استفاده از تکنیک های هوشمند در بهبود کارایی روشهای مسیریابی در شبکه های بیسیم، پایان نامه مهندسي کامپیوتر | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه استفاده از تکنیک های هوشمند در بهبود کارایی روشهای مسیریابی در شبکه های بیسیم، مهندسی کامپیوتر

عنوان:  پایان نامه استفاده از تکنیک های هوشمند در بهبود کارایی روشهای مسیریابی در شبکه های بیسیم، مهندسی کامپیوتر

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌، مهندسی کامپیوتر

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۱۳۰

پیشگفتار
از بررسی و قضاوت در مورد تحقیقاتی که هم اکنون صورت می پذیرد می توان به این نتیجه رسید که مسیریابی در اینترنت جزء اکثر مواردی است که رغبت بدان هم چنان تنزل نیافته است. مخصوصامسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس (QOS) در سالهای اخیرگواه صحت این ادعاست. در طول دهه اخیر، اینترنت از پروژه های تحقیقاتی ارتباطات که دنیای ما را برای همیشه دچار تحول ساخته اند، فراتر رفته است. پیام های فوری، تلفنی ip، فیلم و موسیقی های درخواستی، بانکداری؛ تنها بخشی از کاربرد های فراوانی هستند که زندگی ما را راحتر کرده اند. اما تکنولوژی و فناوری که ما را قادر به استفاده از این امکانات می کند شبکه‌های کامپیوتری و نحوه ی ارتباط بین این شبکه ها می باشد. اینترنت که بزرگترین ابزار برای ارائه خدمات فوق می باشد از چندین هزار شبکه کوچک تشکیل شده است که برای برقراری ارتباط و تبادل اطلاعت بین این شبکه ها به یک شبکه گسترده دیگر نیاز دارد که backbone نامیده می شود، و دارای device های مختلف از جمله router است، نحوه ی رد و بدل شدن پیام ها بین router ها اساس کار این backbone می‌باشد، ما به دلیل اهمیتی که این تکنیک ارسال و دریافت پیام از یک نتقطه به نقطه دیگر دارد روش های مختلف انجام این کار را بررسی می کنیم و در نهایت بهترین و مناسب ترین روش انجام کار را به صورت کامل بررسی می کنیم. اساس آغاز یک پروژه نظریه فکر یا خواسته ای است که توسط شخص یا اشخاص یا سازمانی مطرح می شود. هدف از انجام این پروژه تحلیل و چگونگی کار پروتکل های مسیر یابی و مقایسه آنها و بررسی پروتکل OSPF به طور کامل و ارائه تکنیک های هوش مصنوعی برای بهبود کارایی این پروتکل است. توضیحات ذیل درباره فصل های این پروژه است و ایده کلی از این پروژه را در اختیار شما قرار خواهد داد.

 
چکیده
شبکه های بی سیم در محدوده ی شخصی برای انتقال اطلاعات در فاصله های نسبتآ کوتاه در حدود ۲۰ متر استفاده می شوند. بر خلاف شبکه های بی سیم محلی، ارتباط روی WPAN ها نیاز به تجهیزات زیر ساختی کمی دارد و یا اصلآ به چنین تجهیزاتی نیاز ندارد. این خصوصیت راه حل هایی ساده، کارآ از نظر مصرف انرژی و ارزان برای پیاده سازی روی محدوده ی وسیعی از دستگاه ها را فراهم می کند. محبوب ترین استاندارد برای شبکه های بی سیم استانداردهای ۸۰۲٫ ۱۱ IEEEاست. این استانداردها، پایه های اترنت بی سیم میباشند و از اکثر تکنیکهای شبکه بندی مشابه استاندارد های کابلی ( ۸۰۳٫ ۳) استفاده میکنند. نکته قابل توجه تر این است که شبکه های ۸۰۲٫ ۱۱ از همان تکنیک هایCSMA/CD استفاده میکنند که اترنت کابلی برای باز یابی تصادمات شبکه از آن استفاده میشود.
استلندارهای ۸۰۲٫ ۱۱ دو لایه زیرین مدل هفت لایه IEEE را در بر میگیرند. لایه فیزیکی و کنترل دسترسی رسانه (MAC) قابل ذکر است پروتکلهای TCP/IP به لایه های بالاتر این مدل اعمال میشود. در نتیجه، TCP/IP روی شبکه های ۸۰۲٫ ۱۱ بخوبی کار میکند.
استانداردهای اصلی ۸۰۲٫ ۱۱ در سال ۱۹۹۷ ارائه شدند. دو استاندارد الحاقی ۸۰۲٫ ۱۱a و ۸۰۲٫ ۱۱b در سال ۱۹۹۹ به این مجموعه اضافه شد. آخرین و بهترین نسخه ۸۰۲٫ ۱۱g است.

