نوع فایل: word
قابل ویرایش 102 صفحه
چکیده:
سیستم های بی سیم از حدود سال های 1970 مورد استفاده بوده و ما تا کنون شاهد نسل های اول , دوم و سوم این تکنولوژی بوده ایم.این نوع سیستم ها بر اساس یک ساختار مرکزی و کنترل شده عمل می کنند اما با این حال به دلیل حضور چنین نقاط ثابتی در شبکه محدودیتهایی بروز می کنند. به عبارتی در مکان هایی که امکان برقراری ساختار ثابت و همیشه پایدار وجود ندارد این نوع تکنولوژی نمی تواند پاسخ گو باشد.شبکه های Mobile ad hocکه آنها را گاهی شبکه های “short live” نیز می نامند می توانند در غیاب ساختار ثابت و متمرکز عمل کنند. بدین ترتیب در مکان هایی که امکان به راه اندازی سریع یک شبکه ی ثابت وجود ندارد کمک بزرگی محسوب می شوند. شایان ذکر است که واژه ی ad-hoc لاتین بوده و به معنی " فقط برای این منظور" می باشد.
.شبکه‌های بیسیم ادهاک شامل یک مجموعه‌ای از گره‌های( node) توزیع شده‌اند که با همدیگر به طور بیسیم ارتباط دارند. نودها می‌توانند کامپیوترمیزبان یا مسیریاب باشند. در چنین شبکه ای هر کاربری می تواند در حالی که با نود یا نود های دیگری در حال ارتباط است مکان خود را تغییر دهد.مسیر بین هر جفت از کاربرین ممکن است دارای لینک های چند گانه بوده و نیز رادیوی بین آنها ناهمگن باشد . نودها به طور مستقیم بدون هیچگونه نقطه دسترسی با همدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و سازمان ثابتی ندارند و بنابراین در یک توپولوژی دلخواه شکل گرفته‌اند. هر نودی مجهز به یک فرستنده و گیرنده می‌باشد. مهم ترین ویژگی این شبکه‌ها وجود یک توپولوژی پویا و متغیر می‌باشد که نتیجه تحرک نودها می‌باشد. نودها در این شبکه‌ها به طور پیوسته موقعیت خود را تغییر می‌دهند که این خود نیاز به یک پروتکل مسیریابی که توانایی سازگاری با این تغببرات را داشته، نمایان می‌کند. مسیریابی و امنیت در این شبکه از چالش‌های امروز این شبکه هاست.
پروتوکل معروف IEEE 802.11 قادر به تامین امکانات شبکه های Ad hoc در مواقعی که access point وجود ندارد اما در سطح پایین تری می باشد.در این حالت node ها می توانند اطلاعات را در شبکه ارسال و دریافت کنند اما قادر به مسیر یابی نیستند.
شبکه های mobile ad hoc یا به صورت مجزا و ایزوله و یا در ارتباط با بقیه ی شبکه ها همچون اینترنت عمل می کنند. این شبکه ها توانسته اند رویای اتصال به شبکه در هر مکان و هر زمانی را به واقعیت بدل کنند. یکی از کاربرد های بسیار واضح این نوع شبکه در محل های گرد آمدن افراد با laptop است که به راحتی می توانند تشکیل شبکه بدهند.
