التوجيه متعدد المسارات

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يُعدّ التوجيه متعدد المسارات تقنية توجيه تستخدم في آنٍ واحد مسارات بديلة متعددة عبر الشبكة. ويمكن أن يُحقق ذلك فوائد عديدة مثل تحمل الأعطال ، وزيادة عرض النطاق الترددي ، وتحسين الأمان .

شبكات الهاتف المحمول

لتحسين الأداء أو زيادة تحمل الأعطال ، يُقصد بتوجيه المسارات المتعددة المتزامنة (CMR) الإدارة والاستخدام المتزامنين لعدة مسارات متاحة لنقل تدفقات البيانات. قد تنشأ هذه التدفقات من تطبيق واحد أو عدة تطبيقات. يُخصص لكل تدفق مسار منفصل، قدر الإمكان، بناءً على عدد المسارات المتاحة. في حال تجاوز عدد التدفقات عدد المسارات المتاحة، تتشارك بعض التدفقات في المسارات. يوفر توجيه المسارات المتعددة المتزامنة استخدامًا أفضل لعرض النطاق الترددي من خلال إنشاء قوائم انتظار متعددة للإرسال. كما يوفر درجة من تحمل الأعطال، حيث أنه في حال تعطل أحد المسارات، تتأثر حركة البيانات المخصصة لهذا المسار فقط. ومن الناحية المثالية، يتوفر مسار بديل فوريًا لاستئناف أو إعادة تشغيل التدفق المتقطع.

توفر تقنية CMR أداءً أفضل في نقل البيانات وتحملاً أكبر للأعطال من خلال توفير نقل متزامن ومتوازٍ عبر عدة ناقلات، مع إمكانية إعادة توجيه تدفق البيانات المتقطع، وموازنة الأحمال على الموارد المتاحة. مع ذلك، قد تُبطئ بعض التطبيقات في CMR من وتيرة نقل البيانات إلى طبقة النقل ، مما يُؤدي إلى نقص في المسارات المخصصة لها، وبالتالي انخفاض استغلالها. كما أن الانتقال إلى المسار البديل قد يُسبب فترة انقطاع مؤقتة ريثما يتم إعادة إنشاء الاتصال.

معدل ضربات القلب الحقيقي

يتجاوز شكلٌ أكثر قوة من CMR (CMR الحقيقي) مجرد عرض مسارات للتطبيقات التي يمكن ربطها بها. إذ يجمع CMR الحقيقي جميع المسارات المتاحة في مسار افتراضي واحد.

ترسل التطبيقات حزم البيانات إلى هذا المسار الافتراضي، الذي يُفكّ تشفيره على مستوى طبقة الشبكة . تُوزّع الحزم على المسارات الفعلية باستخدام خوارزمية معينة، مثل التوزيع الدوري أو التوزيع العادل الموزون . في حال تعطل أحد الروابط، لا تُوجّه الحزم اللاحقة إلى ذلك المسار، ويستمر تدفق البيانات دون انقطاع إلى التطبيق عبر المسارات المتبقية. توفر هذه الطريقة مزايا أداء كبيرة مقارنةً بتقنية CMR على مستوى التطبيق.

  • من خلال تقديم الحزم باستمرار إلى جميع المسارات، يتم استخدام المسارات بشكل كامل.
  • بغض النظر عن عدد المسارات التي تفشل، طالما أن هناك مسارًا واحدًا على الأقل لا يزال متاحًا، تظل جميع الجلسات متصلة ولا حاجة لإعادة تشغيل أي تدفقات ولا يتم تكبد أي عقوبة إعادة اتصال.

توجيه الشعيرات الدموية

في مجال الشبكات ونظرية الرسوم البيانية ، يُعدّ التوجيه الشعري ، بالنسبة لشبكة معينة، حلاً متعدد المسارات بين زوج من عقد المصدر والوجهة. وعلى عكس توجيه أقصر مسار أو توجيه أقصى تدفق ، فإنه بالنسبة لأي بنية شبكة معينة ، يوجد حل واحد فقط للتوجيه الشعري.

يمكن إنشاء مسار الشعيرات الدموية من خلال عملية برمجة خطية تكرارية ، مما يحول التدفق أحادي المسار إلى مسار شعيري.

  1. أولاً، قلل القيمة القصوى للحمل على جميع روابط عقدة توجيه الشبكة
  2. ابحث عن روابط الاختناق في الطبقة الأولى (انظر أدناه)، ثم اضبط مقدار التحميل الخاص بها على الحد الأدنى الذي تم العثور عليه.
  3. بالإضافة إلى ذلك، قلل الحمل الأقصى لجميع الروابط المتبقية، ولكن الآن بدون روابط الاختناق في الطبقة الأولى.
    • تعمل هذه النسخة الثانية على تحسين تنوع المسارات بشكل أكبر.
  4. بعد ذلك، نحدد روابط الاختناق في طبقة الشبكة الثانية.
    • مرة أخرى، قلل الحمل الأقصى لجميع الروابط المتبقية، ولكن الآن بدون اختناقات طبقة الشبكة الثانية أيضًا.
  5. كرر هذه الخوارزمية حتى يتم احتواء كامل نطاق الاتصال في نقاط الاختناق للطبقات المُنشأة.

