Có một số lĩnh vực mà chúng ta xem xét cho các công việc liên quan: mạng cảm biến adhoc, TCP trên mạng không dây và multicast kế hoạch truyền tải.
3.7.1 Bộ cảm biến
93
Phần lớn các công việc hiện có liên quan đến độ tin cậy trong cảm biến mạng lưới liên quan đến việc khám phá và bảo trì tuyến đường, truyền tải dữ liệu đáng tin cậy. Mạng ad-hoc di động sử dụng nhiều giao thức định tuyến liên quan đến việc tìm kiếm cao đường dẫn chất lượng. Ví dụ: định tuyến thích nghi độ ổn định của tín hiệu (SSA) cố gắng phân biệt các tuyến đường chất lượng cao bằng giám sát cường độ tín hiệu. DSR phát hiện ra các tuyến đường mới thông qua lũ lụt, thường được thực hiện bằng cách phát sóng mà không có ARQ. Các tuyến đường chất lượng cao hơn được chọn thống kê nhiều hơn thường xuyên.
TAG là một hệ thống tập hợp và định tuyến dựa trên cây cho ad-hoc mạng cảm biến. Việc xác định "những hàng xóm có khả năng" là một mối quan tâm lớn trong TAG, dựa vào một kế hoạch trong đó các nút giám sát chất lượng của các liên kết với cha mẹ của chúng. Khi một nút thấy rằng chất lượng (tỷ lệ mất mát) đối với cha mẹ là "Tồi tệ hơn nhiều" so với của một phụ huynh tiềm năng khác, nút "cha mẹ lại" để cải thiện về xác suất mất mát. Điều này rất giống với việc truyền dẫn thỉnh thoảng thăm dò tin nhắn trong khuếch tán để khám phá những con đường tốt hơn.
Khác thiết bị được điều tra bởi TAG là việc sử dụng trong mạng bộ nhớ đệm. Việc lưu trữ trong TAG đề cập đến việc ghi nhớ "trạng thái" của trẻ em (về giá trị được sử dụng trong tập hợp) khá hơn cung cấp sửa chữa cho các gói tin cụ thể (TAG không đảm bảo vận chuyển dữ liệu đáng tin cậy). Tuy nhiên nó thể hiện rằng bộ nhớ đệm có thể cải thiện sự mất mát cao trong lưới cảm biến.
PSFQ là một lớp truyền tải mô hình cho mạng lưới cảm biến rất gần với công việc của chúng ta. Nó là đặc trưng của bước nhảy tới bước nhảy phục hồi lỗi, yêu cầu sửa chữa qua NACK được phân phối với tốc độ nhanh hơn nguồn tốc độ truyền và lưu trữ trong mạng. PSFQ được giả định để chạy trên một lớp MAC không ARQ.
Hai kết quả quan trọng của công việc của họ là việc phục hồi từ đầu đến cuối là không thích hợp cho mạng cảm biến, và sự hồi phục đó được thực hiện tốt nhất tại lớp vận chuyển. Sự thất bại hoàn toàn hồi phục cuối cùng là phù hợp với kết quả phân tích và mô phỏng của chúng ta.
94
Chúng ta khác với gợi ý của họ rằng ARQ được cung cấp tốt nhất tại lớp vận chuyển thay vì MAC. Nếu vận chuyển dữ liệu là dịch vụ duy nhất trong một mạng cảm biến được hưởng lợi từ ARQ, sau đó nó sẽ làm cho tinh thần để đẩy ARQ như cao lên số lượng lớn như khả thi. Tuy nhiên, mô phỏng của chúng ta phổ biến cho thấy rằng thiếu định tuyến đáng tin cậy đã ngăn chặn hoạt động hoàn toàn ở mức cao tỷ lệ lỗi (hơn 30% đối với 6 bước nhảy). Nghiên cứu PSFQ đã làm không quan sát vấn đề này vì chúng đã xem xét một lý tưởng hóa, "đa dạng" multicast trong mô phỏng đó thực hiện định tuyến ra khỏi băng tần. Bỏ qua vấn đề thiết lập tuyến đường, kết quả của chúng ta đồng ý với chúng rằng bộ nhớ đệm vận chuyển bước nhảy tới bước nhảy cải thiện hiệu suất, không chỉ tại tỷ lệ lỗi rất cao (30-70% họ quan sát), nhưng cũng tại tỷ lệ thấp tới 10%. Những kết luận khác nhau của chúng ta dựa trên giả định rằng có thể cung cấp năng lượng hiệu quả lớp MAC với ARQ.
