4.11. Використання динамічної маршрутизації в задачах самоорганізації мобільних дослідницьких роїв

При умові рівномірного просторового розосередження вузлів системи застосування технології однорангової мережі дозволяє більшості вузлів не мати засобів безпосереднього зв’язку з центральним вузлом, натомість маючи спрощене обладнання для обміну даними із сусідніми вузлами. При такому підході тільки невелика кількість з практично необмеженої кількості усіх вузлів має апаратуру з’єднання з центральним вузлом.

В даному сценарії при досягненні критичної кількості вузлів (яка залежить від особливостей задачі і є, в цілому, індивідуальна) однорангова мережа повинна бути спроектована таким чином, який передбачає сегментацію, тобто побудову оверлейної мережі, заходи для оцінки та підвищення ефективності якої розглядалися вище.

Застосування методів динамічної маршрутизації в умовах сегментації оверлейної мережі за ознаками метрики локальності всередині мережі дозволить значно зменшити витрати людино-днів на встановлення та демонтаж нового вузла. Також є можливим побудувати таку мережу з повною відсутністю зв’язку з центральним сервером, натомість завантажуючи потрібні дані за допомогою мобільного передавача на автомобілі чи повітряному судні.

В умовах присутності значної кількості вузлів системи екологічного моніторингу на урбанізованій території з великою щільністю населення з’являється ще один клас потенційних засобів зв’язку, який можливо використовувати як для самоорганізації мобільних дослідницьких роїв, так і для простого тимчасового з’єднання вузла з центральним сервером.

До цього класу відноситься група технологій для організації локальних обчислювальних мереж на радіоканалах під загальною назвою WiFi, яка регламентується групою стандартів IEEE 802.11. З користувацької точки зору функціонування мережі WiFi аналогічне функціонуванню мережі Ethernet, за винятком обмеженої дальності дії радіоканалу (до 100 метрів в умовах прямої видимості).

Розглянемо особливості технології WiFi, важливі для проектування компонент оперативного зв’язку вузлів розосередженої системи екологічного моніторингу.

З огляду на міркування щодо розповсюджених на сьогодні типів та швидкостей користувацького підключення до мережі Інтернет, можна вважати що на урбанізованих територіях із великою щільністю населення та житлової забудови також будуть присутні численні активні точки доступу до персональних мереж WiFi.

Такі мережі можуть мати наступні налаштування режимів підключення:

- Відкрита точка доступу — зв’язок з точкою доступу надається будь-якому вузлу з сумісним WiFi обладнанням за запитом;

- Захист протоколом WEP — зв’язок з точкою доступу надається вузлу з сумісним WiFi обладнанням після обов’язкової попередньої авторизації за протоколом обміну ключами шифрування на базі алгоритму RC4;

- Захист протоколами WPA та WPA2 — зв’язок з точкою доступу надається вузлу з сумісним WiFi обладнанням після обов’язкової попередньої авторизації за протоколом обміну тимчасовим змінним ключем або ключами шифрування на базі алгоритму AES;

Практика впровадження широкосмугового доступу в користувацькому секторі із залученням технології WiFi а також результати моніторингу показують широку розповсюдженість як відкритих точок доступу так і точок, захищених протоколом WEP. За певних умов, на відміну від WPA та WPA2, до точки доступу, захищеної протоколом WEP, можливо підключитися не вносячи змін до конфігурації обладнання точки Bittau_WEP. Час обчислення ключів для отримання такого доступу становить кілька хвилин.

Таким чином, для вузлів дослідницької мережі, яка побудована за технологією розосереджених мереж, та яка за будь-яких причин не може підтримувати внутрішню зв’язність (кожен вузол з сусіднім), стає можливим відправляти на центральний сервер мережі отримані дані через місцеві точки доступу WiFi.

Це дозволяє, зокрема, будувати більш розосереджені дослідницькі мережі для задач екологічного моніторингу.

В цілому, застосування однорангових мережних технологій для задач глобального екологічного моніторингу дозволить підвищити їх ефективність, здатність до масштабування та стійкість до відмов при збереженні або зменшенні витрат на виготовлення апаратури та програмного забезпечення.