مقدمه:
اصطلاح Ad hoc که از زبان لاتین گرفته شده است به‌معنای "برای کاربرد اختصاصی" است. این عبارت عموما در مورد راه‌حلی استفاده می‌شود که برای حل یک مشکل خاص یا انجام وظیفه‌ای ویژه طراحی شده باشد و قابل تعمیم به‌صورت یک راه‌حل عمومی نباشد و امکان تطبیق دادن آن با مسایل دیگر وجود نداشته باشد. یک شبکه ادهاک، اتصالی است که تنها به‌مدت یک جلسه برقرار می‌شود و نیاز به ایستگاه پایه ندارد. در عوض، هر دستگاه متصل به شبکه، دیگر دستگاه‌های واقع در یک محدوده خاص را پیدا می‌کند و این دستگاه‌ها یک شبکه بین خود ایجاد می‌کنند. از سوی دیگر دستگاه‌ها با ارسال پیام، گره‌های هدف را در خارج از محدوده تعریف شده جستجو می‌کنند. امکان برقراری ارتباط بین چندین گره مختلف وجود دارد. به این ترتیب، شبکه‌های ادهاک گوناگون به‌یکدیگر متصل می‌شوند. سپس پروتکلهای مسیریابی، اتصالات پایداری را بین این گره‌ها ایجاد می‌کنند، حتی اگر گره‌ها متحرک باشند. از جمله کاربران شبکه‌های ادهاک می‌توان به پلی‌استیشن سونی اشاره کرد که از اتصالات ادهاک برای ایجاد شبکه بیسیم بین چند بازیکن (که همگی در یک بازی شرکت می‌کنند) اشاره کرد. پس از پایان بازی، اتصال بیسیم بین کاربران قطع می‌شود.
در طی یک دهه اخیر استفاده از اینترنت به شدت افزایش یافته و با کاربردهای مالتی مدیا و شبکه پیش رفته است.با اینکه هنوز هم رایج ترین روش دسترسی به اینترنت استفاده از کابل یا فیبر است اما تعداد زیادی از کاربران در حال حاضر خواستار نوعی روش هستند که به آنها اجازه دهد در همه جا و بصورت سیار چه در سر کار، چه در خانه و چه در حال حرکت بتوانند به اینترنت دسترسی داشته باشند. به عنوان مثال، مردم می خواهند موقع خرید از فروشگاه زنجیره ای محل بتوانند قیمتها را از طریق شبکه مقایسه کنند، در حالیکه در ماشین خود هستند بتوانند از سیستمهای کمکی« مسیریابی» استفاده کنند و موقع رانندگی یا بررسی پروژه در کافی شاپ یا سالن انتظار فرودگاه ایمیلهای خود را چک کنند.
مفهوم اینترنت بی سیم یا سیار چیز جدیدی نیست. وقتی برای اولین بار در سال 1969 فن آوری راه گزینی بسته ای یا همان فیبرهای اینترنتی توسط ARPANET معرفی گردید، وزارت دفاع بلافاصله به پتانسیل های استفاده از فن آوری رادیوی راه گزینی بسته ای برای بهم اتصال دادن گره های سیار در میدان جنگ پی برد. پروژه رادیوی بسته ایDARPA که در اوایل دهه 70 آغاز شد به شکل گیری مفهوم شبکه های ادهاک بی سیم کمک کرد. این فن آوری شبکه بندی بی سیم و نا محدود را در محیطهایی که در آنها زیرساخت سلولی یا سیمی به کار نرفته ( محیطهایی مثل میدان جنگ، نجات سانحه دیدگان و غیره)، یا در صورت وجود چنین زیرساختهایی استفاده از آنها مناسب یا به صرفه نیست ،میسر می سازد.
اصطلاح « ادهاک» معرف آن است که این شبکه برای هدف خاصی که غالباً خدمات موقتی و سفارشی می باشد، طراحی شده است. پس، شبکه های اد هاک معمولی برای مدت زمان محدودی استقرار می یابند. پروتکل ها به کاربردهای خاصی تغییر می یابند( مثال، ارسال یک جریان ویدئویی در سرتاسر میدان جنگ، کشف آتش سوزی در جنگل ها؛ ایجاد ویدئو کنفرانس بین سه تیم نجات). این کاربرد می تواند جنبه سیار داشته و محیط آن نیز همواره به صورت پویا در حال تغییر باشد. در نتیجه پروتکلهای ادهاک بایستی دارای قابلیت پیکره بندی خودکار باشند تا با تغییرات محیط، ترافیک و ماموریت های اعزامی تطبیق یابند. نتیجه حاصل از این مشخصه ها آن است که معماری این شبکه ها باید بسیار قوی و نیرومند و در عین حال انعطاف پذیر و سازگار باشد. معماری چنین شبکه هایی باید به آنها قابلیت کاربرد در بررسی دقیق رفتارهای پرندگان در بومهای طبیعی را داده و به نحوی باشد که در محیطی دیگر قابلیت ساختاربندی برای آغاز حملات مرگبار بر دشمن حتمی را فراهم کند.
