مجله علمی  رایانش نرم و فناوری اطلاعات

مجله علمی رایانش نرم و فناوری اطلاعات

مسیریابی سلسله مراتبی گسترش‌پذیر در شبکه‌های خودرویی دارای زیرساخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسندگان
1 گروه کامپیوتر، دانشکده مهندسی، دانشگاه یاسوج، شهر یاسوج، ایران
2 گروه کامپیوتر، دانشکده مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
چکیده
شبکه‌های تحمل‌پذیر تاخیر خودرویی ( VDTNs) دسته‌ای از شبکه‌های خودرویی می‌باشند که در آن‌ها مسیر انتها به انتها میان مبداء و مقصد وجود ندارد. در این مقاله، یک روش جدید جلورانی گسترش‌پذیر میان لندمارکی به نام مسیریابی تحمل‌پذیر تاخیر خودرویی دو لایه‌ای (TLVDTR ) برای این شبکه‌ها معرفی می‌شود که به جای مسیریابی میان خودروها به مسیریابی میان لندمارک‌ها اقدام می‌کند. این روش، شبکه را به صورت یک مدل دو لایه در نظر می‌گیرد و در لایه بالا با استفاده از مرکزیت لبه‌ای، شبکه به ناحیه‌هایی تقسیم می‌شود که بر ناحیه‌های محیط شهری منطبق هستند و سپس در لایه پایین، در هر ناحیه تعدادی لندمارک تعریف می‌گردد. پس از آن، لندمارک‌های در محدوده هر ناحیه با استفاده از الگوریتم دیکسترا، جدول مسیریابی میان لندمارکی تشکیل می‌دهند و مسیر برای لندمارک‌های دور که در دیگر ناحیه‌ها هستند، با اعلان مسیر و یک الگوریتم بردار فاصله پیدا می‌شوند. این امر باعث کاهش هزینه یافتن مسیر می‌گردد. از طرف دیگر هر گره سابقه‌ای از حرکت‌های خود را نگهداری می‌کند، و از آن برای یافتن احتمال گذار میان لندمارک‌ها استفاده می‌کند. در نهایت با ترکیبی از جدول مسیریابی هر لندمارک و احتمال گذار خودروها در میان لندمارک‌ها، گره‌های رله مناسب برای حمل پیام به سمت لندمارک‌های مقصد انتخاب می‌گردند. نتایج ارزیابی‌های انجام گرفته و مقایسه روش پیشنهادی با روش‌های رقیب نشان از بهبود روش پیشنهادی از جنبه‌های نرخ دریافت (16%)، متوسط تاخیر (17%) و هزینه جلورانی (4%) است.
کلیدواژه‌ها

