AQTR: Die Ant-basierte Qos bewusst verbesserte zeitlich geordneten Routing-Algorithmus für MANETs Debajit Sensarma Universität von Kalkutta, Institut für Informatik und Ingenieurwissenschaften, Studenten 27. Januar 2015 Mobile Ad-hoc-Netzwerk ist ein autonomes System von mobilen Knoten durch drahtlose Verbindungen verbunden. Hier fungiert der Knoten sowohl als Router als auch als Host. Der Knoten bewegt sich unvorhersehbar und zufällig. Aufgrund dieser nodalen Mobilität ist das Routing in MANET ein sehr herausforderndes Thema. Routing ist der Akt der Verschiebung von Informationen über das Netzwerk von Quelle zu Ziel. Im Falle von MANET ist es aufgrund der dynamischen Topologie, der begrenzten Ressourcen, der begrenzten Energie der Knoten, der unterschiedlichen QoS-Anforderungen sehr schwierig. Die Bereitstellung von QoS-Routing in MANET ist eine wichtige Aufgabe und es ist auch eine herausfordernde Aufgabe, Pfade zu finden, die den Anforderungen der Benutzer QoS entsprechen. In diesem Papier haben wir AQTR entwickelt, eine neue energieeffiziente Ameisenkolonie-Optimierung QoS bewusst On-Demand-Multipath-Routing-Algorithmus für MANETs. Es handelt sich um eine Modifikation des klassischen, zeitlich geordneten Routings, das den Kontrollaufwand reduziert und eine bessere Routing-Fehlerbehandlungstechnik aufweist. Anzahl der Seiten in PDF Datei: 41 Schlüsselwörter: MANET, Ameisenkolonie Optimierung, QoS Datum der Veröffentlichung: 29. Januar 2015 Letzte Überarbeitung: 29. Juli 2015 Vorgeschlagene Zitat Sensarma, Debajit, AQTR: Die Ant-basierte Qos Aware Verbesserte zeitlich geordneten Routing-Algorithmus für MANETs (27. Januar 2015). Erhältlich bei SSRN: ssrnabstract2556278 oder dx. doi. org10.2139ssrn.2556278 Kontaktinformationen Debajit Sensarma (Kontakt Autor) Routing 101: Routing Algorithmen Einleitung Die Stunde 3 konzentriert sich primär auf Routing-Algorithmen. Der Routing-Algorithmus ist eine Formel, die im Router039s Speicher gespeichert ist. Der Routing-Algorithmus, den Ihr Protokoll verwendet, ist ein wichtiger Faktor für die Leistung Ihrer Routing-Umgebung. Der Zweck des Routing-Algorithmus ist es, Entscheidungen für den Router über die besten Pfade für Daten zu treffen. Denken Sie an den Routing-Algorithmus als Verkehrsoffizier des Routers. In gleicher Weise, wie Verkehrsoffiziere die Art und Weise, wie Autos durch belebte Kreuzungen fahren, führen und gestalten, führen Routing-Algorithmen Entscheidungen über die Pfaddaten von einem Netzwerk zum anderen. Der Router verwendet den Routing-Algorithmus, um den Pfad zu berechnen, der am besten dazu dient, die Daten von der Quelle zum Ziel zu transportieren. Allerdings können Sie nicht direkt wählen Sie den Algorithmus, den Ihr Router verwendet. Vielmehr bestimmt das Routing-Protokoll, das Sie für Ihr Netzwerk wählen, welcher Algorithmus Sie verwenden werden. Zum Beispiel, während das Routing-Protokoll RIP einen Typ von Routing-Algorithmus verwenden kann, um den Router-Verschiebungsdaten zu helfen, verwendet das Routing-Protokoll OSPF ein anderes. Sie lernen über Routing-Algorithmen in dieser Lektion als Voraussetzung für zukünftige Lektionen auf Routing-Protokolle. Zu wissen, wie Routing-Algorithmen arbeiten, wird Ihnen ein besseres Verständnis der Routing-Protokolle und die Konzepte hinter, warum einige Protokolle in bestimmten Situationen besser