به خاطر سیار بودن و ماهیت مستقل از زیرساختها، شبکه ادهاک مستلزم لازمه های جدید طراحی است. اولین لازمه برای طراحی چنین شبکه ای قابلیت خود پیکره بندی ( آدرسها و مسیردهی)در مواجهه با سیار بودن است.در سطوح کاربردی، کابران شبکه های ادهاک معمولاً بصورت تیمی با هم کار کرده و ارتباط برقرار می کنند( به عنوان مثال، پلیس، آتش نشانها، تیم پرسنل پزشکی در عملیاتهای امداد و نجات). به همین جهت بر مبنای چنین کاربردهایی از نظر داده ها و ترافیک زمان واقعی(مدت زمان انتقال داده ها) بایدارتباطات گروهی موثرو مالتی کستینگ برقرار شود. ضمناً سیاربودن شبکه نوعی خدمات مبتنی بر موقعیت میزبانی را شبیه سازی می نماید که در اینترنت سیمی وجود دارد.
پیچیدگی طراحی شبکه ادهاک بی سیم باعث شده از دهه هفتاد تا به امروز چندین نسل از محققان با چالش روبرو شوند وموفقیت های بزرگی در زمینه کاربردهای نظامی و شهری ( مثل میادین جنگ، جستجو و نجات سانحه دیدگان، دفاع درون مرزی و غیره)در این حوزه صورت گیرد که تا حدودی مرهون فن آوری رادیویی است. در نگاه اول، این کاربردها با مفهوم« شبکه ها و اینترنت زیرساختی» که بسیاری از کاربردهای تجاری مبتنی بر آن است ،ناسازگار به نظر می رسند. از همین رو بوده است که فن آوری شبکه های ادهاک برای انتقال به زمینه های تجاری و کاربرد در زندگی روزمره مردم با مشکلات زیادی مواجه شده است.
اما این روند می تواند خیلی زود تغییر یابد. مفهوم نوظهوری که می تواند چنین روندی را معکوس کند مفهوم « شبکه سازی ادهاک فرصت طلبانه » است. زیرشبکه ادهاک فرصت طلبانه را می توان از طریق لینکهای « زیر ساخت بی سیم» چون 802.11 یا 2.5/3G به اینترنت متصل کرده و کشش و انعطاف پذیری این شبکه ها را افزایش دهد. این کار می تواند به عنوان مثال در موارد زیر مثمر ثمر واقع شود: در محیط های بسته و برای بهم اتصال دادن ادوات دور از دسترس ؛ در محیطهای شهری برای برقراری شبکه بی سیم عمومی شامل نقاط دسترسی ثابت و نیز وسایل نقیله و عابرین پیاده ؛ و نیز در محوطه های باز برای برقراری اتصال بین گروه های دانشجویی سیار و تحقیقات اینترنتی. از این رو به نظر می رسد که بعد از بیش از 30 سال تحول مستقل ، شبکه سازی ادهاک حرکت جدیدی یافته و شبکه های اینترنت سیمی و ادهاک نهایتاً در کنار هم قرار گرفته و کاربردهای تجاری مناسب و پابرجایی ایجاد خواهند کرد.
