Melez yönlendirme algoritmaları konum tabanlı yönlendirme algoritmaları ve Multipoint Relaying (MPR) tabanlı algoritmalar olarak iki ana başlık altında toplanmaktadır. Melez yönlendirme algoritmaları, isteğe bağlı ve tabloya dayalı algoritmaların özelliklerini birlikte içeren algoritmalardır. Tasarlanan algoritmalar, hem isteğe bağlı hem de tabloya dayalı algoritmaların mekanizmalarına sahiptir.
2.4.1. Konum tabanlı yönlendirme algoritmaları
Konum tabanlı yönlendirme algoritmaları tabloya dayalı ve isteğe bağlı protokollerin özelliklerini içerirler ve genellikle yerelleştirilmiş düğümlerle ilgilenirler. Yerelleştirme, düğümlerin, coğrafi konumlarını belirlemelerini sağlayan GPS (Global Positioning System) veya Galileo (Global Navigasyon Sistemi) ile gerçekleştirilir [44].
MANET’te düğümlerin hareketliliğinden dolayı oluşan konum değişiklikleri, düğümlerin yol tablolarının değişmesine yol açar. Ancak tabloya dayalı ve isteğe bağlı algoritmaların aksine, konum tabanlı algoritmalarda tablodaki bilgilerin güncellenmesinde, düğümlerin içerdiği GPS’ler kullanılır.
Konum tabanlı algoritmalar, her bir düğümün aktif olmayan (1-hop veya 2-hop komşuları dışındaki düğümler) düğümlerden ayrık olduğunu varsayar. Düğümler yalnızca 1-hop ve 2-hop komşulukları üzerinden paket gönderme işlevini yerine getirirler [44].
GPS sistemleri düşük maliyetle ve yüksek doğrulukta enlem, boylam ve yükseklik değerlerini sağladığı için tercih edilen bir sistem olmuştur. Bu tür protokollerde düğümlerin yönlendirme kararını vermelerinde etkili olan onların ve diğer düğümlerin coğrafi yerleridir [31]. GPS tabanlı melez yönlendirme algoritmalarından bazıları şunlardır: Geographic Distance Routing (GEDIR), Most Forward within Radius (MFR), Directional Routing Algorithm (DIR).
2.4.1.1. Geographic distance routing
GEDIR algoritması mesaj paketi alıcılarını belirlemek için komşu ve hedef düğümlerin coğrafi bilgilerini kullanır. Komşu düğümden kastedilen hedefe en yakın olan düğümdür. Algoritma birkaç CPU döngüsünde hedefi belirler: İki adet toplama, iki çarpma, bir toplama ve düğüm sayısı kadar karşılaştırma işlemi yapar [37].
GEDIR, tüm düğümlerin enlem ve boylam olarak yer bilgilerini kullanır. Her bir düğüm, doğrudan komşusu olan düğümlerin coğrafi koordinatlarını bilir. Gönderici düğüm, aynı zamanda hedef düğümün yerini bilir. Şekil 2.4’deki örneğe göre S düğümü m mesajını D düğümüne göndermek istediğinde, D’nin yer bilgisini ve onun 1-hop komşusu olan düğümlerden D’ye en yakın olan düğümün yer bilgisini kullanır.
Algoritma, aynı kenardan arka arkaya iki kez geçildiğinde durur. Şekil 2.5’deki örnek ağa göre, S kaynak düğümünden, E hedef düğümüne olan yol bozulur. Çünkü yol üzerindeki C düğümünden E düğümüne gidilebilmesi için hedefe en yakın düğüm olan G, E ile haberleşemez.
Şekil 2.4. GEDIR örnek ağı üzerinde yol belirlenmesi
Şekil 2.5. GEDIR örnek ağı üzerinde algoritmanın durması ve hata oluşması
2.4.1.2. Most forward with in radius ve directional routing
İletim mesafesi içindeki en ileri düğüm üzerinden iletme (MFR) algoritması, her bir düğümün, kendisine R mesafe uzaklıktaki düğümlerin konumlarını bildiğini varsayar. Bir düğümün hedefe göndereceği paketi, konumunu bildiği düğümler arasından en ileride olanına gönderir. R mesafesindeki en ileri düğüm, hedef yönündeki düğümler içinden seçilir. Gönderme yönünde en ileride düğüm bulunmuyorsa, en az yakın düğüm iletim için kullanılır [39].
Ağdaki düğüm kendisine paket göndermez. R yarıçaplı daire içinde hiçbir düğüm bulunmaması durumunda, paket gönderilmez. MFR algoritması hedefe ulaşmayı sağlamak için R mesafesini değiştirmez.