کلمات کلیدی :
شبکه های بی سیم – adhoc – پروتکل – OPSF – کیفیت سرویس – مسیریابی – طراحی و پیاده سازی مدل فازی – مسیر یابی چند منظوره – مسیریابی بسته های IP – خوشه بندی

فهرست مطالب
عنوان

چکیده
فصل اول: مبانی شبکه های بی سیم
۱-۱ مقدمه
۱-۲ تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی
۱-۳ عوامل مقایسه
۱-۳-۱ نصب و راه اندازی
۱-۳-۲ هزینه
۱-۳-۳ قابلیت اطمینان
۱-۳-۴ کارائی
۱-۳-۵ امنیت
۱-۴ مبانی شبکه های بی سیم
۱-۵ انواع شبکه های بی سیم
۱-۵-۱ WPANS: Wireless Personal Area Networks 8
۱-۵-۲ WLANS: Wireless Local Area Networks 9
۱-۵-۳ WMANS: Wireless Metropolitan Area Networks 10
۱-۵-۴ WWANS: Wireless Wide Area Networks 11
۱-۶ شبکه های بی سیم، کاربردها، مزایا و ابعاد
۱-۷ روش های ارتباطی شبکه های بی سیم
۱-۷-۱ شبکه های بی سیم Indoo
۱-۷-۲ شبکه های بی سیم محلی بیرونی Outdoor
۱-۸ انواع ارتباط در شبکه های بی سیم
۱-۸-۱ Point To point 15
۱-۸-۲ Point To Multi Point 16
۱-۸-۳ Mesh 16
۱-۹ عوامل موثر در ارتباط بی سیم بین دو نقطه ۱۶
۱-۹-۱ توان خروجی Access Point
۱-۹-۲ میزان حساسیت Access Point
۱-۹-۳ توان آنتن
۱-۱۰ عناصر فعال شبکه‌های محلی بی‌سیم
۱-۱۰-۱ ایستگاه بی سیم
۱-۱۰-۲ نقطه ی دسترسی
۱-۱۰-۳ برد و سطح پوشش
فصل دوم: مسیر یابی بسته های IP
۲-۱ مسیر یاب
۲-۱-۱ Brouler
۲-۱-۲ سویچ لایه سه یا Layer 3 switch
۲-۲ تفاوت یک سوییچ لایه ۳ با یک مسیریاب معمولی
۲-۳ پروتکل های INTERIOR وEXTERIOR
۲-۳-۱ تعریف
۲-۴ شبکه هایی که با مسیریاب BGP در ارتباط هستند
۲-۵ دو دیدگاه الگوریتم های مسیریابی
۲-۶ انواع پروتکل
۲-۶-۱ انواع پروتکل Routed
۲-۶-۲ انواع پروتکل Routing
۲-۷ CLASSFUL ROUTING
۲-۷-۱ مشخصات کلی مربوط به این گروه آدرس های IP
۲-۷-۲ محدودیت های مربوط به این دسته پروتکل ها
۲-۸ CLASSLESS ROUTING
۲-۸-۱ مشخصات کلی این دسته از آدرس های IP
۲-۹ پروتکل های IP Distance Vector
۲-۱۰ عملکرد پروتکل های Distance Vector
۲-۱۱ پروتکل های IP Link State
۲-۱۲ آگاهی از وضعیت شبکه
۲-۱۳ نحوه ی مسیریابی بصورت استاتیک
۲-۱۳-۱ کدهای وارد شده در سیستم عامل IOS روترصفر برای برقراری ارتباط بین این دو شبکه
فصل سوم: پروتکل OSPF
۳-۱ پروتکل OSPF
۳-۲ مقایسه پروتکل OSPF با پروتکل RIP
۳-۳ سلسله مراتب تعیین شده برای نواحی در پروتکل OSPF
۳-۳-۱ پیام های پروتکل ospf
۳-۴ انواع Area
۳-۴-۱Stub Area :
۳-۴-۲ Totally Stubby Area
۳-۴-۳ Not So Stubby Area
۳-۴-۴ Backbone Area
۳-۴-۵ Standard Area
۳-۴-۶OSPF در چند Area
۳-۴-۷ مشکلات OSPF در یک Area
۳-۴-۸ نقش روتر در Area
۳-۵ وضعیت های اتصال
۳-۶ خصوصیات یک شبکه OSPF
۳-۷ ID مسیریاب OSPF
۳-۸ همسایه یابی OSPF
۳-۹ بررسی عملکرد OSPF
۳-۱۰ تایمرهای OSPF
۳-۱۱ انواع LSA در OSPF
۳-۱۲ انواع شبکه های تعریف شده در OSPF