funktionieren. Viele der Unterschiede zwischen bestimmten Routing-Protokollen stehen in direktem Zusammenhang mit Unterschieden in ihren Routing-Algorithmen. Der Routing-Algorithmus, den ein Protokoll verwendet, kann nicht geändert oder geändert werden. Wenn der Algorithmus ein bestimmtes Protokoll verwendet, begünstigt nicht Ihre Netzwerkumgebung, ist die einzige Möglichkeit, es zu ändern, um Routing-Protokolle zu ändern. Da der Routing-Algorithmus so viel Einfluss auf die Gesamtleistung Ihres Netzwerks hat, sollten Sie die Algorithmen, die jedes Protokoll verwendet, vor der Entscheidung über die Implementierung in Ihrem Netzwerk erforschen. Es gibt zwei Hauptkategorien von Routing-Algorithmen, die von Routing-Protokolle151Distance-Vektor oder Link-State verwendet werden können. Wenn wir anfangen, Routing-Protokolle zu diskutieren, werden Sie feststellen, dass die Protokolle entweder Distanzvektor oder Link-State sind. Diese Konvention ist ein direktes Ergebnis der Art des Routing-Algorithmus, der vom Protokoll verwendet wird. Daher verwendet jedes Routingprotokoll, das mit dem Quotenvektor versehen ist, den Abstandsvektoralgorithmus umgekehrt, wobei jedes Link-State-Protokoll den Link-State-Algorithmus verwendet. Die Einzelheiten Ihres Netzwerks, wie die Anzahl der Computer, die Anzahl der Router und die Existenz (oder das Fehlen) eines WANs bestimmen, welche Art von Algorithmus Sie für Ihre Umgebung wählen. Im nächsten Abschnitt wird kurz die zwischen den Routing-Protokollen und ihren Algorithmen gebildete Beziehung diskutiert. Routing-Protokolle liefern Informationen zu Routing-Algorithmen in Form von Variablen oder Metriken. Routing-Algorithmen, auf der anderen Seite, bieten Routing-Protokolle mit dem besten Pfad für den Router, um Daten zu senden. Routing-Algorithmen innerhalb von Routing-Protokollen Viele Eigenschaften separate Routing-Protokolle voneinander. Charakteristiken wie die Geschwindigkeit, mit der sie arbeiten, die Art, wie sie Updates durchführen, und die Informationen, die sie sammeln, um ihre Arbeit zu machen, machen Routing-Protokolle einzigartig. Allerdings ist ein Merkmal, das Routing-Protokolle miteinander teilen, ihr Routing-Algorithmus. Während viele verschiedene Routing-Protokolle für Sie verfügbar sind, um in Ihrem Netzwerk zu verwenden, nutzen sie alle einen von nur zwei verschiedenen Algorithmen. Der Hauptauftrag des Routing-Protokolls besteht darin, die Informationen bereitzustellen, die von dem Routing-Algorithmus benötigt werden, um seine Entscheidungen zu berechnen. Hier unterscheiden sich viele Protokolle. Die dem Algorithmus gelieferten Informationen (die die Berechnung beeinflussen) können von Protokoll zu Protokoll unterschiedlich sein. Eine gute Möglichkeit, dies zu veranschaulichen, ist, den Routing-Algorithmus als Internet-Suchmaschine zu betrachten, und Sie als Routing-Protokoll. Let039s sagen, dass Sie den besten Platz, um Informationen über Cisco Router zu bekommen wollen. Sie geben das Wort quotroutersquot in die Suchmaschine ein. Die Suchmaschine verarbeitet Ihre Eingabe und gibt eine Vielzahl von Ergebnissen zurück. Schließlich erreichen Sie die Cisco Homepage. Mit der gleichen Suchmaschine können Sie die Schlüsselwörter quotCisco routers. quot eingegeben haben. Diese Suche hätte ein direkteres Ergebnis erzeugt. Obwohl sich die Suchmaschine (Routing-Algorithmus) nicht änderte, wurde das Produkt der Formel direkt von den Informationen beeinflusst, die ihm gegeben wurden. Während einige Routing-Protokolle allgemeine Informationen an einen Algorithmus liefern, werden andere spezifischer sein. Zu wissen, wie der Algorithmus in diesen Situationen reagieren wird Ihnen helfen, wählen Sie den Algorithmus (und folglich das Protokoll), die am besten für Sie ist. Das Routing-Protokoll sammelt bestimmte Informationen über Netzwerke und Router aus der Umgebung. Diese Information wird in einer Routingtabelle im Router039s Speicher gespeichert. Der Routing-Algorithmus wird gegen die Informationen in dieser Tabelle ausgeführt, um den quotbestquot-Pfad von einem Netzwerk zu einem anderen zu berechnen. Die in der Tabelle enthaltenen Informationen werden in den Routing-Algorithmus gesteckt. Die Berechnung der neuen Werte innerhalb der Formel erzeugt dann eine Summe. Das Ergebnis dieser Berechnung wird verwendet, um zu bestimmen, wo Informationen in einem bestimmten Szenario gesendet werden sollen. Beispielsweise zeigt Tabelle 3.1 eine Beispiel-Routingtabelle für eine fiktive Routing-Umgebung. Die Information, die an den Routing-Algorithmus innerhalb der Routingtabelle übergeben wird, wird durch das Routing-Protokoll durch einen Prozess, der als Routing-Update bekannt ist, gesammelt. Ein Netzwerk - oder Routing-Ingenieur wird diese Informationen jedem Router zuordnen. Dann, durch eine Reihe von Updates, jeder Router wird dem anderen sagen, welche Informationen es hat. Schließlich wird eine ganze Routingtabelle erstellt. Sie erfahren mehr darüber, wie Routing-Updates funktionieren, während wir jedes Routing-Protokoll untersuchen. Tabelle 3.1 Eine fiktive Routingtabelle Dieses Szenario wurde vereinfacht, um eine Diskussion über Routing-Algorithmen zu ermöglichen, ohne sich auf ein bestimmtes Protokoll zu konzentrieren. Unser Beispiel-Routing-Algorithmus besagt, dass der beste Weg zu jedem Ziel derjenige ist, der den niedrigsten Metrikwert hat. Wenn Router A mit einem vom Router C gebundenen Paket präsentiert wird, zeigt die Routingtabelle sofort zwei mögliche Pfade zur Auswahl an. Die erste Wahl ist, das Paket von Router A direkt über den Link zu Router C zu senden. Die zweite Möglichkeit besteht darin, das Paket vom Router A zum Router B und dann zum Router C zu senden. Der Routing-Algorithmus wird verwendet, um zu bestimmen, welche Option ist Beste. Abbildung 3.1 zeigt das Netzwerk, zu dem Router A und Router C gehören. (Beachten Sie, wie die Router und Metriken in der Abbildung den Routingtabellen-Informationen in Tabelle 3.1 entsprechen.) Während einige Routing-Protokolle nur eine Metrik für den Routing-Algorithmus bereitstellen können, können andere bis zu zehn geben. Wenn wir jedes Routing-Protokoll abdecken, werden wir diskutieren, welche Metriken sie für den Routing-Algorithmus sammeln, um zu verwenden. Auf der anderen Seite, während zwei Protokolle beide nur eine Metrik an den Algorithmus senden könnten, kann sich der Ursprung dieser Metrik von Protokoll zu Protokoll unterscheiden. Ein Routing-Protokoll könnte einen Algorithmus geben die einzelnen Metrik der Kosten, aber diese Kosten könnten etwas anderes als ein anderes Protokoll mit der gleichen Metrik darstellen. Der Algorithmus in unserem Beispiel besagt, dass der beste Weg derjenige mit dem niedrigsten