Chúng ta đồng ý rằng RTS / CTS cơ chế trong chế độ ad hoc của 802.11 là quá đắt cho hoạt động lâu dài vì nó đòi hỏi phải nghe liên tục; chúng ta xem xét các công việc gần đây trong các kế hoạch ARQ tiết kiệm năng lượng để giảm chi phí này.
3.7.2 TCP qua không dây
Sự mở rộng của TCP thành các mạng không đồng nhất bao gồm các liên kết không dây đã mang lại một số thú vị quan sát về tính chất của độ tin cậy trong không dây mạng. Vấn đề rõ ràng nhất được giải quyết bởi những điều tra là TCP giả sử nguyên nhân chính của mất gói là tắc nghẽn hơn là mất mát liên kết. Khi điều này không phải là trường hợp, như trong không dây, TCP hoạt động kém. Một số giải pháp cho rằng độ tin cậy bước nhảy tới bước nhảy được cung cấp bởi một lớp liên kết mà không bất kỳ số lần sự thử cần thiết để cuối cùng chuyển một gói chuyển tiếp. Những giả định như vậy có thể không hoàn toàn có liên quan trong mạng lưới cảm biến, nơi chi phí của sự thử lớp liên kết và sự xuất hiện của nút không cho các gói dữ liệu phải được đưa vào tài khoản. Các SACK (xác thực ACK) và SMART là những nỗ lực để tinh chỉnh độ thô tính chi tiết của ACK tích lũy của TCP. Nghiên cứu về TCP các lớp liên kết nhận thức bao gồm việc sửa chữa liên kết
95
với tốc độ nhanh hơn hơn thời gian chờ TCP và thông báo mất rõ ràng, cho phép các tổn thất không liên quan đến tắc nghẽn (tức là các gói tin bị giảm bởi lớp liên kết) được xác định để tái truyền có thể được thực hiện mà không cần gọi điều khiển tắc nghẽn. Giao thức Snoop đặt một snoop agent trong một trạm cơ sở. Các gói tin bộ nhớ đệm của Snoop từ người gửi và xem các lời cám ơn trùng lặp từ người nhận.
Họ cung cấp sửa chữa một phần địa phương và lá chắn người gửi từ việc kiểm soát tắc nghẽn cho các tổn thất không dây. Tuy nhiên, vì các snoop chỉ cư trú trong căn cứ trạm thường không áp dụng cho mạng lưới cảm biến đa kênh phân phối.
3.7.3 Các lớp truyền tải multicast
Các hệ thống phân phối multicast dựa trên IP thường giả định rằng mất gói tin là không thể tránh khỏi. Thông tin từ một nguồn cụ thể được thực hiện một lần duy nhất trên mỗi liên kết, chỉ có nhóm đã đăng ký các thành viên cư trú trên cây phân phối và định tuyến là được duy trì bởi các giao thức thích nghi như DVMRP và PIM. Những hiệu quả này đã được giới thiệu vì gặp khó khăn khi sử dụng unicast truyền thống các phương pháp để hỗ trợ các ứng dụng phân tán, chẳng hạn như multicast thông tin đa phương tiện thời gian thực. Số ba các giao thức multicast mà mỗi đại diện cho một lớp học khác nhau giải pháp tin cậy là: RMTP, SRM, và PGM.
