Алгоритм маршрутизации для быстрого восстановления связи в сетях MANET систем автономного судовождения
Authors: Прозоровский Е.Е. , Редькин Ю.В. 
Published: December 2024

Сети MANET, связывающие беспилотные суда, отличаются высокой динамикой изменения своей топологии: появляются новые связи между узлами сети и утрачиваются существующие. Вследствие этого службам сети необходимо регулярно обновлять маршруты передачи, проводя рассылку поисковых пакетов между узлами сети. В протоколах проактивной маршрутизации процедура обновления из-за взаимодействия между собой всех абонентов сети требует рассылки большого объема служебного трафика. В известных реактивных протоколах поиск маршрута выполняется от базового узла сети, вследствие чего на это затрачивается много времени. Целью работы является сокращение времени восстановления утраченных маршрутов передачи между узлами. Для этого предлагается проводить восстановление потерянного маршрута от того локального узла, который обнаружил обрыв действующего соединения, а в качестве критерия утраты маршрута использовать отсутствие квитанции в получении пакета. Оригинальность и новизна заключаются в том, что предложенная модификация алгоритма маршрутизации позволяет быстро восстановить маршрут без обращения к базовому узлу. Моделирование работы алгоритма подтвердило, что его использование существенно сокращает число скачков, требуемых для поиска нового маршрута, по сравнению с вариантом поиска от базового узла: в сети из 15 узлов требуется только 2 скачка для определения нового маршрута, что существенно меньше, чем при его поиске от базового узла (требуется 5 скачков). Кроме того, при этом наблюдается существенное сокращение числа поисковых пакетов, рассылаемых по сети. Практическая значимость заключается в том, что реализация предлагаемого алгоритма приводит к увеличению пропускной способности сетей MANET, подверженной сбоям в работе, что особенно актуально для систем автономного судовождения, работающих в режиме реального времени и критичных к любым задержкам в передаче данных.

MANET networks connecting unmanned vessels which are characterized by high dynamics of changes in their topology: new connections show and existing ones disappear between network nodes. As a result, network services must update transmission routes by sending search packets between network nodes regularly. Due to the interaction between all network subscribers the update procedure requires sending a large volume of service traffic in proactive routing protocols. In known reactive protocols route search is performed from the base node of the network: as a result, it takes a lot of time. The main purpose of the work is to reduce the recovery time of lost transmission routes between nodes. To do this, it is proposed to restore the lost route from the local node that detected a break in the existing connection and use the absence of a receipt for receiving the packet as a criterion for route loss. The originality and novelty mean that the proposed modification of the routing algorithm allows you to quickly restore the route without accessing the base node. Simulation of the algorithm’s operation has confirmed that its use significantly reduces the number of hops required to find a new route compared to the search option from the base node: in a network of 15 nodes, only 2 hops are required to determine a new route, which is significantly less. than when searching for it from the base node (5 hops required). In addition, there is a significant reduction in the number of search packets sent over the network. The practical significance lies in the fact that the implementation of the proposed algorithm leads to an increase in the throughput of MANET networks, which are subject to operational failures, which is especially important for autonomous navigation systems operating in real time and critical to any delays in data transmission.