فهرست مطالب:
1-شبکه های ادهاک (تک کاره)
1-1-مقدمه
2-1-تحول در عرصه بی سیم
3-1-مشخصات شبکه های ادهاک
1-3-1-سیار بودن
1-3-2-چندپرشی بودن
1-3-3-خود سازمان دهی
1-3-4-ذخیره انرژی
1-3-5-مقیاس پذیری
1-3-6-ادوات خودکار و بدون سرنشین
1-3-7-اتصال به اینترنت
2-کاربردهای شبکه ادهاک
2-1-مقدمه
2-2-عرصۀ نظامی
2-2-1-شبکه های مختصات شهری و محوطه های باز و پردیس ها موردی برای شبکه سازی ادهاک فرصت طلبانه
2-3-کنفرانس ها
2-4-شبکه های خانگی
2-5-چالش های طراحی
2-5-1-تعامل میان لایه ای
2-5-2-تحرک ومقیاس پذیری
2-5-2-1- یک مثال ارتباطات تیمی بین عوامل هوابردی با استفاده از LANMAR
2-6-ارزیابی پروتکلهای شبکه ادهاک در محیط آزمایش
2-7-مروری کوتاه برموضوعاتی پیرامون شبکه های ادهاک
2-7-1-پروتکل های مانع از تلاقی
2-7-2-مسیردهی در شبکه های ادهاک
2-7-3-مالتی کستینگ در شبکه های ادهاک
2-7-4-پروتکل های لایه انتقالی در شبکه های ادهاک
2-7-5-ذخیره انرژی
2-7-6-استفاده از آنتن هوشمند در شبکه های ادهاک
2-7-7-موضوعات مربوط به QOS در شبکه های ادهاک
3-امنیت در شبکه های ادهاک سیار
3-1-مقدمه
3-2-عوامل ناامنی شبکه های Ad_hoc
3-3- انواع حملات بر روی شبکه های ادهاک
3-3-1-حملات فعال
3-3-2-حملات غیرفعال
3-3-3-حمله به قصد تغییر
3-3-4- حمله به قصد جعل هویت
3-3-5-حمله به قصد جعل پیام
3-3-6-دیگر حملات
4-پروتکلهای ممانعت از برخورد در شبکه های فاقد موقتی
4-1-چکیده
4-2-مقدمه
4-3-عملکرد پروتکلهای ممانعت از برخورد
4-3-1-تحلیل تقریبی
4-3-2-نتایج عددی
4-3-3-نتایج شبیه سازی
4-4-چارچوب و مکانیسم ها برای دستیابی مناسب در 802-11 IEEE
4-5-دسترسی مستقیم توپولوژی مطلع
4-5-1-تبادل و حفظ جریان
4-5-2-الگوریتم بک آف آگاه جریان
4-5-3-تبادل علائم ممانعت از برخورد دورگه توپولوژی مطلع
4-5-4-بررسی جریانات دو طرفه
4-5-5-نتایج شبیه سازی
4-6-نتیجه گیری
5-نتیجه گیری و پیشنهادات
فهرست شکل ها:
تصویر 21
تصویر22 - مثالی از شبکه ادهاک
تصویر23- مثالی در ارتباط با کارکرد مسیردهی
تصویر 41 - زنجیر چهار حالتی مارکو
تصویر 42 - الگوی زنجیره‌ای مارکو برای یک گره
تصویر43 - تصویری از ناحیه مخفی
تصویر44 - تاثیر
تصویر45 - مقایسه توان سرعتی
تصویر46
تصویر47 - نمونه ای از برخورد ها با بسته بیت های داده ها
تصویر48 - مقایسه عملکرد با نتایج تحلیلی
تصویر49
تصویر410
تصویر411
تصویر412 نمودار
تصویر413 نمودار
تصویر414 نمودار
فهرست جداول:
جدول 4-1پارامترهای آرایش (پیکره بندی) پروتکل 802-11 IEEE
جدول 4-2پارامترهای آرایش معادل برای مدل تحلیلی
جدول4-4 درصدی از اتمام وقت ACK در طرح BEB
جدول 4-4:علائم استفاده شده در طرح دورگه یا پیوندی
جدول 4-5 نمونه ای از پردازش جریان دو طرفه
جدول 4-6 شاخص های پیکر بندی خاص TAFA و 802-11 IEEE
جدول 4-7 مقایسه کار حاصل برای 802-11 IEEE، طرح دورگه و جریان‌های CBR – TAFA
(مقیاس ها بر اساس کیلو بایت بر ثانیه می باشند)
جدول 4-8نتایج شبیه سازی
پروژه رشته کامپیوتر با موضوع شبکه های ادهاک. doc