دانلود رایگان ترجمه مقاله ذخیره و بازیابی داده ها (آی تریپل ای 2013)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

بازیابی داده‌ها شامل حمل‌ و نقل داده‌ های حسگر جمع‌آوری شده از WSN به یک پایگاه مرکزی برای پردازش بیشتر است. پروتکل درخت مجموعه (CTP) احتمالا مکانیزم مسیریابی استفاده شده برای چند هاپ ثابت بازیابی داده‌ها در شبکه‌ های حسگر بی‌سیم است [11]. نقاط قوت CTP (1) توانایی برای کشف سریع و تعمیر تناقضات مسیر است (2) تطبیق آن، باعث کاهش سربار پروتکل با استفاده از چرخه وظیفه رادیویی است. Dozer [12] یک پروتکل بازیابی داده‎ها با هدف دستیابی به انرژی مصرفی بسیار پایین است. که یک ساختار درختی برای انتقال داده‌ها به sink می‌سازد، که با طرح دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) در لایه MAC برای همزمان‌سازی گره غنی شده است.
با توجه به آثار مرتبط، مطالعه ما فراتر می‌رود. ابتدا، یک مکانیزم کاملا توزیع شده، برای هر دو تکرار داده و ذخیره‌سازی توزیع شده دایر می‌کنیم. دوم، نشان می‌دهیم که چگونه RPL می‌تواند طراحی انعطاف‌پذیر قرار دادن داده را به عنوان یک طرح کارآمد بازیابی داده‎‌ها بیان کند. بنا به دانش ما، این اولین کاری است که به ذخیره‌سازی داده‌ها و مکانیزم بازیابی توسط RPL پرداخته است.

3. نمای کلی RPL
RPL ]5[ به‌تازگی به‌عنوان استانداردی برای مسیریابی در IPv6 در شبکه گیرنده بی‌سیم ظهور کرده است. که بر اساس DODAG در یک یا چند گره (ریشه DAG) است. هر گره رتبه‌اش را در درخت RPL محاسبه می‌کند.که عمق گره را در DODAG توصیف می‌کن. برای ساخت و حفظ توپولوژی، گره‌ های RPL به‌صورت دور های پیام‌ های اطلاعات شی DODAG (DIO) را به‌منظور انتشار اطلاعات مسیریابی رو به پایین در درخت تبادل می‌کنند. این نوع از ساختار برای ترافیک چند نقطه-به-نقطه مفید است، که در آن ریشه DAG مقصد از همه بسته‌ های داده است.
در حمایت از ترافیک چند نقطه به نقطه و نقطه به نقطه ، RPL پیام‌ های کنترلی اضافی را تعریف می‌کند، که با عنوان پیام مقصد شیء (DAO) تعریف می‌شود و به‌عنوان جمعیت جداول مسیریابی گره والدین در (DAG) به‌منظور روت بسته‌ های اطلاعاتی در جهت پایین استفاده می‌شود، (به‌عنوان مثال، گره‌ها با رتبه پایین‌تر). مسیرها با توجه به تابع هدف (OF) و با توجه به مجموع های از معیارها و محدودیت‌ های مورد علاقه محاسبه می‌شوند.

