مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

• قبل از شروع تحویل جریان IP، PGW یک آدرس IP به هر UE اختصاص می‌دهد. یک جریان IP که به حامل EPS مربوطه نگاشت می‌شود سطح کیفیت سرویس و تحویل به هر UE را از طریق پروتکل سرویس بسته امواج رادیویی (GTP) در نظر می‌گیرد. به‌طورخاص، تونل GTP-U برای ارائه جریان IP به عنوان طرحی برای کاربران به وجود آمده است. پروتکل انتقال UDP / IP است.
• فیلتر جریان IP در PGW و UE برای در دست گرفتن QoS انجام می‌شود. برای downlink، فیلترینگ در PGW انجام شده است و پس از آن هر جریان IP می‌تواند به حامل EPS با سطح کیفیت سرویس یکسان نگاشت شود. برای اتصال بالا، فیلترینگ در UE انجام شده است و پس از آن هر جریان IP می‌تواند به حامل EPS با سطح کیفیت سرویس یکسان نگاشته شود. برای این منظور، یک قانون فیلترینگ بسته توسط PGW پیکربندی شده است. این قانون به‌عنوان الگوی جریان ترافیک (TFT) تعریف شده و به‌طور معمول به استفاده از 5 تایی اشاره دارد (منبع/مقصد آدرس‌های IP، منبع/شماره پورت مقصد و نوع پروتکل).
• به‌عنوان یک نتیجه از فیلتر کردن، هر جریان IP به حامل EPS مربوطه نگاشته می‌شود. یکی از حامل‌های EPS به‌عنوان حامل پیش‌فرض نامیده می‌شود. حامل پیش‌فرض در زمانی که آدرس IP، UE تخصیص داده شده است و آن‌را تا زمانی که آدرس IP، UEمنتشر شده است نگه می‌دارد. دیگر حامل EPS با‌عنوان حامل اختصاص داده شده نامیده می‌شود. حامل اختصاصی آزادانه ایجاد می‌شود و در صورت لزوم توسط MME، به‌عنوان مثال، برنامه‌های کاربردی منتشر می‌شود.
• مسیریابی آگاه کیفیت سرویس از حامل‌های EPS در شبکه‌های اصلی انجام می‌شود. هر حامل EPS توسط مسیریابی مبتنی بر IP به هر قسمت تحویل داده می‌شود. PGW (downlink) و UE (اتصال بالا) سطح کیفیت سرویس هر جریان IP را به نوع خدمات (TOS) در هدر IP تنظیم می‌کند.

B) ساختار لایه 2 LTE-A
شکل 3 ساختار کلی لایه 2 از LTE-A را برای کاربران به تصویر می‌کشد. سه لایه تعریف شده است: لایه پروتکل همگرایی بسته داده (PDCP)، لایه کنترل پیوند رادیو (RLC) و لایه کنترل دسترسی رسانه (MAC). توابع هر لایه به‌طور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.
• لایه پروتکل همگرایی بسته داده (PDCP) مسئول فشرده‌سازی هدر است (ROHC: هدر فشرده‌سازی قوی)و امنیت (رمز برای طرح کاربر و حفظ جامعیت برای کنترل طرح).

شکل 3: پشته پروتکل LTE-A کاربر
هدر PDCP به بسته IP های ورودی اضافه شده و سپس به یک واحد پروتکل داده PDCP (PDCP PDU) تبدیل می‌شود. برای DC، یک تابع تقسیم داده‌ها وجود دارد (برای downlink در eNB (MeNB)) و یک تابع مسیریابی (برای اتصال بالا در UE)، که قادر است به‌طور همزمان از دو eNBs استفاده کند. یکی RB در MeNB است که به‌عنوان گروه حامل اصلی (حامل MCG) اشاره شده است، درحالی‌که RB دیگری در ENB ثانویه (SeNB) به‌عنوان حامل تقسیم و یا گروه حامل ثانویه (حامل SCG) اشاره دارد. برای هر حامل تقسیم، MeNB می‌تواند تصمیم بگیرید که اگر حامل تنها توسط یکی از eNBs فرستاده می‌شود یا از طریق هر دو eNBs ارسال می‌شود. برای هر حامل تقسیم، تابع کنترل جریان بین MeNB و SeNB به صورت اختیاری در X2 است، که در آن بازخورد نشان‌دهنده‌ی بالاترین SN PDCP با اطلاع از SeNB به MeNB با موفقیت تحویل داده شده است. برای اطمینان از تحویل دنباله، مرتب‌سازی مجدد PDCP PDU در سمت دریافت‌کننده مشخص شده است.
• لایه کنترل پیوند رادیو (RLC) یک لایه سازگار برای انتقال بسته فرستاده شده برروی رابط‌های رادیویی است. اندازه بسته بر اساس آخرین کیفیت کانال بی‌سیم با تقسیم‌بندی و الحاق بسته تنظیم می‌شود. درخواست پاسخ با تکرار اتوماتیک (ARQ) می‌تواند زمانی انجام شود که بسته به دلیل خطاهای انتقال بر روی رادیو با موفقیت منتقل نمی‌شود. بسته به کانال منطقی (LCH) نگاشت می‌شود.
