لطفا چند لحظه صبر نمائید

آشنایی با پروتکل اختصاصی میکروتیک Nv2

ارتباطات بی سیم یکی از روش های بسیار کاربردی در تبادل داده ها می باشند که در مقابل راهکارهای دیگر نظیر ارتباطات کابلی و فیبر نوری کم هزینه تر و با مزایای بیشتری مانند قابلیت جا به جایی ، نصب و پیاده سازی سریع ، کیفیت سرویس و عدم نیاز به رسانه فیزیکی میباشند و در مقابل دارای معایب متعددی نیز می باشند ، یکی از معایت این بستر ارتباطی ضعف نرخ انتقال داده ها در مقابل روش های دیگر می باشد ، با این حال محققان و تولیدکنندگان در صدد ایجاد راه حل هایی نوین جهت رفع این ضعف می باشند ، این در حالی است که پژوهشگران در زمینه فناوری اطلاعات روشی موسوم به سرکشی کردن نود ها را جایگزین روش گوش کردن به خط برای افزایش نرخ انتقال داده ها معرفی کرده اند ، محققان شرکت میکروتیک روشی جهت افزایش نرخ انتقال داده ها به عنوان Nv2 معرفی نموده اند که توانسته است نرخ انتقال داده ها را بصورت چشمگیری افزایش دهد .

این پروتکل با اکثر کارت های بی سیم با استاندارد 802.11 عمل می نماید و  از قابلیت های مالتی پلکس تقسیم زمانی (TDMA) دسترسی به رسانه انتقال بجای روش های سرکشی کردن (Polling) به نود ها و یا گوش دادن به خط (CSMA/CA) استفاده می نماید .

پروتکل Nv2  بر روی تمامی تجهیزاتی که استاندارد 802.11n و 802.11a/b/g هایی که از پردازنده AR5212 به بالا استفاده می‌کنند پشتیبانی می‌شود. به عبارتی اکثر تجهیزات وایرلس موجود در بازار از این پروتکل پشتیبانی می‌کنند و برای استفاده آن در شبکه وایرلس نیازی به تغییر در سخت‌ افزار مورد استفاده خود ندارید. این روش قادر خواهد بود مشکلات نود های مخفی را در بستر های ارتباطی بی سیم حل نماید که به موجب آن نرخ انتقال داده ها در بستر های بی سیم نقطه به نقطه  (PTP) و یک نقطه به چند نقطه (PTMP) نیز  افزایش  خواهد یافت .

دسترسی  به شبکه بیسیم در  این  روش  توسط  کنترل  کننده مرکزی (Access Point) می باشد که در ابتدا یک پیام در قالب جدول زمانبندی برای نود ها ارسال می نماید و در آن یک فیلد با عنوان دوره زمانی ( Period ) مدت زمان ثابت دسترسی نود ها را مشخص می کند . که این مقدار می تواند برای ترافیکی که از کسس  پوینت  به  سمت  نود  ارسال  می  شود  یا  مسیر پایین (Downlink) و ترافیکی که از سمت نود به سمت اکسس پوینت یا مسیر بالا (Uplink) در نظر گرفته شود . مسیر بالا  توسط  اکسس  پوینت  بر  اساس  تعداد  نود  های  متصل  به شبکه و ترافیک مورد نیاز آنها محاسبه خواهد شد . 

تضمین کیفیت سرویس در شبکه‌های Nv2 بر اساس Queue‌های مختلف مدیریت می‌شود. این Queue‌ها بر اساس اولویت‌های مختلف پکت‌ها که در ادامه به بررسی دقیق‌تر آن‌ها می‌‌پردازیم ایجاد و مدیریت می‌شود. در میکروتیک با استفاده از ابزار‌های موجود در Firewall می‌توان Priority خاصی برای پکت‌های مختلف در نظر گرفت . نکته‌ایی که در رابطه با Nv2 وجود دارید این است که این پروتکل به هیچ یک از سایر پروتکل‌ها سازگاری ندارد ( حتی پروتکل‌هایی که بر اساس TDMA فعالیت می‌کنند ) و فقط با تجهیزاتی میکروتیک که از این پروتکل پشتیبانی می‌کنند ارتباط برقرار می‌کند.