۳-۱۲-۱ برقراری رابطه مجاورت در اتصالات point-to-point
۳-۱۲-۲ برقراری رابطه مجاورت در اتصالات Broadcast
۳-۱۳ برقراری رابطه مجاورت در شبکه های NBMA
۳-۱۴ برقراری رابطه مجاورت در شبکه های point – to – multipoint
۳-۱۵ برقراری رابطه مجاورت در شبکه های Virtual Links
۳-۱۶ پیکربندی OSPF در شبکه های Frame Relay
۳-۱۶-۱ توپولوژی STAR
۳-۱۶-۲ توپولوژی full-mesh
۳-۱۶-۳ توپولوژی partial-mesh
۳-۱۷ کاربرد OSPF در شبکه های non-broadcast(NBMA)
۳-۱۸ کاربرد OSPF در شبکه frame relay point-to-multipoint
۳-۱۹ انواع روترهای OSPF
۳-۱۹-۱ انواع OSPF authentication
۳-۲۰ کاربرد Ipv6 در پروتکل OSPF
۳-۲۱ عملکرد OSPF در شبکه های IPv6
۳-۲۲ مقایسه OSPF V2 و OSPF V3
۳-۲۳ نحوه مسیریابی با پروتکل OSPF
فصل چهارم: طراحی و پیاده سازی مدل فازی OSPF
۴-۱ مسیر یابی مبتنی بر کیفیت سرویس(QOS)
۴-۲ اهداف مسیریابی کیفیت سرویس
۴-۳ پروتکل LINK STATE و OSPF
۴-۴ سیستم فازی پیشنهادی
۴-۵ توابع عضویت و بانک قوانین
۴-۶ شبیه سازی و ارزیابی عملکرد
فصل پنجم: مسیر یابی چند منظوره
۵-۱ مسیر یابی چند منظوره
۵-۲ انتخاب مسیر چند منظوره
۵-۳ پروتکل IGMP
۵-۴ پروتکل CGMP
۵-۵ جستجوی IGMP
۵-۵-۱ ارسال چند منظوره
۵-۶ پروتکل مستقل مسیریابی چند منظوره
۵-۷ PIM سبک متراکم
۵-۸ PIM سبک پراکنده
۵-۹ RP ثابت (Static RP)
۵-۱۰ Auto-RP
۵-۱۰-۱PIM SM نسخه ۲
۵-۱۱ Anycast- RP
۵-۱۲ آدرس های چند منظوره ذخیره
۵-۱۳ مسیریابی هوشمند
فصل ششم: پروتکلی جهت بهبود قابلیت اطمینان در تجمیع و ارسال داده‌ی متراکم برای شبکه‌ها
۶-۱ مقدمه
۶-۲ خوشه‌بندی و تعیین سرخوشه‌ها با مؤثر
۶-۲-۱ الگوریتم خوشه‌بندی
۶-۲-۱-۱- تعیین سرخوشه‌ها
۶-۲-۱-۲ تعیین اعضای هریک از خوشه‌ها
۶-۳ تجمیع و جمع‌آوری داده در داخل هر خوشه توسط تجمیع‌گر
۶-۳-۱ حفظ مسیر، تحمل پذیری خطا و قابلیت اطمینان در صورت خراب شدن کامپیوتر
۶-۴ مسیریابی و ارسال داده‌ی متراکم به سرخوشه از طریق مطمئن‌ترین مسیر
۶-۴-۱ دلیل استفاده از مسیرهای مطمئن
۶-۴-۱-۱ الگوریتم AODR
۶-۴-۱-۲ الگوریتم MAODR-SIM
۶-۴-۲ خرابی مسیر، تحمل پذیری خطا و قابلیت اطمینان
۶-۵ ارسال داده نهایی به BS
۶-۶ ارزیابی کارایی
نتیجه‌گیری
فهرست منابع
چکیده انگلیسی
فهرست جدول ها
جدول
فصل اول: مبانی شبکه های بی سیم
جدول ۱-۱ معیارهای مقایسه در شبکه های کابلی و شبکه های بی سیم
جدول ۱-۲ مقایسه انواع شبکه های بی سیم در یک نگاه
فصل دوم: مسیر یابی بسته های IP
جدول ۲-۱ انواع پروتکل
فصل سوم: پروتکل OSPF
جدول ۳-۱ نمایش پیام های پروتکل ospf
فصل چهارم: طراحی و پیاده سازی مدل فازی OSPF
بدون جدول
فصل پنجم: مسیر یابی چند منظوره
جدول ۵-۱ برخی از آدرس های چند منظوره ذخیره شده برای مقاصد خاص
فصل ششم: پروتکلی جهت بهبود قابلیت اطمینان در تجمیع و ارسال داده‌ی متراکم برای شبکه‌ها
جدول ۶-۱ پارامترهای شبیه‌سازی
فهرست شکل ها
شکل