• کنترل دسترسی رسانه (MAC) دسترسی رادیویی بسته را کنترل می‌کند. زمان‌بندی بسته با توجه QoS و کیفیت شبکه‌های بی‌سیم انجام می‌شود. ترکیب ARQ (HARQ) باید زمانی‌که بسته به دلیل خطاهای انتقال بر روی رادیو با موفقیت منتقل نمی‌شود، انجام شود. سمت ارسال کننده، شناسه منطقی کانال (LCID) به واحد خدمات داده MAC (MAC SDU) اضافه می‌کند و MAC PDU مربوط به طرف گیرنده را می‌فرستد. سمت دریافت کننده، در نهایت RB را دوباره به حامل EPS براساس LCID دریافت شده نگاشت می‌کند.

3. چالش تجمع LTE-WLAN
ساختار لایه 2 از تجمع LTE-WLAN باید براساس ساختار لایه 2 شرح داده شده در شکل 3 باشد. سپس، چالش‌ها به شکل زیر از طرف فرستنده و یا دریافت کننده توصیف می‌شود.
چالش 1: در سمت فرستنده، رمزگذاری به حامل EPS اعمال می‌شود. بنابراین، WLAN MAC قادر به شناسایی سطح کیفیت سرویس حامل EPS از PDCP PDU رمزنگاری شده نیست، معنی این نوع خدمات (TOS) در هدر IP رمزنگاری است. IEEE802.11e یکی از انواع WLAN ها برای حمایت از QoS است، که در آن جریان IP به چهار سطح دسترسی دسته‌بندی می‌شود (AC) [13]. اولویت IP /DSCP (نقطه‌ی تمایز کد خدمات) در هدر IP، و یا اولویت درست در تگ‌های مجازی LAN(VLAN) مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، اگر هدر IP رمزنگاری شده باشد، WLAN MAC نمی‌تواند به کیفیت سرویس از حامل EPS دست یابد.
چالش 2: در سمت گیرنده، هیچ LCID به WLAN PDU دریافت شده توسط WLAN اضافه نشده است. بنابراین گیرنده نمی‌تواند RB مربوطه و WLAN PDU ارائه شده‌ی مربوط به حامل EPS را شناسایی نماید. برای downlink، سمت گیرنده، UE است و آن گره مقصد است. آیا UE فقط ارائه داده ها به لایه کاربرد دریافت کرده است. بنابراین، ممکن است هیچ مشکلی بدون شناسایی حاملان EPS وجود نداشته باشد. بااین‌حال، از نقطه نظر پروتکل، PDCP نقطه پایانی پروتکل ارائه‌دهندگان رادیویی است، به‌طوری‌که بهتر است، نگاشت از حامل AC به EPS دوباره اجرا شود. برای اتصال بالا، سمت گیرنده ENB است اما مقصد نیست. بنابراین، eNB باید، نگاشت مجددی از حامل AC به EPS انجام دهد و سپس هر حامل EPS به شبکه‌های اصلی در تونل GTP فرستاده شود تا هر حامل EPS شرکت کند. بنابراین، یک روش نگاشت مجدد از حامل AC به EPS بدون نیاز به LCID مورد نیاز است.

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

چکیده
تخصیص منابع در دسکتاپ بعنوان یک سرویس محاسبات ابری است که کاربر میتواند به دسکتاپ خود دسترسی داشته باشد و میتواند برنامه های کاربردی در در دسکتاپ مجازی بر روی سرور از راه دور داشته باشد.مدیریت منابع و بهره برداری از منابع بسیاری در این منطقه از دسکتاپ بعنوان یک سرویس محاسبات ابری، قابل توجه است.
با این حال دست زدن به یک مقدار زیادی از مشتریان در شیوه ای خاص ، کارامدترین چالش است.
مقدمه
در آینده ی نه چندان دور، ما می توانیم با کاربران خانگی روبه رو شویم که با ارائه کننده ی خدمات ابری VD که خدمات به عنوان دستکاب را به صورت صنعت همگانی ارائه می دهند، به دسکتاپ های مجازی وصل می شوند. آرایش های محاسبه ی خدمات به عنوان دسکتاب اساسا در محیط های شبکه ی داخلی منسجم و CLAN عملیاتی هستند، این محیط ها تا حد زیادی کنترل شده بوده وموجود پهنای باند ثابت و پایداری را به پایه ی کاربر معروف و نسبتا کوچک پیشنهاد می کند. گسترش محاسبه ی خدمات به عنوان دسکتاپ به محیط های شبکه ی وسیع (WAN) متشکل از یک پایه مشتری توزیع یافته به لحاظ جغرافیایی وبزرگ می باشد که در آنجا کاربران قوی (بالقوه) هستند. استراتژی هایی برای بهبود به کارگیری منابع ورضایت مشتری در محیط های (WAN) در کار آمد ترین حالت نیاز هست. محاسبه ی ابر برای این نوع خدمات یک تواناگر ( توانمند) به حساب می آید.
