





















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