فصل اول: مبانی شبکه های بی سیم
شکل ۱-۱ استانداردهای ارتباطی Wi-Fi
شکل ۱-۲ نمایی از شبکه ی WPANS
شکل ۱-۳ نمایی از شبکه ی WLANS
شکل ۱-۴ نمایی از شبکه ی WMANS
شکل ۱-۵ نمایی از شبکه WWANS
شکل ۱-۶ ویژگی شبکه های بی سیم در یک نگاه
شکل ۱-۷ مقایسه ی بردهای نمونه در کاربردهای مختلف شبکه‌ بی‌سیم مبتنی برپروتکل ۸۰۲٫ ۱۱b
شکل ۱-۸ ارتباط نقطه به نقطه با استفاده از نقاط دست‌رسی مناسب
فصل دوم: مسیر یابی بسته های IP
شکل ۲-۱ نمایش مسیریاب استاتیک
فصل سوم: پروتکل OSPF
شکل ۳-۱ سلسله مراتب مسیریابی در پروتکل OSPF
شکل ۳-۲ ناحیه Stub Area
شکل ۳-۳ ناحیه Totally Stubby Area
شکل ۳-۴ ناحیه Not So Stubby Area
شکل ۳-۵ ناحیه Standard Area 4
شکل ۳-۶ Autonomous System
شکل ۳-۷ چهار نقش روتر در Area
شکل ۳-۸ انواع LSA در OSPF
شکل ۳-۹ برقراری رابطه مجاورت در اتصالات Broadcast
شکل ۳-۱۰ بهبود عملکرد شبکه با استفاده از روترهای DR/BDR
شکل ۳-۱۱ برقراری رابطه مجاورت در شبکه های NBMA
شکل ۳-۱۲ برقراری رابطه مجاورت در شبکه های point – to – multipoint
شکل ۳-۱۳ برقراری رابطه مجاورت در شبکه های Virtual Links
شکل ۳-۱۴ نحوه ی بکاراندازی پروتکل OSPF درون سیستم عامل IOS روتر
فصل چهارم: طراحی و پیاده سازی مدل فازی OSPF
شکل۴-۱ نمودارتابع عضویت فازی ورودی تاخیر لینک
شکل ۴-۲نمودار تابع عضویت فازی ورودی اندازه صف
شکل۴-۳ نمودار تابع عضویت فازی خروجی معیار فازی ( FM )
شکل ۴-۴ غیرفازی ساز از نوع میانگین مراکز
شکل ۴-۵ ماتریس قوانین فازی
شکل ۴-۶ توپولوژی مورد استفاده
شکل ۴-۷ نمودار مجموع جزیی طول صف بر حسب Byte یک روتر
شکل ۴-۸ نمودار مجموع جزیی طول صف بر حسب Byte یک روتر میانی
شکل ۴-۹ نمودار طول لحظه ای صف بر حسب Byte یک روتر میانی
شکل ۴-۱۰ نمودار طول لحظه ای صف بر حسب Byte یک روتر میانی
شکل ۴-۱۱ نمودار تعداد بسته های حذف شده در صف یک روترمیانی
شکل ۴-۱۲ نمودار تعداد بسته های حذف شده در صف یک روترمیانی
شکل ۴-۱۳ نمودار تعداد بسته های دریافت شده در مقصد منبع ترافیکی
شکل۴-۱۴نمودار تعداد بسته های دریافت شده در مقصد منبع ترافیکی
شکل ۴-۱۵ نمودار پهنای باند دریافت شده در مقصد بر حسب Mb/s
شکل ۴-۱۶نمودار پهنای باند دریافت شده در مقصد بر حسب Mb/s
شکل۴-۱۷نمودار پهنای باند لینکی میانی بر حسب Mb/s
شکل۴-۱۸نمودار پهنای باند لینکی میانی بر حسب Mb/s
شکل ۴-۱۹ نمودار تعداد کل بسته های حذف شده در شبکه
فصل پنجم:مسیریابی چندمنظوره
بدون شکل
فصل ششم: پروتکلی جهت بهبود قابلیت اطمینان در تجمیع و ارسال داده‌ی متراکم برای شبکه‌ها
شکل۶-۱وقوع یک رویداد یا رخداد
شکل۶-۲ مثالی از انتخاب بهترین مسیر مطمئن
شکل۶-۳ میانگین نرخ تحویل به موقع بسته نسبت به تأخیر موردنیاز
شکل۶-۴ میانگین نرخ تحویل به موقع بسته نسبت به قابلیت اطمینان موردنیاز
شکل۶-۵ تاًثیر تغییر تعداد گرههای روی میزان تحویل داده