برخلاف خدمات ابری اخیر، به اپلیکیشن های از خلال مرورگر وب : ( برای مثال خدمات Google App Clond) دسترسی نمی شود پیدا کرد بلکه این کار از راه پرتوکل ظریف مشتری امکان پذیر می شود ( برای مثال پرتوکل دسکتاب از راه دور ماکر و ساخت (PDP) یا محاسبه ی شبکه ی مجازی CVNC در این راه، اپلیکیشن های میراث که از سوی خدمات پیش بینی شده پیشنهاد می شوند نباید از نوساخته شوند.
سکوهای ابر اخیر برای پیاده سازی Daas، دارای شرایط سخت افزاری هستند. به هر جهت سیستمهای مدیریت ابر نمی توانند برای این اپلیکیشن ها خصوصا در زمینه ی میراث باب انتظارات کاربران عمل کنند. نیاز شفاف به الگوریتم های مدیریت ابر جدید که به شرایط (الزامات ) خاصی محاسبه مشتری زیر توجه می کنند، در اینجا وجود دارد. معماری سیستم چنین الگوریتم هایی را در مولفه ی خود مدیریتی مدیر خدمات پیاده می کند. مدیر می تواند به عنوان قسمتی از سیستم های مدیریت ابر موجود مانند
Open Nebula، Open &tack و Euca lyptus پیاده سازی شود. شکل 1 معماری موجود را نشان می دهد. مدیریت تصویری OS ساده ( یعنی استفاده مجدد از تصویر OS میان کاربران برای کاهش حجم ذخیره ی هر کاربر) و مدیریت اپلیکیشن برای سنجش خدمات ضروری هستند. سیستم ما از روی تصویر طلایی مشترک از پایگاه داده OS ، VD را ساخته و آن را با تنظیمات شخصی برای مثال با استفاده از راه حل کپی – نوشتار و سایت Unionfs آن را نشان می دهد. VD های چند لایه ای، پیچیدگی ارتقاء تصویر طلایی را بدون دلیل وابستگی های شکسته شده ( ازبین رفته) یا تناقص ها ساده می سازند. برای بهبود قابلیت استفاده Daas ، ما می توانیم Daas را با تکنولوژی مجازی اپلیکیشن مانند Softricity و Microsoft Appv ترکیب کنیم. سیستم سپس به صورت پویا اپلیکیشن هارا به VD کاربر بدون نصب ، پیکر بندی و به روز سازی کردن آنها تحویل می دهد. این روند بیشتر پیچیدگی ارتقاء تصاویر OS طلایی را کاهش می دهد زیرا اپلیکیشن ها در VD کاربر نصب نمی شوند لذا می توانند شکسته شوند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

ABSTRACT: 

The specialty of desktop-as-a-service cloud computing is that user can access their desktop and can execute applications in virtual desktops on remote servers. Resource management and resource utilization are most significant in the area of desktop-as-a-service, cloud computing; however, handling a large amount of clients in the most efficient manner poses important challenges. Especially deciding how many clients to handle on one server, and where to execute the user applications at each time is important. This is because we have to ensure maximum resource utilization along with user data confidentiality, customer satisfaction, scalability, minimum Service level agreement (SLA) violation etc. Assigning too many users to one server leads to customer dissatisfaction, while assigning too little leads to higher investments costs. So we have taken into consideration these two situations also. We study different aspects to optimize the resource usage and customer satisfaction. Here in this paper We proposed Intelligent Resource Allocation (IRA) Technique which assures the above mentioned parameters like minimum SLA violation. For this, priorities are assigned to user requests based on their SLA Factors in order to maintain their confidentiality. The results of the paper indicate that by applying IRA Technique to the already existing overbooking mechanism will improve the performance of the system with significant reduction in SLA violation.

I. INTRODUCTION

Cloud computing refers technology that facilitate functionality of an IT Infrastructure, IT platform or an IT product to be exposed as a set of services in a seamlessly scalable model so that the consumers of these services can use what they really want and pay for only those services that they use (Pay per use).Cloud computing is about moving services, computation or data–for cost and business advantageoff–site to an internal or external, location transparent, centralized facility. By making data available in the cloud, it can be more easily and ubiquitously accessed, often at much lower cost, increasing its value by enabling opportunities for enhanced collaboration, integration and analysis on a shared common platform. The definition of cloud computing as per Gartner is “A style of computing where massively scalable IT facilitate capabilities are delivered as a service to external customers using internal technologies”. The Cloud computing services such as Amazon’s Elastic are widely available today, offering computing resources on demand. Thanks to such advances and ubiquitous network availability, the thin client computing paradigm is enjoying increasing popularity. Originally intended for wired LAN environments this paradigm is repeating its success in a mobile context. A study from ABI Research forecasts a US$20 billion turnover surrounding services directly associated with mobile cloud computing by the end of 2014. Clearly, when applications are offloaded, the mobile terminal only needs to present audiovisual output to users and convey user input to remote servers, considerably reducing the client device’s computational complexity. Consequently, applications can run as-is, without requiring (many) scaled-down versions for mobile devices[1]. Several popular applications, such as Google Docs and Microsoft Live, already execute on servers in the cloud. The ability to access applications in the cloud is referred to as software as a service (SaaS).There has been a rapid adoption of “cloud” platforms for online applications such as email, photo/video galleries and file storage