ارائه یک ابر دوسطحی به‌منظور افزایش کیفیت سرویس در شبکه‌های سیار موردی بین خودرویی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 استادیار،دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

doi
چکیده

یکی از مصداق‌های هوشمند سازی، توسعه زیرساخت‌های حمل‌ونقل با استفاده از شبکه‌های موردی بین خودرویی است که باعث ایجاد معماری‌های جدیدی بر پایه رایانش ابری و مه شده است. تحرک و سرعت‌بالای وسایل نقلیه، منجر به بی‌ثباتی در این نوع شبکه‌ها و ایجاد موانعی در اشتراک‌گذاری مطمئن اطلاعات می‌شود. راه‌حل‌های مبتنی بر خوشه‌بندی به‌عنوان یک‌راه حل بهینه برای پایداری شبکه، دستیابی به امکانات مختلف مانند کیفیت خدمات و انتشار اطلاعات هستند. ازجمله مسائلی که در پایداری خوشه نقش مؤثری دارند می‌توان به نحوه ساخت خوشه، روش‌های انتخاب سرخوشه و نحوه انتقال داده‌ها اشاره کرد. به عبارتی چالش اصلی در این شبکه‌ها، نحوه خوشه‌بندی و انتخاب سرخوشه است. یکی از معایب اصلی الگوریتم‌های خوشه‌بندی ناپایداری خوشه و انتخاب نامناسب سرخوشه است. در این پژوهش، یک روش خوشه‌بندی دوسطحی برای شبکه‌های موردی بین خودرویی ارائه‌شده‌ است که سطح پایین آن (سطح نزدیک به خودروها) به‌عنوان مه و سطح بالای آن (سطح نزدیک به زیرساخت) به‌عنوان ابر نام‌گذاری شده است. ارسال داده‌های محلی و ساختارهای مربوط به مدیریت موقعیت، در سطح مه انجام می‌پذیرند و سایر عملیات که مربوط به انتقال داده به زیرساخت و در برخی مواقع محاسبات توزیع‌شده می‌باشند از طریق ابر انجام می‌شوند. روش پیشنهادی خوشه‌بندی را با معیارهای سرعت، جهت و موقعیت مکانی انجام می‌دهد و با انتخاب سرخوشه مناسب پایداری خوشه را بیشتر می‌کند کار دیگری که روش پیشنهادی انجام می‌دهد جایگزینی به‌موقع سرخوشه برای جلوگیری از بین رفتن خوشه است. به علاوه، با ارائه یک الگوریتم مسیریابی مبتنی بر پیش‌بینی نحوه‌ی حرکت خودروها بار بین سرخوشه، ابر و خودرو تقسیم می‌شود که این تقسیم‌بندی وظایف بین مه و ابر ضمن کاهش بار روی زیرساخت شبکه، با متعادل‌سازی بار بین مه و ابر، می‌تواند باعث بهبود هم‌زمان سربار و کیفیت سرویس شبکه موردی بین خودرویی شود. یکی دیگر از معایب روش‌ها تأخیر در ارسال اطلاعات است که روش پیشنهادی با انجام پیش‌بینی و ارسال درست اطلاعات تأخیر را کاهش می‌دهد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش‌های مشابه، از تعداد گام کمتری برای ارسال اطلاعات استفاده می‌کند و تاخیر، نرخ تحویل و سربار خوشه بندی را به طور متوسط به ترتیب 41، 18 و 29 درصد بهبود می‌بخشد.