مزایای پروتکل Nv2 
  • دسترسی بر خط بوسیله مالتی پلکس تقسیم زمانی
  • پشتیبانی از سیستم توزیع بیسیم 
  • پشتیبانی از کیفیت سرویس در داده ها 
  • رمزگذاری داده ها 
  • راه حل مشکل نود های مخفی 
  • سربار بسیار پائین در دسترسی بر رسانه توسط نود ها
  • پویایی پروتکل جهت تنظیم حجم داده های در حال ارسال 
 

جدول پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف در سیستم وایرلس میکروتیک :
 

value AP client
 any ارائه شبکه 802.11 و Nstream  اسکن برای هر شبکه ممکن 
 802.11  ارائه شبکه 802.11 اتصال صرفا به شبکه 802.11
 nstreme ارائه شبکه Nstream  اتصال فقط به شبکه Nstream
 Nv2 ارائه شبکه NV2  اتصال فقط به شبکه NV2
 Nv2-nstreme-802.11  ارائه شبکه NV2  اسکن برای شبکه NV2 و اتصال در غیر اینصورت اسکن برای شبکه Nstream و اتصال در غیر اینصورت اسکن برای شبکه 802.11 و اتصال 
 Nv2-nstreme  establish Nv2 network  اسکن برای شبکه NV2 و اتصال در غیر اینصورت اسکن برای شبکه Nstream و اتصال
 

همان‌طور که در جدول قبل مشاهده می‌فرمایید سازگاری پروتکل‌ها در سمت AP و Station مشخص شده است.

توجه داشته باشید که مدهای Nv2-nstreme-802.11 و Nv2-nstreme پروتکل‌های ترکیبی نیست و فقط به ترتیب اولویت‌های مشخص شده قابلیت اتصال به شبکه‌های وایرلس را بررسی و در صورت امکان متصل می‌شود. مثلاً برای Nv2-nstreme ابتدا قابلیت اتصال به Nv2 را بررسی کرده و در صورت عدم امکان اتصال از پروتکل nstreme استفاده خواهد کرد.

پارامترهایی که در قسمت Nv2 در تنظیمات میکروتیک باید تنظیم شود به شرح زیر است:

  • Nv2-queue-count مشخص کننده تعداد Queue‌ ها و صف‌هایی است که برای Priority‌های مختلف استفاده می‌شود. مثلا برای 2 صف به شرح زیر عمل می‌کند:
priority 0,1,2,3 -> queue 0
priority 4,5,6,7 -> queue 1

 حداکثر ۸ صف برای Priority‌ های مختلف می‌توان تنظیم نمود. Nv2-qos مشخص کننده نوع مدیریت ترافیک بر اساس Queue‌های مشخص شده می‌باشد. Nv2-cell-radius در این قسمت باید فاصله دورترین Station از AP را بر اساس کیلومتر مشخص کنیم. تعیین صحیح این پارامتر در عملکرد درست رادیو برای اعمال TDMA و رسیدن به بهترین نرخ تبادل اطلاعات و پایداری لینک از اهمیت بالایی برخوردار است. در صورتی که این پارامتر کمتر از فاصله واقعی Station از AP باشد ممکن است خطای ranging timeout در لاگ مشاهده شده و ارتباط بین AP و Station ناپایدار باشد.

  • tdma-period-size این پارامتر بر اساس ms میلی‌ثانیه در تنظیمات مشخص کننده زمان دسترسی به مدیا می‌باشد. اگر این پارامتر کاهش داده شود باعث کاهش latency می‌باشد ولی از جهتی باعث افزایش overhead پروتکل شده و کاهش throughput را به همراه خواهد داشت.

افزایش آن ممکن است باعث افزایش latency شود ولی از جهتی باعث افزایش پهنای باند و پایداری لینک وایرلس می‌شود.

یشنهاد می‌شود برای لینک‌های طولانی این پارامتر افزایش داده شود.

به این نکته توجه داشته باشید زمانی که رادیو در پروتکل Nv2 فعالیت می‌کند پارامترهای امنیتی وارد شده در security-profile نادیده گرفته شده و مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. به همین دلیل برای برقراری امنیت در Nv2 گزینه‌ای در تنظیمات تحت عنوان Nv2-security و Nv2-preshared-key قرار داده شده است که بر اساس کلید مشخص و با مکانیزمی شبیه به شبکه‌های 802.11 امنیت در این پروتکل را تامین می‌کند.

 

خلاصه‌ای از قابلیت‌ها و سازگاری‌های Nv2 :

  • فقط در تجهیزات میکروتیک پشتیبانی می‌شود.
  • فقط در Scan تجهیزات میکروتیک مشاهده می‌شود و برای سایر تجهیزات قابل ره‌یابی نیست.
  • این پروتکل ممکن است روی سایر تجهیزاتی که در کانال یکسان با آن فعالیت می‌کند نویز ایجاد کند.
  • این پروتکل از سایر تجهیزاتی که روی کانال یکسان فعالیت می‌کند نویز می‌پذیرد.
  • این پروتکل با سایر پروتکل‌ها ( حتی در صورت پشتیبانی از TDMA ) سازگاری ندارد.
پروتکل NV2 جهت افزایش نرخ انتقال داده ها جایگزین سرکشی کردن

