تواجه الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات تحديات أساسية أبرزها محدودية عرض
الحزمة، ضياع الرزم بسبب مشاكل عديدة في الوسط اللاسلكي و فقد المسارات بسبب
الحركة العشوائية و غير المتوقعة للعقد اللاسلكية، مما يقلل من أداء هذه الشبكات. مؤخرًا،
استخدم ترميز ا
لشبكة كتقنية واعدة تحقق النقل الموثوق للبيانات في الشبكات اللاسلكية
بإنتاجية عالية. انطلاقاً من فعالية هذه التقنية و بالاستفادة من المسارات متساوية الكلفة
و من الخاصية الإذاعية للوسط اللاسلكي، تم اقتراح آلية إرسال متعددة لترميز الشبكة
الخطي العشوائي في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات، تعتمد على الإرسال المتعدد
للرزم المرمزة على المسارات المتساوية الكلفة.
تميّزت الشبكات التطبيقية متعددة البث بسهولة انتشارها، فهي لا تتطلب أي تغيير في طبقة الشبكة، حيث يتم إرسال البيانات في هذه الشبكة عبر شجرة التغطية المبنية باستخدام الاتصال أحادي البث بين العقد النهائية، و الذين هم مضيفون أحرار يمكنهم الانضمام و المغاد
رة متى أرادوا ذلك، أو حتى المغادرة دون إعلام أية عقدة بذلك. يسبب ذلك انفصال العقد الأبناء لعقدة مغادرة عن الشجرة، و طلب إعادة الانضمام، بمعنى آخر ستنفصل هذه العقد عن شجرة التغطية و لا يمكنها الحصول على البيانات حتى تنضم من جديد. مما يتسبب بحدوث الفوضى ضمن الشجرة المبنية، و ضياع العديد من رزم البيانات و التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على المستخدم.
أحد التحديات الرئيسة في بناء بروتوكول شبكة تطبيقية متعدد البث ذو كفاءة و فعالية هو توفير آلية لمواجهة الخروج المفاجئ لعقدة ما من شجرة التغطية دون التأثير الكبير على أداء الشجرة المبنية. و هو ماسنعتمده في هذا البحث من خلال اقتراح بروتوكول جديد لحل المشاكل المذكورة سابقاً.
تم اقتراح الشبكات التطبيقية متعددة البث كحل فعال لتجاوز مشكلة انتشار نموذج اتصال البث المجموعاتي. تبني هذه الشبكة شجرة تغطية مؤلفة من اتصالات نهاية إلى نهاية أحادية البث اعتماداً على تعاون أعضاء المجموعة مع بعضهم البعض. و تعتمد فعالية الشجرة المبنية
بشكل أساسي على صدق و تعاون كل الأعضاء المشكلين لها، لكن من الصعب ضمان مثل هذا السلوك عموماً، حيث يمكن أن تستفيد بعض العقد الأنانية و غير المتعاونة من إخلاص العقد الأخرى ضمن الشجرة.
حديثاً، درس العديد من الباحثين تأثير العقد الأنانية في الشبكات التطبيقية متعددة البث. تم في هذا البحث وصف تفصيلي للخوارزميات الأساسية المستخدمة في بناء شجرة التغطية، و تقييم تأثير العقد الغشاشة على استقرار و أداء شجرة التغطية المبنية باستخدام هذه الخوارزميات.
كرّست الأبحاث الحديثة جهودها للتغلب على مشكلات شبكات البث المجموعاتي و ذلك من خلال نقل الوظائف و المسؤوليات المتعلقة بالبث المجموعاتي من الموجهات (طبقة الشبكة) إلى العقد الطرفية صاحبة العلاقة الرئيسية (طبقة التطبيقات).
تعتمد معظم بروتوكولات الشبكات
التطبيقية متعددة البث على فكرة إعادة انضمام العقد الأبناء لعقدة أب مغادرة إلى الشجرة من جديد. حيث يتوجب على أبناء العقدة المغادرة إعادة الانضمام للشجرة و هو مايتطلب عمليات إعادة تنظيم عديدة إضافة إلى الانقطاع المتكرر للاتصال.لذا تم اقتراح البروتوكول (MDA-ALM) و الغاية الأساسية منه هي الإعلان عن مدة البقاء المتوقعة لكل عضو/مستخدم يرغب بالانضمام للشجرة و ذلك من أجل بناء شجرة فعالة و مستقرة.
بما أن أداء هذا البروتوكول مبني بشكل كبير على معلومات مدة البقاء للعقد الأعضاء لذا فهو حسّاس جداً للعقد الغشاشة و غير المتعاونة. إنّ هدف العقد الغشاشة هو تحسين موقعها في الشجرة محاولةً الحصول على أقرب موقع من العقدة المصدر، كما تسعى إلى تفادي قبول عقد أبناء بهدف تخفيف الضغط عنها، و يتم ذلك عن طريق التلاعب بمعلومات مدة بقاء هذه العقد ضمن الشجرة.
لذا حاولنا في هذا البحث إيجاد طريقة لكشف الغش و إلغائه بهدف تحسين مقاومة هذا البروتوكول ضد الغش و بالتالي تحسين أدائه، و قد أثبتت نتائج المحاكاة التي أجريناها بأنّ الطريقة المقترحة قد مكّنت بشكل فعال من كشف الغش.