S
A
B
D
C F
E
engel
H
G
S
A
B
D
C F
E
engel
H
G
Directional Routing yönteminde, bir düğüm bir m mesajını kendisinden hedefe kadar olan aralıktaki tüm komşularına gönderir. Belleksiz bir yönlendirme yöntemidir. Bu yüzden yönlendirme işleminde döngüler oluşabilir [38].
2.4.1.3. Distance routing effect algorithm for mobility
DREAM algoritmasında, her bir düğüm, ağdaki bütün düğümlere ait konum bilgilerini içeren bir veritabanı bulundurur. Konum bilgisi veritabanındaki kayıtlarda düğümlere ait düğüm tanımlayıcı bilgisi, düğümlerin yönü (açısı), düğümlerin mesafeleri ve zaman bilgisi içerilir.
Her bir düğüm, konum bilgileri veritabanının oluşturulabilmesi için güncelleme paketleri gönderirler. Güncelleme paketleri flooding mekanizması ile gönderilir. Bir düğümün konum bilgilerinin doğruluğunun diğer düğümler tarafından bilinebilmesi için iki parametre vardır. Bunlar:
1. Konum bilgisi güncelleme paketleri gönderim sıklığı (zamansal çözünürlük) 2. Güncelleme paketlerinin yok sayılmadan önce dolaşacağı düğüm sayısı
(düzlemsel çözünürlük)
Bunlardan birincisi, düğümlerin hareketliliği ile ilgilidir. Düğüm ne kadar hareketliyse, o kadar sık güncelleme paketi gönderimine ihtiyaç vardır. İkincisi ise, komşu düğümlerin birbirinden daha iyi haberdar olacağını ifade eder. Daha uzak düğümler, birbirleri hakkında daha az doğru bilgiye sahip olurlar. Ayrıca düğümler birbirinden ne kadar uzakta olurlarsa, birbirlerinden o kadar geç haberdar olurlar. Buna “distance effect” denir. Şekil 2.6’daki düğümlerden A hareketsiz, B ile C ise aynı yönde ve aynı hızda hareket eden düğümlerdir. A’dan bakıldığında, B’ye olan açı C’dekinden daha fazla artacaktır. Bu durum “distance effect”i ortaya çıkarır. Hedef düğümden çok uzakta olan düğümlerle ilgili düşük düzlemsel çözünürlük sonucunu doğurur. Ara düğümlerin konum bilgileri güncelleme paketleri içinde yer almak şartıyla, düğümler hakkında bilgiye sahip olunur [14,45].
Şekil 2.6. DREAM algoritmasında mesafe etkisi
DREAM algoritması yüksek sayıda düğüm içeren ağlar için her bir düğüm üzerinde büyük miktarda veritabanı bulundurulması gerektiğinden, çok elverişli değildir.
2.4.2. Multi point relaying tabanlı algoritmalar
Melez yönlendirme algoritmalarından bir kısmı Multi Point Relaying (MPR) tekniği üzerine olan algoritmalardır. MPR, yönlendirme ek yükünü azaltmak için kaynaktan çıkan bir kontrol paketinin tüm düğümler tarafından alınıp yeniden iletildiği akış tekniğinin oluşturduğu ek yükü azaltmayı hedefler. Kontrol paketlerinin bütün düğümler tarafından değil de önceden belirlenmiş bir küme tarafından yeniden iletilmesini ileri sürer. Böylece düğüm sayısı çok olan ağlarda bir paketin defalarca yeniden iletilmesini önlemeye çalışır.
MPR’nin amacı yayın paketi yeniden gönderim fazlalığını azaltmaktır. Bu teknik “yeniden gönderici” sayısını küçük bir altküme seçerek mümkün olduğunca kısıtlamak anlamına gelir. Bu altküme bir ağ bölgesindeki 1-hop komşuluk tarafından örtülen düğümlerden oluşur. Bu küçük altkümeye, ilgili düğümün Multi Point Relay’ları (MPRs) denir. MPR planı ağdaki yayın mesajı akışını yeterli miktarda azaltan bir çözüm olabilir. Böylece bütün düğümlere ulaşılmış olur. Şekil 2.7’de yayın mesajları S kaynağından yayınlanıp MPR’lar kullanarak yeniden gönderim yapılmış olur. 3-hopta bulunan komşulara 11 yeniden gönderimle ulaşılmış olur [25].
C’
A B
C
Şekil 2.7. MPR tekniği yayın akışı
MPR tekniği dağıtık bir yapıda çalışır. Gezgin ve dağınık yapıdaki düğümlerden oluşur. Her düğüm kendi MPR kümesini hesaplar. Bir düğümün MPR seçimi diğerlerinin MPR seçiminden bağımsızdır. Her düğüm komşulukları değiştiğinde bu duruma göre 2-hop komşuluklarını örtecek şekilde MPR kümesini yeniden oluşturur.