في كل طبقة وظيفية من بروتوكول الشبكة، وبعد تقليل الحد الأقصى لحمل الروابط، يتم اكتشاف الاختناقات في الطبقة من خلال عملية الكشف عن الاختناقات.

  1. في كل تكرار لحلقة الكشف، نقوم بتقليل إرسال حركة المرور عبر جميع الروابط التي تحتوي على أقصى تحميل، والتي يُشتبه في أنها تمثل اختناقات.
  2. يتم في النهاية إزالة الروابط التي لا تستطيع الحفاظ على حجم حركة المرور عند الحد الأقصى من قائمة المسارات المرشحة.
  3. تتوقف عملية اكتشاف الاختناقات عندما لا يتبقى أي روابط لإزالتها، لأن هذا المسار الأمثل أصبح معروفًا الآن. [ 1 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سميث، ج. (2020). "تقنيات التوجيه متعددة المسارات الفعالة"، مجلة الشبكات.

مصادر عامة

  • S.-J. Lee و M. Gerla، "Split Multipath Routing with Maximally Disjoint Paths in Ad Hoc Networks"، Proc. ICC 2001، المجلد 10، الصفحات  3201-3205، يونيو 2001.
  • A. Nasipuri, R. Castaneda, and SR Das, “Performance of Multipath Routing for On-Demand Protocols in Mobile Ad Hoc Networks,” Mobile Networks and Applications, vol. 6, no 4, pp.  339–349, Aug. 2001.
  • MK Marina و SR Das، "توجيه متجه المسافة متعدد المسارات عند الطلب في الشبكات المخصصة"، وقائع ICNP 2001، ص  14-23، نوفمبر 2001.
  • A. Tsirigos و ZJ Haas، "Multipath Routing in the Presence of Frequent Topological Changes"، مجلة IEEE للاتصالات، المجلد 39، العدد 11، الصفحات  132-138، نوفمبر 2001.
  • H. Lim, K. Xu, and M. Gerla, “TCP Performance over Multipath Routing in Mobile Ad Hoc Networks,” Proc. ICC 2003, vol. 2, pp.  1064–1068, May 2003.
  • A. Tsirigos و ZJ Haas، "تحليل التوجيه متعدد المسارات - الجزء الأول: التأثير على نسبة تسليم الحزم"، IEEE Trans. Wireless Communications، المجلد 3، العدد 1، الصفحات  138-146، يناير 2004.
  • S. Card, F. Tims, "Concurrent Multipath Routing & Transport in Mobile Wireless Gateway", ورقة غير مصنفة تم تقديمها في جلسة MILCOM 2004 المصنفة، متاحة عند الطلب من الدعم على www.critical.com.
  • ن. كامينهوبر، "التوجيه التكيفي لحركة المرور"، الفصل 6.2 "الأعمال ذات الصلة"، http://mediatum.ub.tum.de/doc/635601/635601.pdf
  • W. Lou و Y. Fang، "نهج التوجيه متعدد المسارات لتسليم البيانات الآمنة"، وقائع MILCOM 2001، المجلد 2، الصفحات 1467-1473، أكتوبر 2001.
  • CK-L. Lee, X.-H. Lin, and Y.-K. Kwok, "نهج توجيه متعدد المسارات مخصص لمكافحة انعدام أمن الروابط اللاسلكية،" Proc. ICC 2003، المجلد 1، الصفحات  448-452، مايو 2003.
  • S. Bouam و J. Ben-Othman، "أمن البيانات في الشبكات المخصصة باستخدام التوجيه متعدد المسارات"، وقائع PIMRC 2003، المجلد 2، الصفحات  1331-1335، سبتمبر 2003.
  • P. Papadimitratos و ZJ Haas، "نقل البيانات الآمن في شبكات الهاتف المحمول المخصصة"، وقائع ACM WiSe 2003، ص  41-50، سبتمبر 2003.
  • Zhi Li و Yu-Kwong Kwok، "نهج توجيه متعدد المسارات جديد لتعزيز أمان TCP في الشبكات اللاسلكية المخصصة"، وقائع ورش عمل ICPP، الصفحات  372-379، يونيو 2005.
  • ديجيانغ هوانغ. "ببليوغرافيا توجيه المسارات المتعددة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13-10-2008.