in academia and industry. The next frontier for these user communities will be to transition their “traditional distributed desktops” that have dedicated hardware and software installations into “virtual desktop clouds” (VDCs) that are accessible via thinclients. Moreover, in the not so distant future, we can envisage home users signing-up for virtual desktops (VDs) with a VD Cloud Service Provider (CSP) providing Desktop-as-a-Service (DaaS) as a utility[1]. Current desktop-as-a-service computing deployments are typically operational in corporate local area network (LAN) environments, which are highly controlled environments offering fixed and stable bandwidth availability to a relative small, well-known user base. Extending desktop-as-a-service computing to wide area network (WAN) environments, which comprise a large, geographically distributed customer base, where users are potential.connected through unreliable wireless network connections, involves a number of novel challenges. Strategies are needed to improve resource utilization and/or customer satisfaction in WAN environments in the most efficient manner. Cloud computing [2] is an enabler for this kind of service. Unlike most current cloud services, the applications are not accessed through a web browser (e.g. Google Apps Cloud Service), but through a thin client protocol (e.g., Microsoft Remote Desktop Protocol (RDP) [3] or Virtual Network Computing (VNC) [4]). This way, legacy applications must not be rebuilt to be offered by the envisioned service. Current cloud platforms fulfill the hardware requirements for implementing DaaS. However, an emerging category of mobile applications including augmented reality, rich sensing, and multimedia editing pose stringent requirements on delays. Current cloud management systems can’t meet user expectations for these applications, especially in terms of latency. A clear need exists for novel cloud management algorithms that consider the specific requirements of thin client computing. system architecture implements such algorithms in the service manager’s selfmanagement component. The manager can be implemented as part of existing cloud management systems such as OpenNebula , OpenStack, and Eucalyptus. Figure 1 shows Existing architecture. Simplified OS image management (that is, re-using an OS image among users to reduce the storage per user) and application management are essential for the service to scale. Our system builds a VD from a shared golden image from the OS database and augments it with personal settings for example, by using a copy-onwrite solution with UnionFS (http://unionfs.filesystems.org). Multilayer VDs simplify the complexity of upgrading the golden image without causing broken dependencies or conflicts.To improve DaaS usability, we could combine DaaS with application virtualization technologies such as Softricity and Microsoft App-V. The system would then dynamically deliver applications to the user’s VD without having to install, configure, and update them. This approach further reduces the complexity of upgrading golden OS images because applications aren’t installed in the user’s VD and thus can’t be broken[1].

 مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی:

MANET
امنیت « شبکه موبایل Ad Hoc» که یک سیستم خودگردان از مسیریابهای موبایل است، از طریق پیوندهای بی سیمی متصل می گردد.این مسیریابها آزادند تا بطور تصادفی حرکت کنند و بطور قراردادی خودشان را سازمان بخشند.بنابراین احتمال دارد که مکان شناسایی بی سیم شبکه سریعاً و بطور غیر قابل پیش بینی تغییر کند.چنین شبکه ای ممکن است که بطور مستقل عمل کند ویا اینکه به اینترنت وصل شود.چیزی که به عنوان چالش اصلی به شمار می رود:پرش،تحرک،اندازه بزرگ شبکه ای که با وسایل نا همگن ترکیب می شود،پهنای باند و تحمیل قدرت باتری است که همه این موارد نیز موجب طراحی پروتکل ها با مسیریابی مناسب می شوند.در سالهای اخیر،پروتکل های مسیریاب زیادی برای منت پیشنهاد شده است.اساساً این پروتکل ها برای یکی از دو گروه اصلی متناسب خواهند بود:درخواستی؛ مانند(1)AODVو (2) DSR ، فعال سازی ؛ مانند (3)DSDV و(4)OLSR مقایسه اجرا و سرور این پروتکل ها در (7)و(6)و(5) هستند.یک بررسی پیچیده تر را میتوان در (8) پیدا کرد.در این بررسی، بر روی تک تک پروتکل های مسیریاب تمرکز نخواهیم کرد بلکه بجای آن ایده های جدیدی را که اخیراً جهت پیشرفت منت پیشنهاد کرده اند را مورد بحث قرار خواهیم داد.
این ایده ها با توان عملیاتی و قابل قیاس بودن را با روش های متفاوت و مسیریابهای متری جدید و تکنولوژیهای چند سرعتی،چند شبکه ای و ساختار سلسله مراتبی توسط طراحی لایه متقابل صورت می گیرد.
1) طراحی لایه متقابل از شبکه های بی سیم چند پرشی
در بسیاری از نرم افزارهای شبکه ای، پروتکل ها برای تشکیل یک توده پروتکل به چند واحد تقسیم می شوند.هر لایه با کمک لایه هایی که مستقیماً در زیر آن قرار دارند،استفاده از خدمات را ممکن می سازد و نیز خدمات را برای لایه هایی که در بالا قرار دارند مهیا می کند.مجموعه کوچکی از لایه های اصلی ، ارتباط بین لایه های مجاور را محدود کرده است. اصل لایه بندی ، طراحی و انجام کارها را ساده کرده و امکان پیاده سازی تناوبی لایه ها را مهیا ساخته است.موفقیت اینترنت قدرت طراحی لایه ای را در شبکه های سیم کشی شده نشان میدهد.ویژگی هلی شبکه های بی سیم در چندین روش با شبکه های سیم کشی شده فرق می کند که ظرفیث کم اتصال و سرعت بالای اشکالات موجب آن می باشد :
• بخاطر تغییرپذیری کانال با مقیاس کوچک و بزرگ، کیفیت کانالها نسبت به تحرک و موقعیت گره در یک هزارم ثانیه تغییر می کند.پروتکل مسیریاب به سادگی نمی تواند مسیری را بر پایه پیام درخواست مسیر انتخاب کند(9).