مبانی شبکه های بی سیم
عصر بی سیم، رشد تصاعدی را در دهه گذشته تجربه کرده است. ما توسعه های زیادی را در زیرساختارهای شبکه، رشد کاربردهای بی سیم، ظهور دستگاههای بی سیم موجود در همه جا مثل کامپیوترهای دستی یا قابل حمل، PDAها و تلفن های معمولی را مشاهده کرده ایم که همگی در قابلیت‌های خود قدرتمندتر می باشند. این دستگاهها اکنون، نقش مهمی را در زندگی ما ایفا می نمایند. برای اشاره فقط تعداد اندکی مثال، کاربران موبایل می توانند بر تلفن معمولی خود برای چک کردن ایمیل و جستجو در اینترنت تکیه نمایند. مسافرین با کامپیوترهای قابل حمل می توانند از فرودگاه ها، ایستگاههای راه آهن، کافه شاپ ها، و دیگر محل های عمومی به اینترنت وارد شوند، جهانگردان می توانند از ترمینال‌های GPS نصب شده داخل ماشین های اجاره ای برای مشاهده نقشه های رانندگی استفاده نمایند و جذابیت های جهانگردی فایل ها یا دیگر اطلاعات را مشاهده نمایند با اتصال کامپیوترهای قابل حمل از طریق LAN‌های بی سیم آنها را مبادله نمایند ضمن اینکه در کنفرانس ها حضور بهم می رسانند و در خانه یا خانواده می‌توانند داده ها را همزمان سازند و فایل ها را بین کامپیوترهای رومیزی و دستگاه های قابل حمل انتقال دهند.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.