تا  کنون  راه  حل  های  متعددی منجمله  اجتناب از تصادم بوسیله درخواست ارسال ، پاکسازی و آماده ارسال (RTS/CTS) و همچنین پاکسازی و آماده ارسال برای خود CTS-To-Self) مطرح شده که با محاسبات عددی و نتایج بدست آمده نرخ انتقال در این دو روش در بستر های بی سیم  بیش  از  05% افت  می  نماید  . یکی  از  راه  حل  هایی  که امروزه  توسط  محققان  و  برخی  از  تولید  کنندگان  در  زمینه تجهیزات بی سیم معرفی شد و قادر خواهد بود نرخ انتقال داده را تا حد قابل  توجهی  نسبت  به  روش  های  قبل  ارتقاء  دهد استفاده از روش سرکشی کردن میباشد . روش سرکشی به دو دسته تقسیم بندی می شود که هر یک به نحوی با نود ها در بستر بی سیم در ارتباط میباشند و این دو نوع عبارت است از

 
روش سرکشی چرخشی روش سرکشی هابی

روش سرکشی چرخشی  : در این روش یک کنترل کننده مرکزی به ترتیب به تک تک ایستگاه ها از طریق کانال خارج باند خود سرکشی نموده چنانچه ایستگاهی  که  به  آن  سرکشی  شده  است  اطلاعاتی  برای  ارسال داشته  باشد  آن  را  از  طریق  کانال  داخل  باند  ارسال  می  نماید  و پایان اطلاعات خود را به کنترل کننده مرکزی گزارش می دهد .در  غیر  اینصورت  چنانچه  نودی  که  به  آن  سرکشی  شده است ، داده ایی برای انتقال نداشته باشد ، کنترل کننده مرکزی به دنبال سرکشی دیگر نود ها ادامه خواهد داد .در  این  روش  سرکشی  به  ایستگاه  ها  بصورت  منظم  و  چرخشی می باشد و عملکرد آن بگونه ایی است که کنترل کننده مرکزی با  ارسال  بسته  ایی  که  شامل  اطلاعات  خاصی  در  رابطه  با زمانبندی و  سرآغاز داده  های  میباشد برای  اولین نود  ارسال می نماید و از آن می خواهد که داده های خود را جهت ارسال آماده و ارسال نمایند .

سرکشی هاب : در  این  مدل  سرکشی  ،  ابتدا  یک  پیام  با  عنوان  نشانه  توسط کنترل کننده رسانه اشتراکی به بالاترین نود ارسال می نماید که به  معنی  در  اختیار  داشتن  رسانه  اشتراکی  برای  نود  مورد  نظر است  ،  در  صورتی  که  نود  داده  ایی  برای  ارسال  داشته  باشد  از رسانه  انتقال  استفاده  می  نماید  و  داده  را  منتقل  می  نماید  ،  در غیر  اینصورت  نود  برگزیده  شده  ،  نشانه  را  به  نود  مجاور  خود تحویل میدهد .این  روش  با  همین  ترتیب  ادامه  پیدا  خواهد  کرد  تا  در نهایت  نشانه  در  اختیار  کنترل  کننده  مرکزی  قرار  داده  شود  و مجددا  این  چرخه  ادامه  پیدا  کند  ،  در  این  روش  میزان  تاخیر انتظار  برای  در  اختیار  گرفتن  کانال  ارتباطی  کاهش  می  یابد  و میزان بهره وری و به مراتب افزایش نرخ انتقال را در بر دارد

معایب سرکشی کردن : در روش سرکشی یکی از معایبی که موجب کاهش و افت زمان در  اختیار  گرفتن  رسانه  میان  نود  ها  بوجود  می  آید   ، دست  به دست  شدن  پیام  نشانه  است  بگونه  ایی  که  در  این  روش  ابتدا نشانه به بالاترین نود تحویل داده می شود ، نود برگزیده پس از انتقال  داده  های  خود  پیام  نشانه  را  مجددا  به  کنترل  کننده مرکزی  و  یا  نود  مجاور  خود  ارسال  می  نمود  و وظیفه  نود یا  مرکزی  انتقال  مجددا  نشانه  به  نود  دیگر  بود  ،  این  مسئله  باعث افزایش تاخیر میان زمان ارسال دو نود و در اختیار گرفتن رسانه  ارتباطی می گشت که به دنباله آن کاهش میزان استفاده از کانال و اتلاف نرخ انتقال را به همراه داشت ، با این حال این روش قادر خواهد  بود  جایگزین  بهتری  برای  روش  گوش  کردن  به  خط (CSMA/CA) باشد بگونه ایی که می تواند در شرایط مختلف نرخ انتقال داده ها را تا 05% افزایش دهد ولی در کنار آن تاخیر زمانی را نیز به همراه دارد .