• ظرفیت پیوندهای بی سیمی به وضعیت پیوندهای دیگر در برد ارسال آن بستگی دارد.بنابراین دلیل دیگر تراکم استنتاج پیوندهای دیگر است.
بدلیل جفت سازی مستقیم بین لایه فیزیکی و لایه بالایی، توده پروتکل قدیمی برای شبکه های بی سیم کافی نمی باشد.متدلوژی طراحی لایه متقابل یک زمینه فعال تحقیقی برای پیشبرد عملکرد شبکه های بی سیم می باشد؛خایی که اطلاعات بطور دینامیکی بین لایه های مختلف پروتکل مبادله می شود.در یک شبکه بی سیم ،سه لایه فیزیکی ، MAC و مسیریاب در کنار هم نسبت به منبع شبکه مخالفت می کنند.لایه فیزیکی با سرعت و قدرت انتقالی خود تصمیمات لایه های مسیریاب و MAC را تحت تأثیر قرار می دهد.لایه MAC مسئول برنامه ریزی و تخصیص کانال بی سیم است که نهایتاً پهنای باند موجود در فرستنده و تأخیر بسته کوچک را مشخص خواهد کرد.پهنای باند و تأخیر بسته نیز تصمیم لایه مسیریاب برای انتخاب پیوند را تحت تأثیر قرار می دهد.لایه مسیریاب برای باز پخش کردن بسته ها به مقصد ، پیوندهای بی سیم را انتخاب می کند.تصمیمات مسیریاب سطح مباخته در لایه MAC و پارامترهای لایه فیزیکی را تغییر می دهد.در اینجا مثالهایی از طراحی لایه متقابل در شبکه های بی سیم موجود است.در CDMA2000 HDR (سرعت بالای اطلاعات)(10) هر گره بطور دوره ای کیفیت کانال را نسبت به ایستگاه بنیادی سنجیده و آنجا می فرستد،بنابراین به منظور پیشبرد توان عملیاتی ، ایستگاه بنیادی از اولویت خاصی برای استفاده کنندگان شبکه با کیفیت بهتر برخوردار است.طراحی لایه متقابل مشکل اثصال در کنترل قدرت و برنامه ریزی برای شبکه های بی سیم چند پرشی با QDS را مخاطب قرار می دهد.این عمل SINR و سرعت کم بعنوان فشار را برای کوچک سازی انتقال کلی در سراسر شبکه گرفته و فعل و انفعالات پروتکلهای مسیریاب و پروتکلهای MAC را برای شبکه های بی سیم تحت پارامترهای متحرک متفاوت را مورد مطالعه قرار میدهد.(12).تجارب با ترکیبات متفاوت پارامتری از پروتکلهای مسیریاب([13]برنامه LAR و DSR، AODV)،لایه MAC (MACA،IEEE 802/11 وcsma) ،سرعت گره ها و سرعت یک به یک بسته های اطلاعاتی بدست آمده اند.یک تکنیک آماری .ANOVA(تجزیه واریانس)برای آنالیز کردن نتایج مورد استفاده قرار می گیرد.نتایج اهمیت فعل و انفعالات بین متغیرها در عملکرد را نشان می دهد.(14) طرح ساده ای برای طراحی لایه متقابل است.پروتکل روتین AODV در شبکه Ad Hoc برای انتقال ویدیوئی بصورت صحیح زمانی استفاده می شود.اطلاعات روتین ایجاد شده بوسیله AODV می تواند در کاربرهای یرنامه ها تقسیم شوند.وقتی که فرستنده می خواهد اطلاعات را بفرستد ابتدا اطلاعات را کنترل خواهد کرد در (15)اطلاعات منحنی از موبایل بوسیله لایه های مختلفی همچون اینترنت شبکه انتقال و لوله های بالایی مورد استفاده قرار می گیرد.این منحنی می تواند مورد اندازه گیری قرار بگیرد در دو صورت : یکی طول ردیف انتقال آن و دیگری سطح مورد استفاده لایه MACV است که می تواند با نشان دادن سطح مشغول از لوازم بی سیم حوالی آن مورد بررسی قرار گرفته و بدست آید.در لایه اینترنتی : این پارامتر می تواند همچون سیستم عادی نزدیک برای انتخاب مسیر پروتکلهای عادی مورد استفاده قرار گیرد یا نود می تواند فواصل زمانی را برای انتقال و مخابره اطلاعات عادی تغییر دهد برای پروتکل عادی فعال مانند DSR هنگامی که یک نود نمی تواند منتشر کند پیغام های درخواست عادی را اگر تشخیص دهد که تجهیزات اطراف آن در فعالیت بوده و مشغول هستند.در داخل لایه انتقال ،نود ممکن است قطعات ECN را در بسته IP تنظیم کند.