Ad hoc Network (Part II) : Proactive Routing Protocol concept

จากบทความ “Ad hoc Network (Part I) : Ad hoc Network Technology” ได้กล่าวไปแล้วว่าเราจะพูดถึงส่วนของการทำงานของ Routing Protocol

โพรโทคอลค้นหาเส้นทางนั้นสามารถแบ่งชนิดได้หลักๆเป็นแบบ Reactive และ Proactive

ในส่วนนี้เราจะกล่าวถึง Proactive routing protocol ก่อน

โพรโทคอลค้นหาเส้นทางเชิงรุก (Proactive routing protocol) เป็นโพรโทคอลที่ใช้ตารางค้นหาเส้นทางในการขับเคลื่อน โดยบรรจุข้อมูลของโนดข้างเคียง และมีการอัพเดตข้อมูลระหว่างคู่โนดใดๆ  เป็นระยะๆ ข้อดีของโพรโทคอลชนิดนี้คือ สามารถส่งข้อมูลได้ทันทีที่ต้องการเพราะมีการบรรจุข้อมูลใหม่อยู่เสมอๆข้อเสียคือต้องบรรจุข้อมูลเส้นทางปริมาณมากในส่วน overhead ตัวอย่างของโพรโทคอลมาตรฐานชนิดนี้ที่ถูกนำมาวิจัย หรือใช้ในโครงข่ายเฉพาะกิจกันแพร่หลาย ได้แก่ DSDV [Destination-Sequenced Distance Vector]  และ OLSR  [Optimized Link State Routing]

DSDV (Destination-Sequenced Distance Vector)

โพรโทคอลDSDV รวบรวมข้อมูลการเชื่อมต่อแบบไร้สายของโนดทั้งหมดจากการส่งผ่านโนดข้างเคียง และสร้างออกมาเป็นเส้นทางสำหรับการรับส่งข้อมูลในรูปแบบเวคเตอร์บอกระยะ โดยแต่ละโนดจะจัดเก็บข้อมูลลงในตารางเส้นทางเฉพาะของแต่ละโนด เพื่อให้สามารถสื่อสารกับโนดอื่นๆได้ด้วยจำนวนช่วงเชื่อมต่อคงที่ค่าหนึ่ง ด้วยข้อจำกัดทางกายภาพในด้านรัศมีในการส่งสัญญาณ ทุกโนดในโครงข่ายจำเป็นจะต้องยินยอมส่งข้อมูลอัพเดตเส้นทางต่อไปยังโนดอื่นๆ หากโนดใดไม่ยินยอม หรือ อยู่ในสภาพขาดการเชื่อมต่อ โพรโทคอลนี้ก็จะไม่บังคับให้มีการส่งต่อแพ็คเกต โพรโทคอลDSDV จะจัดเก็บข้อมูลลงในตารางเส้นทาง เฉพาะข้อมูลเพื่อใช้เป็นเส้นทางไปยังโนดอื่นๆ เท่านั้น โดยมีองค์ประกอบคือ หมายเลขโนด , จำนวนช่วงเชื่อมต่อในการส่งข้อมูล , เส้นทางที่ใช้ส่ง , หมายเลขลำดับการอัพเดตเส้นทาง โดยมีการอัพเดตข้อมูลเป็นรายคาบ ทำให้ได้มาซึ่งเส้นทางที่ใกล้เคียงต่อการเปลี่ยนแปลงของโครงข่าย โอกาสที่จะสำเร็จในการส่งข้อมูลจึงสูง แต่ในทางตรงกันข้ามยิ่งมีการอัพเดตข้อมูลมาก ก็จะเพิ่มการใช้งานแบนด์วิดท์ของระบบมากขึ้นตามไปด้วย หากมีการรับ-ส่งข้อมูลไม่บ่อยนัก ก็จะถูกพิจารณาว่าสูญเสียแบนด์วิดท์ไปโดยไม่เกิดประโยชน์ นอกจากนั้น เนื่องจากโพรโทคอลDSDV จะประเมินหาค่าเส้นทางได้ก็ต่อเมื่อปรับปรุงข้อมูลอัพเดตจากทุกโนดข้างเคียงครบแล้ว จึงอาจทำให้เกิดการล้าสมัยของข้อมูลขณะทำการส่ง ทำให้ข้อมูลไม่สามารถไปถึงปลายทางได้

OLSR (Optimized Link State Routing)

โพรโทคอลOLSR จะสร้างตารางค้นหาเส้นทางขึ้นและมีการปรับปรุงทุกๆช่วงคาบหนึ่งของเวลาที่กำหนด แต่แตกต่างจากโพรโทคอลDSDV ตรงที่ภายในโครงข่ายของโพรโทคอลOLSR  จะทำการเลือก MPR (Multi Point Relay) ซึ่งเป็นโนดที่มีการเชื่อมต่อกับโนดข้างเคียงมากที่สุดในพื้นที่หนึ่งๆ หลังจากนั้น MPR จะทำการอัพเดตข้อมูลเส้นทางเป็นรายคาบ หากมีการต้องการที่จะส่งข้อมูลจากโนดต้นทางไปยังโนดปลายทาง MPR แต่ละจุดจะทำการสื่อสารกันเพื่อเลือกเส้นทางในการส่งข้อมูล และจะไม่ใช้ เวกเตอร์บอกระยะทาง ในการบอกสถานะการเชื่อมต่อ แต่ใช้ Link State เก็บไปในข้อมูลแทน โดยการทำงานของ Link State คือ เมื่อมีโนดใหม่เข้ามาในรัศมีการสื่อสารของ MPR  หลังจากนั้น MPR จะทำการเก็บข้อมูลสถานการณ์เชื่อมต่อกับโนดใหม่ และอัพเดตข้อมูลที่ได้ใหม่นี้ผ่าน MPR ตัวอื่นๆ จนเป็นที่ทราบกันทั่วทั้งโครงข่าย ซึ่งมีประโยชน์ในแง่หากโครงข่ายมีการเปลี่ยนแปลงมากๆ MPR จะสามารถจัดสรรเส้นทางการส่งข้อมูลได้ทันที โดย MPR จะมี TC (Topology control) ที่บรรจุข้อมูลโนดข้างเคียงที่ถูกเลือกให้เป็น MPR  และโพรโทคอลOLSR จะมีการส่งข้อความ MID (Multiple interface declaration) ที่ถูกแพร่กระจายข้อมูลระหว่าง MPR สำหรับการบริหารจัดการ IP address ของโนดที่มีการอินเตอร์เฟสกัน

เนื้อหาจาก

1) Charles E. Perkins, Elizabeth M. Royer, Samir R. Das andMLahesh K. Marina “ Performance Comparison of TwoOn-Demand Routing Protocols for เฉพาะกิจ Networks”IEEE Personal Communications, February 2001

2) C.M barushimana, A. Shahrabi, “Comparative Study of Reactive and Proactive Routing Protocols Performance in Mobile Ad-Hoc Networks” Workshop on Advanced Information Networking and Application, Vol. 2, pp. 679-684. , May 2003

3) Boukerche A., “Performance comparison and analysis of Ad Hoc routing algorithms” IEEE international conference on performance, computing, and communications,pp. 171-178,2001

4) C. Siva Ram Murthy, Manoj “Ad Hoc Wireless Networks Architectures and Protocols”Pearson Education , 2004

ภาพจาก

http://www.mdpi.com/1424-8220/11/4/4438

http://flylib.com/books/en/2.959.1.166/1/

http://www.disi.unige.it/person/GianuzziV/MobComp/lucidi/Routing.html