Giao thức truyền tải đa tuyến đáng tin cậy là một dựa trên ACK giao thức để tránh các vấn đề ACK nổi tiếng âm kép thông qua một hệ thống phân cấp các nút mạng đặc biệt được gọi là được chỉ định người nhận (DRs). DR nhận ACK từ nhiều lần xuống các luồng và gửi các ACK tới một DR dường lên đơn hoặc người gửi. Họ cũng làm trong bộ nhớ đệm dữ liệu của mạng để đáp ứng bất kỳ tập con của các nút đường xuống đang thiếu một đoạn dữ liệu. Một số ý tưởng từ RMTP sẽ xuất hiện để bản đồ tốt với bản chất phân bố của mạng cảm biến. Người ta có thể nghĩ đến DRs như cả người gửi ảo và người nhận ảo. Ngay lập tức các nút đường xuống không thể phân biệt giữa một DR và một người gửi thực. Các nút đường lên không biết nếu
96
chúng đang gửi đến một tập hợp nhỏ các máy thu thực tế hoặc một bộ DRs. Loại này ẩn danh và trách nhiệm phân phối được xây dựng vào chỉ đạo phổ biến.
Giao thức multicast đáng tin cậy có thể mở rộng, SRM, đảm bảo phân phối cuối cùng các dữ liệu được sắp xếp cho tất cả các thành viên nhóm multicast, mặc dù không phải là thứ tự phân phát. ACK tránh né tránh được thực hiện thông qua NACK, được multicast bởi người nhận khi không liên tục theo thứ tự số được nhận thức. Bởi vì NACK là multicast, bất kỳ người nhận đã lưu trữ dữ liệu được lưu trữ trong câu hỏi có thể khôi phục thiếu mảnh. Một khía cạnh hấp dẫn của SRM và các NACK dựa trên giao thức là "theo yêu cầu" bản chất của sửa chữa yêu cầu. Một khía cạnh tiêu cực của RMTP cho lưới cảm biến, tuy nhiên, là luồng điều khiển lưu lượng thông thường bất kể tỷ lệ mất mát. Một vấn đề với cả SRM và RMTP, trong điều khoản của porting lưới cảm biến, là sự phụ thuộc nghiêm ngặt vào RTT, có thể có sự khác biệt lớn hơn về không dây.
PGM, multicast chung thực dụng, là một thương mại phát triển tiêu chuẩn độ tin cậy multicast. Nó dựa chủ yếu vào công việc trong mạng thông qua bộ định tuyến "PGM-aware". Đây là một chương trình dựa trên NACK. NACK được kiểm soát bằng nhiều cách. Khi người nhận nhận ra một số thứ tự bị bỏ qua, nó thiết lập một bộ hẹn giờ ngẫu nhiên và lắng nghe cho bất kỳ phục hồi của cùng gói. Bộ định tuyến PGM cũng "cầu chì" NACK bởi không chuyển tiếp NACK trùng lặp đường lên. PGM cho phép lưu trữ trong mạng nội bộ thông qua "các nhà sửa chữa địa phương được chỉ định" (DLR). Một số ý tưởng trong PGM dường như có thể chuyển thành tốt kế hoạch vận chuyển bằng cảm biến. Định tuyến đường dẫn đảo ngược của PGM từ người nhận đến bồn rửa và cơ chế sửa chữa đường dẫn gấu một số giống với sự tăng cường đường dẫn khuếch tán của đạo trình và mô hình sửa chữa. Việc lưu trữ trong mạng bằng cách nhận thức đường đi DLR phù hợp với bản chất phân bố của lưới cảm biến các thuật toán định tuyến. Tuy nhiên, sự gia tăng kiểm soát các gói tin trong PGM và khối lượng thực hiện các chi tiết làm cho một thiết bị cảm biến cổng thẳng không thực tế.
97