Міночкін А І, Романюк В А Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації НТУУ «КПП» вул Московська 45/1, м Київ, 01011, Україна тел: 38 (044) 2802583, e-mail: viti@vitieduua, romanJuk@icomua

Анотація – Розглянуто архітектура, функції та процес прийняття рішення системою маршрутизації вузла мобільного радіомережі

I                                       Введення

Розглядаються мережі MANET (Mobile Ad-Hoc Networks) [1] – динамічна самоорганізована архітектура побудови мобільних радіомереж (МР), що припускає відсутність фіксованої мережевої інфраструктури (Базових станцій) і централізованого управління Особливу привабливість МР отримали з появою недорогих бездротових мережевих рішень (IEEE 80211, HiperLAN2 і Bluetooth) Всі вузли (хости) мережі мобільніші і обмінюються інформацією безпосередньо між собою або застосовують ретрансляцію переданих пакетів Під вузлом мережі розуміється комунікатор (переносний компютер з бездротовою картою), який реалізує функції маршрутизатора

Особливостями МР є: динамічна топологія ненадійність і динамічність радіоресурсу, колективний характер його використання обмеженість і неоднорідність ресурсів вузлів (енергоємність батарей, продуктивність процесорів, обсяг памяті і т д) обмежена безпеку та ін Забезпечити ефективне управління МР неможливо без відповідної системи управління [2] Одним з основних завдань оперативного управління МР є маршрутизація інформаційних повідомлень [3, 4]

Рис 1 Функціональна модель системи маршрутизацією вузла МР

Fig 1 Functional model for MANET nodes routing

II                              Основна частина

Особливості мобільних радіомереж визначають кпючевие вимоги до методів маршрутизації (більшість з яких суперечливо): децентралізоване (розподілене) функціонування мінімальне завантаження мережі службовою інформацією відсутність зацікпіванія маршрутів швидка відповідність побудова маршруту (при необхідності) заданої якості ефективне використання ємності батарей підтримка односпрямованих каналів та ін [3, 4]

В даний час для застосування в МР запропоновано значну кількість методів маршрутизації: зондових (DSR, AODV, TORA та ін), табличних (OLSR, FSR, TBRPF та ін), гібридних (ZRP, R-зоновий) [3, 4]

Проведені дослідження [3 – 5] показали, що кожен з методів маршрутизації ефективний (досягається оптимум одного або декількох показників ефективності функціонування мережі) при певній ситуації в мережі Наприклад, при малій динаміці топології мережі ефективні табличні методи, при середній – зондові, при високій – хвильові В умовах великої вхідний навантаження переважні табличні методи, низькою – Зондові У свою чергу кожен з зондових методів характеризується особливостями реалізації, що і визначає різні діапазони їх ефективного застосування

Таким чином, єдиного методу маршрутизації, що задовольняє всім вимогам і забезпечує оптимізацію всіх показників ефективності функціонування мережі при різних умовах її роботи, не існує Для вирішення даної проблеми пропонується реалізувати так звану «активну» маршрутизацію, яка передбачає наступні нові підходи [5]:

– функціонування в мережі безлічі (а не одного) методів маршрутизації

– динамічне формування формату маршрутної інформації (МІ): метрик маршруту, глибини, способів та періодичності її розсилання

– управління топологією мережі як складовою частиною маршрутизації в МР [6]

– інтелектуалізацію процесів прийняття рішення по маршрутизації

– інтеграцію та координацію з іншими рівнями еталонної моделі взаємодії відкритих систем

Для цього пропонується виділити на кожному вузлі МР в системі управління мережею [3] систему управління маршрутизацією (рис 1), що складається з ряду підсистем

Підсистеми збору інформації, побудови та зберігання маршрутів вузла здійснюють: розсилку, збір і зберігання маршрутної інформації про мережу (її зони) за правилами функціонування відповідного методу маршрутизації

Підсистема прийняття та реалізації рішення [3] на основі аналізу параметрів стану вузла (ємність батареї, якість радіоканалів і маршрутів, тип трафіку тощо) і параметрів функціонування мережі (розмірність, мобільність, навантаження та ін – задаються у вигляді нечітких змінних) визначає:

– цільові функції управління (для користувача і системні)

– метод маршрутизації (кількість адресатів визначає вибір однопользовательской, груповий або хвильової маршрутизації вимоги надійності та безпеки – Кількість маршрутів – одноколійних або багатоколійні маршрутизацію тип радіоканалів – симетричну або асиметричну розмірність мережі – ієрархічну або однорівневу і т д), який реалізує цілі управління

