شبكة استشعار لاسلكية
التوجيه (Routing)

طبقة الشبكة :
طبقة الشبكة هي واحده من أكثر الأبحاث تحقيقا في "wsn", معظم خوارزميات التوجيه والبروتوكولات تم اقتراحها من خلال تطوير "wsn".
في هذا الفصل نجد مشاكل وتحديات طبقة الشبكة في "wsn"
أيضاً حلول لهذه المشاكل بالتفصيل ومحاولة تقديم مناقشة جيدة لهذه الحلول .
بروتوكولات التوجيه مقسمة إلى أربعة أقسام وهي :
1- مركزية البيانات والمعمارية المسطحة .
2-الهرمية.
3-الموقع القائم.
4-جودة الخدمة.
تحديات التوجيه :
• استهلاك الطاقة :
في أي خوارزمية توجيه يكون استهلاك الطاقة هو المحور الأساسي وهو ما نهدف إلى تحسينه من خوارزمية لاخرى .
بسبب تحديد مصادر الطاقة وعدم اتاحة طاقة لا نهائية من أجل عملية التوجيه وإلى يكون هدر للمصادر .
ملاحظة : ان العديد من خوارزميات التوجيه قد لا تكون مناسبة، مثل خوارزمية المسار الأقصر.
الأسباب الرئيسية لاستهلاك الطاقة في التوجيه في "wsn" هي :
1-اكتشاف الجيران:
العديد من خوارزميات التوجيه تلزم على جهاز التوجيه أن يتبادل المعلومات التي يمتلكها مع الأجهزة المتصل معها،
وفي حالة خوارزميات التوجيه الموقعي يتم تبادل المواقع أيضا ويستمر استهلاك الطاقة في جميع الحالات .
إذا ما الحل ؟
لتحسين كفاءة خوارزميات التوجيه ينبغي ان يكون تبادل المعلومات محلي فقط
و يجب تقليل تبادل المعلومات أيضا دون التأثير على دقة المعلومات.
2-الاتصال مقابل الحساب :
من الجيد أن نعلم أن الحساب رخيص جدا مقارنة بالاتصال على مقياس استهلاك الطاقة .
في "wsn" الهدف هو تسليم المعلومات بدلا من الحزم الفردية، أيضا الحساب يجب ان يكون مدمجا مع التوجيه لتقليل استهلاك الطاقة.
•قابلية التوسع :
عادة ما تتكون "wsn" من عدد كبير من العقد "node" وضرورة مراقبة الظواهر الفيزيائية بالتفصيل سيحتم علينا نشر العديد من العقد .
ولأن المعلومات في الطبقات العالية أهم من الحزم الفردية من كل عقدة استشعار.
يجب ان تكون بروتوكولات التوجيه تدعم دمج عدد كبير من العقد في شبكة واحده وتلقي معلومات من عدد كبير من العقد
دون التأثير على استهلاك الطاقة .
•المعالجة:
العدد الكبير من العقد في الشبكة قد يمنعنا من تعيين عناوين فريدة لكل عقدة .
و هذه مشكلة تواجه معظم بروتوكولات التوجيه
لحلها يجب ان تصدر خوارزميات تعيين عناوين جديدة لا تعتمد على تعيين عنوان فريد لكل عقدة في الشبكة .
•المتانة:
«وسن» تعتمد على العقد داخل الشبكة على تسليم البيانات بطريقة متعددة القفزات .
هذا قد يؤدي إلى فشل أو خلل مفاجئ في الشبكة لأن العقد من الممكن ان تصبح غير قادرة على تسليم البيانات بسبب الحمل الهائل عليها .
لحل هذه المشكلة يجب صنع العقد بمتانة عالية وضد هذه الاعطال وخصوصا ضد فشل النقطة الواحدة والذي يؤدي لفقدان المعلومات في حالة فشل أحد العقد في الشبكة.
أيضا نضيف إلى تحدي فشل العقد فشل العقد اللاسلكية خلال الاتصال .
يجب على بروتوكول التوجيه أن لا تعتمد كفاءته على حزمة فردية واحدة وهي من الممكن أن تفقد خلال الاتصال .
حتى تحت ضغط هائل
البروتوكول يجب ان يوفر تسليم البيانات بين عقدتين بطريقة سلسة وبعيدة عن الفشل .
•البنية:
يمكن ان يكون نشر الشبكة محددا مسبقا ويمكن ان يكون عشوائيا ويمكن استغلال هذا من اجل تصميم بروتوكولات أكثر كفاءة .
المواقع النسبية لجيران العقدة والموقع للعقدة قد يؤثر على كفاءة واداء البروتوكول
لهذا يجب توفير المعرفة الشخصية للعقدة بحيث ان العقدة تستطيع ان تتعلم من حولها بمفردها هذا قد يزيد من كفاءة البروتوكول.
عادة ما تفرض "wsn" ان العقد تكون ثابتة
و لكن يجب على خوارزميات التوجيه ان تتوافق أيضا في حالة تغيير اماكن العقد أو إضافة عقد بأماكن جديدة.
•التطبيق :
طبيعة التطبيق أيضا مهمة في تصميم بروتوكول التوجيه، ففي تطبيقات الرصد عادة ما توصل العقد المعلومات إلى بعضها بطريقة دورية .
في حال حدوث حدث معين في أحد التطبيقات يجب إنشاء واستخدام مسار لتقديم المعلومات حول هذا الحدث خلال الوقت المناسب .
يجب إنشاء مسار جديد لكل حدث جديد .
و يمكن ان نستنتج هنا أن تقنية التوجيه ترتبط بشكل مباشر مع التطبيق، وقد نحتاج تقنيات كثيرة أخرى وجديدة لتطبيقات مختلفة .