Αρχιτεκτονική Αύξησης Βιωσιμότητας MANET Με Βάση Ενεργειακούς Περιορισμούς

Abstract

Οι εξελίξεις στα σύγχρονα τηλεπικοινωνιακά συστήματα επέβαλλαν την αναγκαιότητα συνδεσιμότητας του χρήστη από οποιαδήποτε θέση σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή με χρήση διαφορετικών συσκευών. Η συγκεκριμένη ιδέα οδήγησε στη δημιουργία αυτόνομων συστημάτων, των Mobile Ad hoc NETworks (MANETs) που παρέχουν ένα πλήθος εφαρμογών, συμβάλλοντας στην βελτίωση της καθημερινότητας του χρήστη. Από τα δίκτυα αισθητήρων μέχρι και τα vehicular networks τα ad hoc δίκτυα κατατάσσονται στα πιο εξελιγμένα κινητά δίκτυα δεδομένων χαμηλής κλιμάκωσης και υψηλής κινητικότητας. Τα συγκεκριμένα δίκτυα δεν απαιτούν την ύπαρξη δικτυακής υποδομή, δίνοντας τη δυνατότητα αξιοποίησής τους σε περιπτώσεις έκτακτων αναγκών. Οι κόμβοι που συνθέτουν ένα τέτοιο δίκτυο είναι απλές συσκευές καθημερινής χρήσης, όπως κινητό τηλέφωνο, laptop, smart phone, PDAs κ.τ.λ. Τα προβλήματα που ανακύπτουν από τη χρήση τέτοιων δικτύων σχετίζονται με την ενεργειακή κατανάλωση των συσκευών, καθώς και με την κινητικότητα των κόμβων που οδηγεί σε συχνές τοπολογικές μεταβολές. Στην παρούσα διατριβή μελετάται, παρουσιάζεται και αναλύεται μια αρχιτεκτονική πολλών επιπέδων για την καλύτερη διαχείριση των ενεργειακών αποθεμάτων του δικτύου. Βελτιώνεται η συμπεριφορά επιτυχημένων αλγορίθμων σε επίπεδο δρομολόγησης, αλλά και παράδοσης υπηρεσίας λαμβάνοντας υπόψη την υπολειπόμενη ενέργεια των κόμβων. Επεκτείνοντας τις υπάρχουσες υλοποιήσεις του πρωτοκόλλου AODV (Ad hoc On Demand distance Vector) σε πρώτο στάδιο σχεδιάζεται και υλοποιείται ένα ενεργειακό πρωτόκολλο σε επίπεδο δρομολόγησης. Επιλέγεται πάντα το κυρίαρχο ενεργειακά μονοπάτι, και με αυτόν τον τρόπο αυξάνονται οι διαθέσιμες διαδρομές και το χρονικό διάστημα επιβίωσης των ασύρματων ζεύξεων. Επιπλέον σε επίπεδο επιλογής και παράδοσης υπηρεσίας επεκτείνεται το πρωτόκολλο SLPv2 (Service Location Protocol) προκειμένου να επιλέγεται ο πιο δυνατός ενεργειακά εξυπηρετητής. Έτσι εξασφαλίζεται ότι η TCP σύνδεση μεταξύ του πελάτη και του παρόχου της υπηρεσίας, θα είναι διαθέσιμη και ενεργή για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Ο συνδυασμός των βελτιστοποιήσεων στα δύο επίπεδα, οδηγούν σε αύξηση της βιωσιμότητας του δικτύου, αυξάνοντας ταυτόχρονα τη διάρκεια ζωής των διαθέσιμων κόμβων.