Metrikwert ist. Wenn wir also die Metrikzahlen hinzufügen, die mit jeder möglichen Verbindung verknüpft sind, sehen wir, dass die Route von Router A zu Router B zu Router C einen metrischen Wert von 5 hat, während die direkte Verbindung zu Router C einen Wert von 6 hat. Der Algorithmus wählt aus Der ABC-Pfad und sendet die Informationen zusammen. Eine Metrik ist eine Zahl, die als Maßstab für die Verbindungen eines Netzwerks verwendet wird. Jeder Link wird mit einer Metrik verknüpft, um irgendetwas aus monetären Kosten zu repräsentieren, um die Zeile zu verwenden, um die verfügbare Bandbreite zu erreichen. Obwohl es einfach ist, zeigt dieses Beispiel, wie Routing-Algorithmen als die echte Entscheidungsmaschine innerhalb des Routers funktionieren. Die spezifische Information, die in der Routingtabelle gespeichert ist und wie der Algorithmus sie verwendet, hängt vom Protokoll ab. Let039s untersuchen die Unterschiede zwischen diesen beiden algorithmischen Typen. Abstandsvektoralgorithmen Abstandsvektoralgorithmen ähneln dem in Tabelle 3.1 verwendeten einfachen Algorithmus. Ein Distanzvektoralgorithmus verwendet Metriken, die als Kosten bekannt sind, um den besten Weg zu einem Ziel zu bestimmen. Der Weg mit den niedrigsten Gesamtkosten wird als der beste Weg gewählt. Wenn ein Router einen Distanzvektoralgorithmus verwendet, werden von jedem Router unterschiedliche Kosten gesammelt. Diese Kosten können völlig beliebig sein, Administrator-zugewiesenen Nummern, wie fünf. Obwohl die Nummer fünf für einen externen Beobachter nicht von Bedeutung sein könnte, hätte der Administrator es einem bestimmten Link zugewiesen, um die Zuverlässigkeit dieses Links zu repräsentieren. Kosten können auch dynamisch gesammelt werden, wie die Verzögerung, die von Routern beim Senden von Paketen über einen Link im Gegensatz zu einem anderen erlebt wird. Alle Kosten (zugewiesen und anderweitig) werden zusammengestellt und in die Routing-Tabelle router039s platziert. Alle gesammelten Kosten werden dann vom Algorithmus verwendet, um einen besten Pfad für jedes gegebene Netzwerkszenario zu berechnen. Obwohl es viele Ressourcen gibt, die komplexe mathematische Darstellungen von welchen Distanzvektoralgorithmen anbieten und wie sie ihre Entscheidungen berechnen, bleibt das Kernkonzept gleich, indem man die Metriken für jeden optionalen Pfad in einem Netzwerk hinzufügt Pfad. Die Formel dafür lautet wie folgt: Diese Formel besagt, dass der beste Weg zwischen zwei Netzwerken (M (i, k)) gefunden werden kann, indem man den niedrigsten (min) Wert der Pfade zwischen allen Netzwerkpunkten findet. Let039s sehen wieder die Routing-Informationen in Tabelle 3.1. Wenn wir diese Informationen in die Formel einfügen, sehen wir, dass die Route von A nach B nach C immer noch der beste Weg ist: Während die Formel für die direkte Route A bis C so aussieht: Dieses Beispiel veranschaulicht, wie Distanzvektoralgorithmen die übermittelte Information verwenden Sie zu informierten Routing-Entscheidungen zu treffen. Verbringen Sie nicht zu viel Zeit zum Auswendiglernen des Algorithmus, wie Sie es selten in der realen Welt sehen werden. Die von Routern und Routing-Protokollen verwendeten Algorithmen sind nicht konfigurierbar und können auch nicht geändert werden. