රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල

රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාලයක් (wireless ad hoc network) යනු විමද්‍යගත රැහැන් රහිත ජාල වර්ගයකි^[1]^[2]. එය ආවස්ථික ජාලයක් යයි හදුන්වන්නට හේතුව වන්නේ එවැනි ජාලයක් සාදන විට ඊට පෙර පැවති කිසිදු යටිතල පහසුකමක් උපයෝගී කර නොගැනීමයි. උදාහරණයක් ලෙස රැහැන් රහිත ජාලවල සාමන්‍යයෙන් උපයෝගී වෙන මං සොයන්නන් (routers) හෝ ප්‍රවේශ ස්ථාන (access points) මෙහිදී උපයෝගී නොවේ. ඒ වෙනුවට ජාලයෙහි තිබෙන සෑම මංසලක්ම (node) දත්ත අදාළ මාර්ගයන්හි යොමු කිරීමට නැතහොත් මං සෙවීමට (routing) සහභාගී වේ. එම නිසා දත්ත ගමන් ගන්නා මාර්ගයන් තීරණය වනුයේ ඒ ඒ අවස්ථාවට අනුව හා ජාලයේ පවතින වාතාවරණයන් අනුව එක් එක් මංසල විසින් ගන්නා තීරණ අනුවය. සාම්ප්‍රදායික ජාලවල දත්ත විසුරුවන ක්‍රමවලට අමතරව රැහැන් රහිත තාවකාලික ජාල විසින් දත්ත පිටාර යවන (flooding) ක්‍රමය ද භාවිතා කරයි.

රැහැන් රහිත ජංගම ආවස්ථික ජාලවල මංසල් වලට නිදහසේ එහා මෙහා ගමන් කරමින් ස්වයංක්‍රියව ජාල වින්‍යාසය සකස් කරගැනීමට (self-configuring) හැකියාව තිබේ. මේවාගේ ජාල අනෙකුත් පරිගණක ජාලමෙන් සංකීර්ණ ඒවා නොවන්නේ අවශ්‍ය යටිතල පහසුකම් සකස් කරගැනීමට සහ පවත්වාගෙන යාමට වෙහෙසක් නොදරා ඕනැම මොහොතක ඕනැම මංසලකට එවැනි ජාලයකට සම්බන්ද වීමටත් ඉවත් වීමටත් නිදහස තිබීමයි ^[3].

හැදින්වීම

රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල IBSS නැත්නම් Independent Basic Service Set ලෙසද හදුන්වයි. මෙහිදී සිදුවන්නේ ඒවගේ ජාලයක මංසල් අතර සම්බන්දතා රැහැන් රහිතව සිදුකිරීමයි. මෙවැනි ජාල ආවස්ථික ඒවා යයි කියන්නේ සෑම මංසලක්ම තමතමන්ගේ කැමැත්ත පරිදි දත්ත එහා මෙහා යැවීමට අවස්තානුකූලව ඉදිරිපත් වීම නිසාය. මෙම ක්‍රියාකාරීත්වය සාම්ප්‍රදායික ජාල වලට වඩා වෙනස් වන්නෙ ඒවායේ වෙනමම මංසල් වර්ගයක් දත්ත එහා මෙහා යැවීමේ කාර්යය සදහාම වෙන්කර තිබීමයි. උදාහරනයක් ලෙස මං සොයන්නන්, ස්විච්ච, හබ් (hubs) හා ජාල ආරක්ශන පද්ධති (firewalls) සාම්ප්‍රදායික ජාලවල තිබුනද රැහැන් රහිත තාවකාලික ජාලවල නැත. අවම සූදානමකින් සකස් කරගැනීමටත් ඉක්මනින්ම ක්‍රියාත්මක තත්වයට පත්කරගැනීමට හැකි වීමත් නිසා මෙවැනි රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල හදිසි අවස්තා වලදී පාවිච්චි කිරීමට සුදුසු ඒවා ලෙස සැලකේ. උදාහරන ලෙස ස්වභාවික සහ මිනිසුන් විසින් ඇති කරන ලද විපත් හා යුද ගැටුම් වලදී ඇතිවන සන්නිවේදන අවශ්යතා සැලකිය හැකිය ^[4].

