پیش‌نویس:مسیریابی چندگامی (Multi-hop Routing)

مسیریابی چندگامی (Multi-hop Routing)

مسیریابی چندگامی یک روش مسیریابی در شبکه‌های کامپیوتری است که در آن داده‌ها برای رسیدن به مقصد نهایی، از چندین گره واسط عبور می‌کنند. این روش به طور گسترده در شبکه‌های بی‌سیم و شبکه‌های حسگر (WSN)، شبکه‌های موردی (Ad Hoc) و شبکه‌های مش (Mesh) استفاده می‌شود.

تعریف

در مسیریابی چندگامی، بسته‌های داده از یک گره به گره بعدی منتقل می‌شوند تا به مقصد نهایی برسند. این گره‌های واسط، به عنوان گام‌های میانی عمل می‌کنند و داده‌ها را بر اساس قوانین مسیریابی به گره بعدی هدایت می‌کنند. این روش در مقایسه با مسیریابی تک‌گامی (Single-hop Routing) که در آن هر گره باید مستقیماً به مقصد متصل باشد، کارآمدتر است، به‌ویژه در شبکه‌های بزرگ و پراکنده.

کاربردها

مسیریابی چندگامی در بسیاری از انواع شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود، از جمله:

شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN): برای انتقال داده‌ها از حسگرهای دورافتاده به یک گره اصلی (Sink).

شبکه‌های موردی (Ad Hoc): در شبکه‌هایی که زیرساخت ثابتی وجود ندارد و گره‌ها باید به صورت پویا مسیریابی کنند.

شبکه‌های مش (Mesh): برای ایجاد اتصالات پایدار و پوشش گسترده‌تر در شبکه‌های بی‌سیم.

شبکه‌های اینترنت اشیا (IoT): برای اتصال دستگاه‌های پراکنده به سرورها.

مزایا

افزایش برد شبکه: امکان اتصال گره‌های دورتر با استفاده از گره‌های واسط.

انعطاف‌پذیری بالا: مناسب برای شبکه‌هایی با توپولوژی پویا. صرفه‌جویی در انرژی: گره‌ها می‌توانند با توان کمتر ارتباط برقرار کنند.

معایب

افزایش تأخیر: به دلیل عبور داده‌ها از چندین گره، تأخیر در انتقال افزایش می‌یابد.

مصرف منابع گره‌های میانی: گره‌های واسط باید انرژی و منابع بیشتری مصرف کنند.

پیچیدگی پروتکل‌ها: نیاز به الگوریتم‌های پیشرفته برای مدیریت مسیریابی.

پروتکل‌های معروف مسیریابی چندگامی

چندین پروتکل برای مسیریابی چندگامی طراحی شده‌اند که هر یک برای شرایط خاصی بهینه‌سازی شده‌اند. از جمله:

AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector): پروتکل مبتنی بر تقاضا برای شبکه‌های موردی.

DSR (Dynamic Source Routing): پروتکل مبتنی بر مسیریابی منبع.

OLSR (Optimized Link State Routing): پروتکل مسیریابی حالت پیوند برای شبکه‌های متراکم.

چالش‌ها

امنیت: گره‌های میانی ممکن است آسیب‌پذیری‌های امنیتی ایجاد کنند.

کاهش عملکرد در شبکه‌های پرتراکم: افزایش تعداد گره‌های واسط می‌تواند به ازدحام منجر شود.

خرابی گره‌ها: خرابی گره‌های میانی ممکن است باعث قطع مسیر شود.

نتیجه‌گیری

مسیریابی چندگامی یکی از مهم‌ترین روش‌های مسیریابی در شبکه‌های مدرن است که به دلیل انعطاف‌پذیری و توانایی آن در افزایش پوشش شبکه، کاربرد گسترده‌ای دارد. با این حال، برای غلبه بر چالش‌های آن، نیاز به توسعه پروتکل‌ها و الگوریتم‌های بهینه‌تر وجود دارد.

منابع

کتاب "Wireless Sensor Networks: Principles and Practice"، نویسنده Feng Zhao.

مقاله "A Survey on Multi-Hop Routing Protocols"، IEEE Communications Surveys.

وب‌سایت ویکی‌پدیا انگلیسی: Multi-hop Routing.