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Distanzvektoralgorithmen und Verbindungsstatusprotokollen (abgedeckt im nächsten Abschnitt) besteht darin, dass bei der Entfernung von Distanzvektor-Routing-Protokollen ein oder mehrere Teil der Routingtabelle (abhängig von der Art der Aktualisierung) von einem Router an gesendet wird Ein anderer Durch diesen Prozess wird jeder Router den Informationen ausgesetzt, die in den anderen Router039s-Tabellen enthalten sind, so dass jeder Router eine umfassendere Sicht auf die Netzwerkumgebung bietet und es ihnen ermöglicht, bessere Routing-Entscheidungen zu treffen. Der Prozess der Router-Updates wird im nächsten Abschnitt näher beschrieben. Beispiele für Distanzvektoralgorithmen umfassen RIP und BGP, zwei der populärsten Protokolle, die heute verwendet werden. Andere populäre Protokolle wie OSPF sind Beispiele für Protokolle, die den Link State Routing Algorithmus verwenden. Link-State-Algorithmen Link-State-Algorithmen arbeiten innerhalb des gleichen Grundrahmens, dass Distanz-Vektor-Algorithmen tun, dass sie beide den Weg mit den niedrigsten Kosten begünstigen. Allerdings arbeiten die Link-State-Protokolle in einer etwas lokalisierteren Weise. Während ein Router, der einen Distanzvektoralgorithmus ausführt, den End-to-End-Pfad für jedes gegebene Paket berechnet, wird ein Link-State-Protokoll diesen Pfad berechnen, da er sich auf die unmittelbarste Verbindung bezieht. Das heißt, wo ein Distanzvektoralgorithmus die niedrigste Metrik zwischen Netzwerk A und Netzwerk C berechnet, berechnet ein Link-State-Protokoll es als zwei verschiedene Pfade A bis B und B bis C. Dieser Vorgang ist am besten für größere Umgebungen geeignet Ändere ziemlich oft Link-State-Algorithmen ermöglichen es den Routern, sich auf ihre eigenen Links und Schnittstellen zu konzentrieren. Jeder Router in einem Netzwerk hat nur direkte Kenntnisse über die Router und Netzwerke, die direkt mit ihm verbunden sind (oder der Zustand der eigenen Links). In größeren Umgebungen bedeutet dies, dass der Router weniger Rechenleistung verwendet, um komplizierte Pfade zu berechnen. Der Router muss einfach wissen, welche der direkten Schnittstellen die Informationen erhalten, wo es am schnellsten gehen muss. Der nächste Router in Zeile wird den Vorgang wiederholen, bis die Information seinen Bestimmungsort erreicht hat. Ein weiterer Vorteil für solche lokalisierten Routing-Prozesse ist, dass Protokolle kleinere Routingtabellen pflegen können. Da ein Link-State-Protokoll nur Routing-Informationen für seine direkten Schnittstellen beibehält, enthält die Routingtabelle viel weniger Informationen als die eines Distanzvektorprotokolls, das Informationen für mehrere Router haben könnte. Wie Distanzvektorprotokolle erfordern Link-State-Protokolle Aktualisierungen, um Informationen miteinander zu teilen. Diese Routing-Updates, bekannt als Link State Advertisements (LSAs). Auftreten, wenn der Zustand eines Routers039s Links ändert. Wenn ein bestimmter Link nicht verfügbar ist (Status ändern), sendet der Router eine Aktualisierung durch die Umgebung, die alle Router alarmiert, mit denen er direkt verknüpft ist. Link-State - und Distanzvektor-Protokolle behandeln bestimmte Routing-Situationen ganz anders. Als wir jedes Protokoll in den verbleibenden Lektionen dieses Buches besprechen, sehen wir, wie diese Protokolle bestimmte Routing-Situationen behandeln.
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