[1] K. M. Alam, M. Saini, and A. E. Saddik, "Toward Social Internet of Vehicles: Concept, Architecture, and Applications," IEEE Access, vol. 3, pp. 343-357, 2015.
[2] S. Perumal, V. Raman, G. N. Samy, B. Shanmugam, K. Kisenasamy, and S. Ponnan, "Comprehensive literature review on delay tolerant network (DTN) framework for improving the efficiency of internet connection in rural regions of Malaysia," International Journal of System Assurance Engineering and Management, vol. 13, pp. 764-777, 2022.
[3] W. Li, W. Song, Q. Lu, and C. Yue, "Reliable congestion control mechanism for safety applications in urban VANETs," Ad Hoc Networks, vol. 98, p. 102033, 2020.
[4] V. N. G. J. Soares and J. J. P. C. Rodrigues, "4 - Vehicular delay-tolerant networks," in Advances in Delay-Tolerant Networks (DTNs) (Second Edition), J. J. P. C. Rodrigues, Ed., ed: Woodhead Publishing, pp. 59-78, 2021.
[5] J. Chen, G. Mao, C. Li, W. Liang, and D. Zhang, "Capacity of Cooperative Vehicular Networks with Infrastructure Support: Multiuser Case," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 67, pp. 1546-1560, 2018.
[6] N. Benamar, K. D. Singh, M. Benamar, D. El Ouadghiri, and J.-M. Bonnin, "Routing protocols in Vehicular Delay Tolerant Networks: A comprehensive survey," Computer Communications, vol. 48, pp. 141-158, 2014.
[7] C. Li, H. Lu, Y. Xiang, and R. Gao, "Geo-DMP: A DTN-Based Mobile Prototype for Geospatial Data Retrieval," ISPRS International Journal of Geo-Information, vol. 9, p. 8, 2020.
[8] O. Choi, S. Kim, J. Jeong, H. Lee, and S. Chong, "Delay-Optimal Data Forwarding in Vehicular Sensor Networks," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 65, pp. 6389-6402, 2016.
[9] H. Nascimento, P. R. Pereira, and N. Magaia, "Congestion-Aware Geocast Routing in Vehicular Delay-Tolerant Networks," Electronics, vol. 9, p. 477, 2020.
[10] H. Kang, S. H. Ahmed, D. Kim, and Y.-S. Chung, "Routing protocols for vehicular delay tolerant networks: a survey," Int. J. Distrib. Sen. Netw., p.1-9, 2015.
[11] B. Ravaei, K. Rahimizadeh, and A. Dehghani, "Intelligent and hierarchical message delivery mechanism in vehicular delay tolerant networks," Telecommunication Systems, vol. 78, pp. 65-83, 2021.
[12] L. Rashidi, D. Towsley, A. Mohseni-kabir, and A. Movaghar, "On the Performance Analysis of Epidemic Routing in Non-Sparse Delay Tolerant Networks," IEEE Transactions on Mobile Computing, pp. 1-13, 2022.
[13] علی غفاری، سمیه دباغی‌پور، و زینب متقی‌نیا, "ارائه پروتکلی برای توزیع گره‌های چاهک در شبکه‌های حسگر متحرک تحمل‌پذیر نسبت به تاخیر," مجله علمی-پژوهشی رایانش نرم و فناوری اطلاعات، جلد 4 شماره 3، پاییز 1394.
[14] J. Singh, S. K. Dhurandher, and I. Woungang, "Geocommunity Based Data Forwarding in Social Delay Tolerant Networks," in Advances in Computing, Informatics, Networking and Cybersecurity, P. Nicopolitidis, S. Misra, L. T. Yang, B. Zeigler, and Z. Ning, Eds., ed Cham: Springer International Publishing, pp. 421-442, 2022.
[15] C. Wu, T. Yoshinaga, D. Bayar, and Y. Ji, "Learning for adaptive anycast in vehicular delay tolerant networks," Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, vol. 10, pp. 1379-1388, 2019.
[16] L. Yan, H. Shen, and K. Chen, "MobiT: Distributed and Congestion-Resilient Trajectory-Based Routing for Vehicular Delay Tolerant Networks," IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 26, pp. 1078-1091, 2018.
[17] S. Akhavan Bitaghsir and A. Khonsari, "Modeling and improving the throughput of vehicular networks using cache enabled RSUs," Telecommunication Systems, vol. 70, pp. 391-404, 2019.
[18] P. Hui, J. Crowcroft, and E. Yoneki, "BUBBLE Rap: Social-Based Forwarding in Delay-Tolerant Networks," IEEE Transactions on Mobile Computing, vol. 10, pp. 1576-1589, 2011.
[19] B. Ravaei, M. Sabaei, H. Pedram, and S. Valaee, "Community-aware single-copy content forwarding in Mobile Social Network," Wireless Networks, vol. 24, pp. 2705-2721, 2018.
[20] K. Chen and H. Shen, "DTN-FLOW: Inter-Landmark Data Flow for High-Throughput Routing in DTNs," IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 23, pp. 212-226, 2015.
[21] Q. Yuan, I. Cardei, and J. Wu, "An Efficient Prediction-Based Routing in Disruption-Tolerant Networks," IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 23, pp. 19-31, 2012.
[22] L. Zhang, B. Yu, and J. Pan, "GeoMobCon: A Mobility-Contact-Aware Geocast Scheme for Urban VANETs," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 65, pp. 6715-6730, 2016.
[23] K. Chen and H. Shen, "Greedyflow: Distributed greedy packet routing between landmarks in DTNs," Ad Hoc Networks, vol. 83, pp. 168-181, 2019.
[24] K. Khalid, I. Woungang, S. K. Dhurandher, and J. Singh, "Reinforcement learning-based fuzzy geocast routing protocol for opportunistic networks," Internet of Things, vol. 14, p. 100384, 2021.
[25] E. T. Saglam, Y. Yaslan, and S. F. Oktug, "GeoAKOM: A Smart Geocasting Protocol for Vehicular Networks," Procedia Computer Science, vol. 184, pp. 364-371, 2021.
[26] P. Michal, S.-D. Natasa, and G. Matthias, "CRAWDAD dataset epfl/mobility (v. 2009-02-24)," ed, 2009.
[27] L. Yan, H. Shen, J. Zhao, C. Xu, F. Luo, C. Qiu, et al., "CatCharger: Deploying In-Motion Wireless Chargers in a Metropolitan Road Network via Categorization and Clustering of Vehicle Traffic," IEEE Internet of Things Journal, vol. 9, pp. 9525-9541, 2022.
[28] M. E. J. Newman, "Analysis of weighted networks," Physical Review E, vol. 70, p. 056131, 2004.
[29] D. Wu, B. Liu, Q. Yang, and R. Wang, "Social-aware cooperative caching mechanism in mobile social networks," Journal of Network and Computer Applications, vol. 149, p. 102457, 2020.
[30] F. Sun, P. Wang, J. Zhao, N. Xu, J. Zeng, J. Tao, et al., "Mobile Data Traffic Prediction by Exploiting Time-Evolving User Mobility Patterns," IEEE Transactions on Mobile Computing, pp. 1-14, 2021.
[31] T. Yeferny and S. B. Yahia, "A Markov chain-based data dissemination protocol for vehicular ad hoc networks," Computer Communications, vol. 180, p. 303-314, 2021.
[32] G. A. Montoya, C. Lozano-Garzon, and Y. Donoso, "Energy-Efficient and Delay Sensitive Routing Paths Using Mobility Prediction in Mobile WSN: Mathematical Optimization, Markov Chains, and Deep Learning Approaches," IEEE Access, vol. 9, pp. 153382-153400, 2021.
[33] V. Koolwal and K. K. Mohbey, "A comprehensive survey on trajectory-based location prediction," Iran Journal of Computer Science, vol. 3, pp. 65-91, 2020.
[34] B. Lorenzo, B. Marco, L. Pierpaolo, B. Giuseppe, A. Raul, and R. Antonello, "CRAWDAD dataset roma/taxi (v. 2014-07-17)," ed, 2014.
[35] A. Keränen, J. Ott, and T. Kärkkäinen, "The ONE simulator for DTN protocol evaluation," presented at the Proceedings of the 2nd International Conference on Simulation Tools and Techniques, Rome, Italy, 2009.