تبني الشبكات التطبيقية متعددة البث شجرة تغطية بث مجموعاتي بين المضيفين النهائيين. على عكس البث المجموعاتي التقليدي حيث تكون عقد الشجرة الداخلية هي موجهات مكرسة، تكون ثابتة و لا تغادر شجرة البث المجموعاتي طوعاً، فإن العقد غير الطرفية في شجرة التغطية ه
ي عبارة عن مضيفين أحرار يمكنهم الانضمام/ المغادرة متى أرادوا ذلك، أو حتى المغادرة دون إخبار أي عقدة بذلك. لذلك، يمكن للعقدة المغادرة فجأة دون إعطاء عقدها الأبناء أو العقدة المركزية الزمن الكافي لإعادة تشكيل شجرة التغطية، لذلك فهناك حاجة لتنفيذ عملية إعادة تشكيل الشجرة بحيث يجب على كل عقدة ابن إعادة الانضمام إلى شجرة التغطية. في هذه الحالة، ستنفصل هذه العقد عن شجرة التغطية و لا يمكنها الحصول على البيانات حتى تنضم من جديد. تسبب هذه الخصائص الديناميكية عدم استقرار شجرة التغطية، و التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على المستخدم.
أحد التحديات الرئيسية في بناء بروتوكول شبكة تطبيقية متعدد البث كفوء و فعال هو توفير آلية استعادة البيانات بسرعة عندما يسبب فشل عقد الشجرة تقسيم مسارات تسليم البيانات. سنقوم في هذا البحث بتحليل أداء الحلول المقترحة لإعادة تشكيل شجرة التغطية اعتماداً على عدة بارامترات.
إن زيادة الطلب على تطبيقات المجموعات الموجهه، مثل إرسال الصوت و الصورة و استقبالهما عن طريق الانترنت، لا يمكن تحقيقه بشكل فعال و أمثل عن طريق استخدام أنظمة اتصال نقطة إلى نقطة. (Point-to-Point) و لهذا السبب تَستَخدِم معظم التطبيقات المكونة من مرسل وا
حد يقوم بإرسال البيانات نفسها إلى مجموعة من المستقبلات ذات عنوان انترنت واحد متعدد الأهداف أنظمة الاتصالات المتعددة الأهداف. حيث يتم بناء ما يسمى بشجرة التوزيع لهذا الغرض و ذلك من أجل وصل جميع المستقبلات بالمرسل.
يعد البروتوكول (PIM-SM) من بروتوكولات المسار المتعددة الأهداف، الذي يَسْتَخدِم مركز واحد و الذي سنشير إليه لاحقا بنقطة الالتقاء (RP)
لجميع المرسلات ضمن المجموعة المتعددة الأهداف. يقوم البروتوكول (PIM-SM) بتوزيع البيانات المرسلة من قبل المرسلات بواسطة ما يسمى شجرة التوزيع المشتركة ذات مركز محدد مسبقا و الذي يدعى بنقطة الالتقاء (RP). كما يقوم هذا البروتوكول ببناء شجرة توزيع خاصة تدعى (source-specific tree) لجميع المرسلات التي يتخطى
معدل إرسالها للبيانات حدا مسموحا به.تم انجاز العديد من الأبحاث العلمية و الموجودة في المراجع من أجل تحسين أداء هذا البروتوكول و الوصول إلى آلية فعالة و مناسبة من أجل عملية إعادة تموضع نقطة الالتقاء (RP) ديناميكيا بالاعتماد على المرسلات، و المستقبلات ضمن المجموعة المتعددة الأهداف. في هذا المقال تم توسيع دراسة الخوارزميات الثلاثة المستخدم من أجل إيجاد الموقع الأمثل لنقطة الالتقاء
و المقترحة ضمن مقالتنا السابقة[ 12 ]، كما تم استخدام طريقتين لاختيار موقع نقطة الالتقاء (تكلفة الشجرة المقدرة ETC بالإضافة إلى تكلفة الشجرة المقدرة المحسنة EETC) من أجل تقييم أداء هذه
الخوارزميات. حيث قمنا بمقارنة الطرق المقترحة في المراجع العلمية و اختيار الطريقة الأفضل من حيث إيجاد نقطة الالتقاء الأفضل لتقييم خوارزميات البحث بالإضافة إلى الطريقة المحسنة المقترحة في هذه المقالة. لقد قمنا باستخدام الخوارزمية (Hill-Climbing), بالإضافة إلى البروتوكول الأساسي (PIM-SM) المُعتَمِد على الطريقة الساكنة لاختيار موقع المركز بوصفه مرجعا أساسا من أجل المقارنة و التقييم. أظهرت نتائج الدراسة أن الخوارزميات المقترحة في هذا المقال لإعادة تموضع نقطة الالتقاء ديناميكيا أعطت نتائج أفضل من حيث تخفيض حمل الشبكة مقارنة بخوارزمية تحديد موقع نقطة الالتقاء الساكنة و لكن هذه الخوارزميات تحتاج إلى بعض رسائل التحكم الإضافية.