ඉතිහාසය

පැරණිතම රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල හදුන්වනු ලැබූයේ පැකට් රේඩියෝ (packet radio) ජාල යනුවෙන් වන අතර ඒවා සදහා අනුග්‍රහය ලබාදීම Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ආයතනය විසින් 1970 දශකයේ සිට කරගෙන ගියේය. මේ සදහා අවශ්‍ය මූලික සැලසුම් සකස් කිරිම්, පර්යේශණ කිරීම් සහ නිර්මාණය කිරීම් කරනු ලැබූයේ Bolt, Beranek and Newman Technologies (BBN) සහ SRI International වැනි ආයතන විසින්ය. Robert Kahn,^[5] Jerry Burchfiel සහ Ray Tomlinson.^[6] වැනි පර්යේශකයින් මේ සදහා මූලිකත්වය ගෙන එවකට කටයුතු කලේය. ආධුනික රේඩියො ශිල්පීන් (Ham radio community) විසින්ද එවැනි අත්හදා බැලීම් සිදු කරන ලදී. මෙහි ඇති ආකර්ශනීයම කාරණය වනුයේ මෙම පැරණි පැකට් රේඩියෝ (packet radio) ජාලවල ස්වභාවය පසුකාලීනව ගොඩනැගූ අන්තර් ජාලයේ ඇතැම් ක්‍රියාකාරිත්වයන් හා සමානකම් තිබීමය. DARPA මගින් සිදු කරනු ලැබූ පර්යේශන වල ඊලග ප්‍රතිපලය ලෙස Survivable Radio Network (SURAN) නැමැති ව්‍යාපෘතිය 1980 ගනන් වලදී සිදුකරනු ලැබීය. මෙහි තුන්වන රැල්ල ලෙස අධ්‍යන මට්ටමේ පර්යේශන සහ සංවර්ධන කටයුතු ආරම්භ වූයේ 1990 දශකයේ මැද භාගයේදී භාවිතයට පැමිනි ඉතා මිලෙන් අඩු 802.11 ප්‍රොටොකෝලය (protocol) භාවිතා කරන උපකරන සහිත පරිගනක නිසාය. කෙසේ වෙතත් දැනට භාවිතා කෙරෙන රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල බොහොමයක් හමුදාමය අවශ්‍යතා සදහා නිර්මාණය කරනු ලැබූ ඒවාය.^[7]

යෙදවුම්

රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාලවල තිබෙන විමද්යගත ස්වභාවය ඉතා සුවිශේශි යෙදවුම් සදහා ඒවා පාවිච්චි කිරීමට සුදුසු ඒවා බවට පත්කර තිබේ. විශේශයෙන්ම කිසියම් මංසලක් කෙරෙහි විස්වාසය තබා එයට පමනක් කිසියම් කාර්යයක වගකීම පැවරිය නොහැකි ආකාරයේ වාතාවරනයකදී රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල භාවිතයට ගැනීම ඉතාමත්ම සුදුසු වේ. කෙසේ වෙතත් සෛධාන්තිකව සහ ප්‍රායොගිකව මෙවැනි ජාල වල විමද්යගත ස්වභාවයට සීමා ඇති බව පෙන්වා දී තිබේ. අවම සූදානමකින් සකස් කරගැනීමටත් ඉක්මනින්ම ක්‍රියාත්මක තත්වයට පත්කරගැනීමට හැකි වීමත් නිසා මෙවැනි රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල හදිසි අවස්තා වලදී පාවිච්චි කිරීමට සුදුසු ඒවා ලෙස සැලකේ. උදාහරන ලෙස ස්වභාවික විපත් හා යුද ගැටුම් වලදී ඇතිවන සන්නිවේදන අවශ්යතා සැලකිය හැකිය. ගතික සහ අනුකූල (dynamic and adaptive) දත්ත එහා මෙහා යවන උපක්‍රම තිබීම මෙසේ ඉතා කෙටි කාලයකින් රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල ගොඩ නැගීමට හැකි වීමට ඉවහල් වී තිබේ. රැහැන් රහිත ආවස්ථික ජාල තව දුරටත් පහත පරිදි ඒවායේ යෙදවුම් අනූව වර්ගීකරනය කරන්නට පුලුවන.

රැහැන් රහිත ජංගම ආවස්ථික ජාල

රැහැන් රහිත ජංගම තාවකාලික ජාල (MANETs) යනු යටිතල පහසුකමක් නොමැතිව ස්වයං වින්‍යාසය සකස් කරගන්නා එහා මෙහා යා හැකි උපකරන සම්බන්දවී සැකසුනු රැහැන් රහිත ජාල වේ.

වාහන අතර සැකසූ ආවස්ථික ජාල

වාහන අතර සැකසූ තාවකාලික ජාල (Vehicular ad hoc networks (VANETs)) භාවිතා කරන්නේ මහ මග ගමන් ගන්නා වාහන සහ මාර්ගයන් අසල සවිකර ඇති උපකරන අතර සිදුකරන සන්නිවේදන කටයුතු සදහාය. බුද්ධිමත් වාහන අතර සැකසූ ආවස්ථික ජාල (Intelligent Vehicular ad hoc networks (InVANETs) යනු එහිම තවත් වර්ගයක් වන අතර එහිදී කෘතීම බුද්ධිය භාවිතා කරමින් වාහන අතර ඇතිවිය හැකි අනතුරු වලක්වා ගැනීමට මෙම සන්නිවේදනයන් උපයෝගී කරගනී.