4. ذخیره‌سازی داده‌ های تکراری و بازیابی

در سناریوی ما، گره‌ های WSN، پس از پیوستن به یک RPL DODAG ، داده‌ های جمع‌آوری شده را نگه می‌دارند (با توجه به نرخ سنجش به‌دست می‌آیند). به منظور جلوگیری از دست دادن داده‌ها، داده‌ها در چند گره تکرار شده است (احتمالا گره مولد). که شامل کپی کردن و کپی توزیع ‌شده از داده‌ های مشابه به گره‌ های دیگر از فضای حافظه در دسترس است. اطلاعات در مورد در دسترس بودن حافظه، به‌ صورت دور های توسط هر یک از گره‌‎ها، به همه گره‌ های مجاور به ‌صورت مستقیم پخش می‌شود.
بازیابی داده‌ها توسط یک عامل خارجی که به صورت دور های به ریشه DAG متصل می‌شود و جمع‌آوری تمام داده‌ها از WSN اجرا می‌شود. پارامتر های اصلی در جدول 1 بدون از دست دادن کلیت ذکر شده است، از نظر ما یک WSN با N گره ثابت RPL و گره‌ های اضافی است، که به‌عنوان ریشه DAG عمل می‌کنند اما در سنجش و ذخیره‌سازی شرکت نمی‌کنند. بنابراین، تعداد کل گره‌ها در شبکه گیرنده بی‌سیم + N 1 است. گره i ام دارای یک بافر محلی محدود از اندازه Bi (ابعاد: [واحد اطلاعات]) و نرخ سنجش ri (ابعاد: [واحد داده‌ها بر ثانیه[ است.
هر گره، بدون دانش و هر Tadv (ابعاد: [S])، وضعیت حافظه خود را به تمام گره‌ها در محدوده‌ی انتقال مستقیم پخش می‌کند. هر تبلیغات حافظه متشکل از 6 زمینه نسبت به ارسال گره است: (1) رتبه RPL گره؛ (2) ارزش نرخ سنجش ؛ (3) به روز رسانی فضای حافظه در دسترس (4) دانه‌ها که نشان دهنده‌ی وضعیت گره‌ها در جهت پایین در DODAG است. (5) یک مقدار مشابه برای جهت بالا ؛ و (6) یک شماره توالی. هر گره یک جدول سوابق وضعیت حافظه‌ی دریافت شده از گره همسایه را حفظ می‌کند. به‌محض دریافت یک تبلیغ حافظه از یک همسایه، یک گره، جدول حافظه خود را با استفاده از شماره توالی برای به دور انداختن دریافت متعدد یا تبلیغات تاریخ گذشته به‌روز می‌کند. مجموع وضعیت گره در جهت پایین در DODAG توسط حداقل فاصله هاپ (پارامتر mhddown) داده شده است که در آن یک گره با برخی از فضا های در دسترس می‌توان یافت. این فاصله به شرح زیر محاسبه می‌شود: اگر یک گره تشخیص دهد که حداقل یکی از فرزندانش (به‌عنوان مثال، همسایگان با رتبه RPL بالاتر) فضایی در سطح محلی دارد، فاصله آن را مقدار 1 قرار می‌دهد. درغیراین‌صورت، والدین 1 واحد از ارزش حداقل فاصله‌ی داده شده توسط فرزاندانشان افزایش می‌یابند. زمانی که فاصله به مقدار بیشینه می‌رسد، یک گره فرض می‌کند که هیچ حافظه ممکنی در جهت پایین DODAG وجود ندارد. به‌طور مشابه، وضعیت گره‌ها در جهت بالا به همان روش اما در جهت معکوس DODAG محاسبه می‌شود، در این مورد، توسط حداقل فاصله پارامتر هاپ به سمت بالا (mhdup) داده می‌شود.

یک سناریوی گویا در شکل 1 نشان داده شده است. در شکل 1 (a)، گره 3 تبلیغات حافظه را به گره 1 انتقال می‌دهد، گفتنی است که هیچ فضایی در دسترس نیست، اما یکی از فرزندان 1-هاپ آن با فضای موجود وجود دارد و به عنوان mhddown اعلام می‌گردد.
گره 1، که دارای هیچ حافظه‌ی در دسترسی نیست، پس mhddown را مقدار 2 می‌دهد، به‌دلیل این‌که اطلاعات از نزدیک‌ترین گره با دریافت حافظه در دسترس در فاصله 2 هاپ رسیده است. پس از آن، همانطور که در شکل 1(ب) نشان داده شده است، گره اعلام می‌کند که فضای کافی در دسترس دارد. در نتیجه، گره 1 آگاه می‌شود که یک گره نزدیک‌تر با سطح دسترسی بالا از فضا پس از به‌روزرسانی mhddown آن به 1وجود دارد.
مکانیسم ذخیره‌سازی توزیع شده‌ی ارائه شده‌، به‌طورکامل غیر متمرکز است، به این معنا که تمام گره‌ها همان نقش را بازی می‌کنند. آن در ایجاد نسخه R در هر واحد داده‌ی تولید شده توسط یک گره و توزیع آنها در سراسر شبکه، ذخیره‌سازی حداکثر یک کپی در هر گره سهم اساسی دارد. کپی‌ها باید تا حد ممکن نزدیک به ریشه DAG به منظور کاهش انرژی مصرفی فاز بازیابی ذخیره شوند. هر نسخه به عنوان replica اشاره شده است.
گره i∈{1.000.N} مشخص شده است. در زمان t، گره برحسب سنجش یک واحد داده تولید شده است. جدول حافظه گره i شامل یک ورودی برای هر همسایه مستقیم است. گره i از حافظه جدول آن گره‌ های همسایه را، با نام اهدا کننده، با بزرگترین فضای حافظه در دسترس و جدیدترین اطلاعات انتخاب می‌کند. علاوه بر این، اولویت به آن اهداکنندگانی که والد گره i در درخت هستند داده می‌شود، به‌عنوان مثال، گره با رتبه پایین تر. اگر هیچ والدی نتواند انتخاب شود، گره i به دنبال فرزندی برای خود در درخت می‌گردد، به‌عنوان مثال، گره با رتبه RPL بالاتر، ارائه چنین گر های نیاز به فضای در دسترس دارد. اگر تمام همسایگان هیچ فضایی در سطح محلی نداشته باشند، گره i ، یک همسایه که حداقل همسای های (در 2 هاپ از گره i) با فضای در دسترس دارد در جهت بالا و/یا در جهت پایین‌تر از DODAG بررسی می‌کند. در این مورد، دوباره، اولویت به گره در جهت بالا داده می‌شود. اگر هیچ همسایه‌ی مناسبی در جدول حافظه وجود نداشته باشد، امکان توزیع کپی از واحد داده در سراسر شبکه وجود ندارد. در این مورد، تنها یک نسخه را می‌توان درحافظه محلی گره i به شرط داشتن فضای محلی ذخیره کرد.