در داخل دیگر لایه های بالایی پروتکلها فرستنده ممکن استاطلاعات و نتایج نشان داده شده از ارتقای قابل توجه در رادیوهای گیرنده و اورهد و scalability را قبل از انتقال مورد ارزیابی قرار دهد اگر تشخیص دهد که لینکهایی در مسیر خیلی مشغول هستند.هنگام مراجعه به این موارد استفاده در DSR و نتایج نشان از ارتقای قابل توجه در رادیوگیرنده و اورهد و scalability را دارند.در حالیکه طرح لایه متقابل ممکن است برخی ارتقا در عملکرد اینترنت را بدست آورد ممکن است اثرات منفی را نیز داشته باشد.وقتی که ما محدودیت لایه ها را در این پروتکل ها از بین می بریم ما موانع طرح را نیز از بین می بریم.(16)دیسک بالقوه طرح لایه متقابل را نشان می دهد.دست اندرکاران این امر بیان می کنند که ما می توانیم برخی ارتقاها را در عملکرد اینترنت را بدست می یاوریم که این دستاورد محدود است.هر گونه تغییرات طرحی پروتکلها به هنگام اضافه کردن فعل و انفعالات در لایه های مختلف ممکن است در کل سیستم تأثیر داشته باشد که ممکن است به علت طرح «spaghetti» پیش برود.هر چند ما و دستاورد کوتاه مدت داشته باشیم که این بخاطر عکس العمل های پیش بینی نشده در سیستم است-تغییرات بعدی سخت تر و مشکل تر خواهند بود.تهیه کنندگان چندین اصول طرح را تهیه کرده اند(16) :
A. تأثیرات متقابل و قانون Unintended Consequences : موقعی که ما بر لایه های متفاوت تأثیر می گذاریم باید تأثیر بر روی دیگر لایه های سیستم ها را در نظر بگیریم.
B. رسم وابستگی: ارائه تأثیر بین پارامترهای پروتکل به عنوان رسم.
C. استقرار و جدائی میزان زمانی: از رسم وابستگی ما می توانیم برخی اصول استقرار یافته را استنتاج کنیم.
D. هرج و مرج در طرح لایه متقابل: طره های زیادی باید مورد نظر گرفته شوند مانند تأمین و نگهداری کد.
همچنین دست اندرکاران امر مثالهائی را برای توضیح مشکلات بالقوه در طرح لایه متقابل عنوان کرده اند.ما در بخش 3 یک مورد را مورد بحث قرار خواهیم داد.
2) مشکلات موجود در پروتکل IEEE 802/11 MAC
وسیله کنترل IEEE 802/11 قراردادی است که بی سیم های LAN و شبکه های اینترنتی Ad Hoc عمدتاً و به نسبت زیاد مورد استفاده قرار می گیرد.هر چند که این وسیله برای بی سیم های Multi-Hop و شبکه های Ad Hoc طراحی نشده بود و گزارشاتی در این مورد وجود دارند.در(17)دست اندرکاران شبکه اینترنتی بی سیم ساده ای را تنظیم کرده اند در 8 گره در یک رشته جابجایی.در این شبکه هر گره 200m در فاصله قرار دارد.دامنه انتقال حد واسط بی سیم 250m و ترافیکTCP مورد استفاده قرار می گیرد پس از شبیه سازی در NS2 دست اندرکاران دریافتند که سه شکل عمده زیر در لایه MAC ریشه دارند :
A. مشکل ناپایدار TCP:خروجی تنها اتصال TCPموجود در شبکه اینترنتی مکرراً بدست آید یا تقریباً نزدیک به صفر بود.به علت آن تأثیرات بین گره های متفاوت است که اطلاعات TCP و عبور و مرور TCP-ACK را انتقال می دهند.مشکل گره محقی باعث ایجاد تلافی در گره میانی می شود و مشکل گره بدون پوشش مانع از فرستادن پیغام CTS مرکز میانی می شود.لذا گره نمی تواند به قسمت مجاور خود برسد و پیوند در میانه راه قطع می شود.استفاده از دریچه در اندازه کوچک می تواند این مشکل را کم رنگ کرده یا به کل مرتفع سازد.
B. شرایط عدم کارآیی برای انجام خواسته ها : یک نوع از عدم کارآیی برای انجام خواسته ها«neighboring node one-hop unfairness» نامیده می شود.به خاطر برخی مشکلات ایجاد شده مانند بخش A هنگامی که دو تا اتصالات TCPدر شبکه وجود دارند یک مورد ممکن است کاملاً خاموش شود.و موقعیتی برای شروع دوباره در برخی شرایط وجود نداشته باشد حتی اگر کمی زودتر شروع شوند.این مشکل با تطبیق اندازه دریچه قابل حل نیست.