مقایسه روش سرکشی با Nv2 
سه تفاوت عمده روش سر کشی با Nv2 به شرح زیر میباشد

 
  1. کاهش سربار سرکشی نمودن نود ها 
  2. کاهش تاخیر سربار انتشار
  3. کنترل بر پوشیدگی

کاهش سربار سرکشی نمودن نود ها
در پروتکل Nv2اکسس پوینت بجای سرکشی کردن یک به یک نود ها یک پیام زمانبندی در بستر ارتباطی متناسب با تعداد نود ها ارسال کرده و زمان های مورد استفاده آنها را اطلاع خواهد داد و  هیچ  زمانی  جهت  سرکشی  به  هدر  نخواهد  رفت  و  زمان  های باقی  مانده  جهت  ارسال  و  تبادل  داده  ها  توسط  نود  ها  مورد استفاده قرار خواهد گرفت .

کاهش تاخیر سربار انتشار
پروتکل در NV2 نیازمند سرکشی یک به یک نود ها را بصورت جداگانه نخواهد بود . این امکان بوجود می آید که زمان های بیشتری برای مسیر بالا (Uplink) در اختیار نودهایی که در فاصله ی دورتر قرار گرفته است استفاده گردد و در زمان های timeout و زمان استفاده این نود ها بصورت موثر قابل استفاده میباشد .

کنترل بیشتر بر پوشیدگی 
با کاهش زمان سربار و تنظیم کردن بازه های زمانی قادر خواهیم بود بر اساس کیفیت سرویس ها داده ها را منتقل نماییم ، داده ها با ارجعیت بیشتر قادر خواهند بود زودتر و داده ها با ارجعیت کمتر دیرتر ارسال گردد .

آزمایش و شبیه سازی 
در این بخش قصد تست و آزمایش روش سرکشی کردن داده و در مقابل استفاده از پروتکل Nv2 میکروتیک را خواهیم داشت
  • در این  آزمایش  بستر  ارتباطی  از  استاندارد  802.11g استفاده  می نماید .
  • در  این  استاندارد  باند  فرکانسی  1.1 گیگاهرتز بوده و با عرض کانال 15 مگاهرتز  قادر  خواهد  بود  نرخ  انتقال  معادل 01 مگابیت در ثانیه را در تئوری فراهم آورد .
  • پیاده سازی و انجام آزمایش در محیط آزمایشگاهی با حداقل از هرگونه  نویز  محیطی  می  باشد .
  •   Access  Point از  استاندارد 802.11g و عرض کانال 15 مگاهرتز و فرکانس 1132 کیلوهرتز . 
  • آنتن رادیویی 0 دسیبل ، افت کابل 4 دسیبل ، قدرت خروجی کارت 12 دسیبل برای شبیه سازی با یک نود با  فاصله 35 متر از یکدیگر عمل خواهد نمود.

پس  از  برقراری  ارتباط بی  سیم  میان نود  ها  ارتباط  همه  آنها به مدت 3 دقیقه مورد بررسی و تست قرار میگیرد ، که هر تست و عملکرد برای ارسال و دریافت در پروتکل های TCP و UDP در نظر  گرفته  شده  است  . حاصل  خروجی  و  مورد  نظر  در  قالب میانگین و حداکثر پیک ( Peak )نرخ انتقال می باشد .





نتیجه گیری 

همانگونه که در بخش های ابتدایی و مقایسه های صورت گرفته مشخص  گردید ، استفاده  از  پروتکل  Nv2 قادر  خواهد  بود  با استفاده  از  مکانیزم  مالتی  پلکس  کردن  تقسیم  زمانی عملکرد بهتری  را  نسبت  به  روش  سرکشی  کردن  نود  ها  داشته  باشد  و نتیجه  حاصل  از  آن  در  جدول  زیر  بصورت  خلاصه  نمایش  داده شده است .

 

 
پروتکل NV2 سرکشی کردن
TCP UDP TCP UDP
ارسال 57.4Mb 55.1Mb 15.1Mb 15.9Mb
دریافت 34.9Mb 40.8Mb 7.5Mb 17.2Mb
Lost 0/0Packet 0/4324Packet 0/0Packet 0/231Packet

نویسنده مطالب : بهداد رحمانی . رضا نورمندی پور . رضا مقدم

برچسب ها

وب اپلیکیشن شرکت تندیس رایان , فروش آنلاین تجهیزات شبکه را به صفحه اصلی موبایل خود اضافه کنید.

  • ۱- در نوار پایین دکمه “Share” را انتخاب کنید.
  • ۲- منوی بازشده را به چپ بکشید و گزینه “Add to home screen” را انتخاب کنید.
  • ۳- در مرحله بعد در قسمت بالا روی Add کلیک کنید.
متوجه شدم
وب اپلیکیشن شرکت تندیس رایان , فروش آنلاین تجهیزات شبکه را به صفحه اصلی موبایل خود اضافه کنید.

نصب کن
بعدا نصب میکنم