– функцію маршрутизації (побудова, підтримання, зберігання та ін)

– формат МІ, спосіб і глибину її збору або розсилки (визначається типом трафіку і цілями управління)

– параметри взаємодії з іншими елементами системи управління МР

Процес прийняття рішення по маршрутизації зведений до задачі нечіткої багатокритеріальної оптимізації Ієрархія даного процесу прийняття рішення показана на рис 2

Рис 2 Ієрархія прийняття маршрутного рішення

Fig 2 Hierarchy of decisions routing

Підсистема управління топологією визначає (перерозподіляє) потужність передачі вузла (сусіднього вузла) та / або спрямованості його антени виходячи з цільової функції управління Завдання управління топологією зведена до задачі ситуаційного управління

Підсистема підтримки маршруту функціонує в пасивному (відправнику надсилається повідомлення про відмову маршруту) або активному (прогноз стану маршрутів і, при необхідності, здійснюється випереджаюче побудови нової ділянки маршруту) режимах

Підсистема навчання маршрутами використовує інформацію з проходять через вузол пакетів (службових та інформаційних) для поповнення (оновлення) маршрутної таблиці

Підсистема забезпечення безпеки передбачає ідентифікацію атак противника на методи маршрутизації, оцінку їх загроз і заходи щодо їх мінімізації

Підсистема координації здійснює координацію дій всіх підсистем і прогнозування поведінки маршрутів

III                                  Висновок

Реалізація запропонованої архітектура системи маршрутизації вузла дозволить підвищити ефективність використання мережевих ресурсів МР і якість обслуговування користувачів

IV                           Список літератури

[1] РоманюкВ А Мобільні радіомережі – перспективи бездротових технологій / / Мережі і телекомунікації, 2003, № 12, С 62-68

[2] Міночкін А І, Романюк В А Методологія оперативного управління мобільними радіомережами / / Звязок, 2005,

№ 2, С 53 – 58

[3] Міночкін А І, РоманюкВ А Протоколи маршрутизації в мобільних радіомережах / / Звязок, 2001, № 1, С 31 – 36

[4] Міночкін А І, Романюк В А Маршрутизація в мобільних радіомережах – проблема та шляхи її вирішення / / Звязок,

2006,        № 3

[5] Романюк В А Активна маршрутизація в мобільних радіомережах / / Звязок, 2002, № 3, С 21 – 25

[6] Міночкін А І, Романюк В А Управління топологією мобільного радіомережі / / Звязок, 2003, № 2, С 28 – 33

ROUTING SYSTEM IN MOBILE AD-HOC NETWORKS

MinochkinA I, RomanjukV A

Military Institute of Telecommunications and Information Technology 45/1 Moscovska St, Kyiv, 01011, Ukraine Ph: 38(044) 2802583, e-mail: viti@vitieduua, romanJuk@icomua

Abstract – Architecture, functions and decision process of the node routing system MANET have been considered

I                                         Introduction

Ad Hoc networks are considered as the technical evolution from 4G towards Private Area Networks Mobile ad hoc networks (MANET) consist of wireless nodes that communicate with each other by cooperatively sharing of common wireless medium These networks operate without infrastructure and are self organized for topology creating and maintaining The most cited applications are military, emergency relief and sensor networks, which are driven to ad hoc networking because of infrastructure unavailability

Providing of effective networks control is impossible without corresponding control system The main problem of MANET operational control is routing control

II                                        Main Part

Nowadays many methods for MANET routing have been offered They are reactive methods (DSR, AODV, TORA), table- drive (OLSR, FSR, TBRPF) methods and hybrid proactive/reactive (ZRP) methods However each of routing methods is efficient (it is possible to obtain optimum of one or several indexes of circuit operation efficiency) under certain circumstances Different methods have different advantages and disadvantages

Thus, there is no single routing which meets all requirements and provides optimization for all indexes of effective circuit in different operational conditions In order to solve this problem we recommend realizing the so called active routing which provides the following new approaches:

–         many routing methods operation within the network

–         dynamic formation of route information

–         circuit topology control as a constituent part of routing in MANET

–         intellectual approach to the process of decision making in routing

–         integration and coordination with other levels of OSI

It is recommended to set routing control subsystem in each circuit control system (Fig1)

The following subsystem will be responsible for service information acquisition route construction, maintaining, training and storing topology control decision making and realization in routing coordination

The Process of decision making in routing is the task of fuzzy multicriteria optimization Hierarchy of decision making process in routing is shown in Fig2

Ill                                       Conclusion

Realization of the routing system architecture suggested allows increasing the efficiency of MANET resources utilization and user service quality

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р