C. مشکل ناسازگاری :دو بخش TCP نمی تواند در شبکه بطور همزمان در کنار هم وجود داشته در زمان تغییر و تبدیل اساساً اتفاقی و غیر قابل تنظیم است که این علت بوسیله مشکل گره بدون پوشش باعث می شود.آن نمی تواند با هماهنگی پارامترهای TCPحل شود.
در زیربنای بی سیم LAN ،استفاده از RTS/CTS و سنسور حاصل برای مخفی کردن مشکل گرهی به نطر کار درستی می آید زیرا گره هایی که به طور بالقوه در قبول ریسیور و حالت دارند همگی در زمینه سنسور ریسیور قرار دارند که تحت فرضیه ایست که دامنه ارسال مشابه دامنه دریافت است که این در مورد Multi-Hop و شبکهhoc درست نیست.در شیبه سازی ابزار که کاردهای مدلWaveLAN ،دامنه دریافت دوبرابر دامنهانتقال موفقیت اخیر است.بنابراین برخی گره ها نمی توانند بسته های CTS را برگردانند.موقعی که همجوارهای آنان انتقال می دهند که باعث هدایت به لینکهای از کار افتاده و خراب می شوند.(18)مکانیسم RTC/CTS انطباقی را برای کاهش کارآمدی که بوسیلهIEEE 802/11 ایجاد شده پیشنهاد میدهد.چون ما نمی توانیم اساساًRTS/CTS را خاموش کنیم این عمل موجب ناکارآمدی و تلاقی در اعمال خواهد شد.در طرح تطابقی RTS/CTS یک گره خاموش می کند.RTS/CTSها را هنگامی که شماره«انتظار برای اتمام زمان CTS» از حد تجاوز می کند.شمارش نشان از در رسم دربچه به روز است.نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این مکانیسم شبیه سازی تطابقی می تواند به طرز موثری کارآمدی UDP و TCP را تأمین کند.(19)حتی فراتر از آن RTS/CTS را مورد بررسی و تحقیق قرار می دهد.این گزارش نشان میدهد که برخی سناریوها در جایی که RTS/CTS می تواند شبکه Ad Hoc را تحت تأثیر قرار دهد وجود دارند.همچنانکه در نمودار 19 نشان داده شده است.ابتدا ممکن است cts/rts باعث ایجاد مشکل بلوکه شدن را دارد.گره B بسته های اطلاعاتی را به گرهA می فرستد.گره C هم RTS و هم CTS را دریافت می کند.بنابراین جلوی حرکت آن را می گیرد.اگر در این زمان گرهD ، RTS را به گره C بفرستد گره C نمی تواند با CTS جواب دهد و بلاخره گره D وارد حالت نهایی خواهد شد.در این سناریو گره C نیازی نیست در گره پنهانی باشد همچنانکه در نمودار1 نشان داده می شود زیرا می تواند هم RTS و هم CTS را دریافت کند.در انجام مکانیسم عادی RTS/CTS موقعیکه یک گره یک بسته اطلاعاتی RTS در یافت کرد نیاز است تا فرایند انتقال متوقف شود.در سناریو مشکل بلوک کننده ، این گره ها نزدیک کننده به گره های بلوک شده ممکن است به طور غلط بلوک شوند و حتی بدتر از آن بلوک کننده غلط ممکن است از طریق شبکه اینترنتی گسترش یابد تا هنگامی که برخی بسته های اطلاعاتی این نوع از pseudo-deadlock را از بین ببرند. (19) راه حلی را برای مشکل بلوک کننده غلط پیشنهاد می دهد.نظریه اساسی لرزیابی RTS است : هنگامی که گرهی RTS که خودش را دریافت می کند اکثر مواقع فرق خواهد کرد تا کنترل کند که آیا واقعاً بسته های اطلاعاتی در حال ارسال هستند را مخاطب قرار نمی دهد.اگر لوازم هنوز هم بی اساس هستند یعنی بلوک کننده غلط ممکن است اتفاق بیفتد .زیاد تفاوتی نمی کند.نتایج نشان می دهد که این راه حل می تواند به طور عمده نتایج را تأمین و بهبود بخشد.
(20) کارآیی غیر عادی IEEE 802/11 را که توسط CSMA/CA ایجاد می شود را مورد بحث قرار می دهد که این کارآیی غیر عادی درصد احتمال مساوی را برای هر گره ایجاد می کند تا شبکه ای را برای مدت زمان طولانی در دسترس قرار دهد.به عبارت دیگر هر گره شانس همانند و یکسانی برای ارسال بسته اطلاعات در سرعتی که بر میزان اطلاعات متکی است.اگر گره هایی با میزان اطلاعات متفاوت در همان خانه وجود داشته باشد ورودی همه گره ها با میزان سرعت بیشتر به میزان پایین تری کاهش خواهد یافت.در این گزارش آمد و است که به هنگام استفاده از TCP، فقدان بسته اطلاعاتی گره باعث کاهش میزان ارسال می شود که به نوبه خود باعث افزایش ظرفیت در سایر گره ها می شود و سرانجام تأثیر منفی(alleviated).
دیگر ویژگی IEEE 802/11 که در استفاده از پیغامها در گره های مجاور بر روی پروتکل های عادی بی سیم Ad Hoc تأثیر دارد آنهایی هستند که « communication gray zones » نامیده می شود(21). ما در اینجا AODV را بعنوان مثالی برای توضیح این پدیده استفاده می کنیم.AODC یک پروتکل مکان است.این پروتکل از پخش وسیع پیام ها برای کشف راهها استفاده می کند و به صورت متوالی برنامه HELLO را برای یافتن گره های مجاور پخش می کند.لذا آن می تواند مسیرها را به روز و تازه کند.آن از unicast برای ارسال بسته های اطلاعاتی و بسته های جواب استفاده می کند.پیغام های HELLO دارای زیر ساختمانی هستند که در ایجاد ناحیه خاکستری گسترده هستند(21) :
A. میزان ارسال متفاوت : در IEEE 802/11، بسته های پخش کننده همیشه بصورت جزء به جزء ارسال می شوند در حالیکه بسته های اطلاعاتی می توانند به میزان بالاتر ارسال شوند.پس بسته های پخش کننده می توانند نسبت به بسته های اطلاعاتی در مراحل بالاتری نفوذ کنند.
B. No Acknowledgements : پیام های منتشر شده نیازی به ACK ندارد.یعنی پیام های HELLO دریافت شده نشان نمی دهند که آن یک لینک دو طرفه است.
C. اندازه بسته کوچک : برای یک لینک ضعیف ، پیام HELLO میزان ارسالی موفقیت اخیر در سطح بالایی نسبت به بسته های اطلاعاتی با اندازه بالا دارند.
D. لینک های ناثابت : در کناره دامنه ارسالی کیفیت لینک ضعیف بوده و ثابت نیست.اگر پیغام های HELLO با موفقیت دریافت شوند، این لینک به عنوان یک لینک ناپایدار به شمار می رود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

A “mobile ad hoc network” (MANET) is an autonomous system of mobile routers connected by wireless links. The routers are free to move randomly and organize themselves arbitrarily; thus, the network’s wireless topology may change rapidly and unpredictably. Such a network may operate in a standalone fashion, or may be connected to the Internet. Multi hop, mobility, large network size combined with device heterogeneity, bandwidth and battery power constrain make the design of adequate routing protocols a major challenge. In recent years, many routing protocols have been proposed for MANET. Basically these protocols can be fit in one of two major categories: on-demand such as AODV [1] and DSR [2], and proactive such as DSDV [3] and OLSR [4]. The review and performance comparison of these protocols are in [5][6][7]. A more comprehensive survey can be found in [8]. In this survey, we will not focus on individual routing protocols; instead we will discuss some new ideas proposed recently mainly to improve MANET throughput and scalability in different ways with some new routing metrics, new technologies such as multi-rate, multi-channel and hierarchical structure, by using cross-layer design. 1. Cross-layer Design of Multi-hop Wireless Networks In most networking software, the protocols are divided into several modules to form a protocol stack. Each layer makes use of the services provided by the layer directly below it, and also provides service to the layer directly above it. The communication is limited between adjacent layers with a minimum set of primitives. The layering principle simplifies design and implementation and provides the possibility of alternative layer implementations. The success of the Internet demonstrates the power of a layered design in wired networks. The characteristics of wireless networks differ from wired networks in several ways, caused by their low link capacity and high bit error rates: • Due to small-scale and large-scale channel variation, the channel quality changes within milliseconds depending on the node’s location and mobility. The routing protocol cannot select a route simply based on a single route request message [9]. • The wireless link capacity depends on the status of other links in its transmission range. Therefore the congestion can also be caused by the inference of other links. Because of the direct coupling between the physical layer and the upper layers, the traditional protocol stack is not sufficient for wireless networks. Cross-layer design methodology is an active research area to improve wireless network performance, where the information is exchanged between different protocol layers dynamically. In a wireless network, physical layer, MAC layer and routing layer together contend for the network resource. The physical layer affects MAC and routing decisions by its transmission power and rate. The MAC layer is responsible for scheduling and allocating the wireless channel, which finally will determine the Carleton University, Systems and Computer Engineering, Technical Report SCE-04-14, August 2004 available bandwidth of the transmitter and the packet delay. This bandwidth and packet delay also can affect the decision at the routing layer to select the link. The routing layer chooses the wireless links to relay the packets to the destination. The routing decision will change the contention level at the MAC layer, and accordingly the physical layer parameters. There are some existing examples for cross-layer design in wireless networks. In CDMA2000 HDR (high data rate)[10], each node periodically measures the quality of the channel to the base station and sends it to the base station, so the base station could give priority to the users with better channel quality to improve the throughput. In [11] the cross-layer design addresses the joint problem of power control and scheduling for multi-hop wireless networks with QoS. It takes SINR and minimum rate as constraints to minimize the total transmit over the links. [12] studied the interaction of the routing protocols and MAC protocols for wireless ad hoc networks under different mobility parameters. Experiments have been run with difference parameter combinations of routing protocols (AODV, DSR and LAR Scheme 1 [13]), MAC layer (MACA, IEEE 802.11 and CSMA), speed of nodes and data packet injection rates. A statistical technique, ANOVA (analysis of variance), is used to analyze the results. The results show significant interacts between these variables in terms of performance [12].