ස්මාර්ට් දුරකතන අතර සැකසූ ආවස්ථික ජාල

ස්මාර්ට් දුරකතනවල දැනටත් පවතින දෘඪාංග (Bluetooth සහ Wi-Fi) උපයෝගී කරගෙන ඒවා අතර කෙලින්ම සන්නිවේදන ජාල සැකසීම SPANs වලදී සිදුවේ. එහිදී ජංගම දුරකතන ජාල (cellular networks), රැහැන් රහිත ප්‍රවෙශ ස්ථාන (wireless access points) හෝ සාම්ප්‍රදායික ජාල යටිතල පහසුකම් භාවිතා නොකෙරේ.

අන්තර් ජාලය පදනම් කරගත් ජංගම ආවස්ථික ජාල

iMANETs යනු ද ආවස්ථික ජාල විශේශයක් වන අතර එහිදී ජංගම මංසල් සහ ස්ථාවර අන්තර්ජාල වාහල් (fixed Internet-gateway) අතර සන්නිවේදනය සිදුකෙරේ. එවැනි එක් ජාල නිශ්පාදනයක් වන්නේ Persistent System සමාගම විසින් ඉදිරිපත් කල CloudRelay තාක්ශනයයි.

හමුදාමය සහ උපක්‍රමික යෙදවුම් සදහා වු MANETs

මේවා හමුදා කන්ඩායම් විසින් ආරක්ශක කටයුතු වලදී සන්නිවේදනය කිරීම සදහා උපයෝගී කරගනී.

වාසි සහ අවාසි

වාසි

මිල අධික යටිතල පහසුකම් අවශ්ය නැත.
බලපත්‍ර අවශය නොවන රේඩියෝ සංක්‍යාත භාවිතා කරයි.
ඉක්මනින් දත්ත එක් තැනක සිට අව්ට තිබෙන අනෙක් අය වෙත බෙදා දීමට හැකිය.

අවාසි

ජාලයේ සැකැස්ම ඉක්මනින් වෙනස් වීමට ලක් වීම්.
ජාලයේ මංසල් වේගයෙන් එහා මෙහා ගමන් කිරීම.
ජාලයේ ක්‍රියාකාරීත්වය සම්බන්දයෙන් පාලන කටයුතු කලහැකි එක් මංසලක් හෝ උපකරනයක් නොතිබීම (no central entities).

සම්මත ඇතිරුම

මෙම ජාල වල ඇති ජංගම මංසල් නිසා තිබෙන ප්‍රධානතම අවාසිය වන්නේ ඒවා වේගයෙන් ගමන් කිරීම නිසා ඒවා අතර ඇති රැහැන් රහිත සම්බන්දතාවය නිතර නිතර විසන්ධි වීමය. මීට අමතරව රැහැන් රහිත නාලිකාවල කලාප පළල අඩු වීම සහ මංසල් වල බැටරි වල ආයු කාලය අඩු වීම ගැටලුය. මේ හේතූන් නිසා රැහැන් රහිත ජංගම ආවස්ථික ජාල සැලසුම් කිරීම ඉතා අභියෝගාත්මක කාර්යයකි. මෙවැනි ජාල සදහා හරස් ස්ථර (cross-layer) ආකාරයට සම්මත ඇතිරුම (protocol stack) සකස් කිරීම විශේෂ ක්‍රමයක් වන අතර එය සාම්ප්‍රදායික උපක්‍රමය වන එක ස්ථරයක් එක් කාර්‍යයක් පමනක් කිරීමෙන් වෙනස් වේ. මීට අමතරව රේඩියෝ සම්ප්‍රේශකයේ බලය අවශ්‍ය පරිදි වෙනස් කිරීමෙන් මංසල් වලට ඒවායේ භොතික ස්ථරයේ (physical layer) වඩාත් දුරකට දත්ත සම්ප්‍රෙශනය කිරීමට ඇති හැකියාව අඩු හෝ වැඩි කරගත හැකිය. ඊට හේතුව වන්නේ රේඩියෝ තරංග සම්ප්‍රේශනය වන දුර සම්ප්‍රේශකයේ බලයට අනුලෝමව සමානුපාතික වීමයි. මෙසේ රේඩියෝ තරංග සම්ප්‍රේශනය වන දුර පිලිබද භොතික ස්ථරයේ තොරතුරු ඊට ඉහලින් ඇති ජාල ස්ථරයේ (network layer) මං සෙවීමේ තීරණ ගැනීමේ කාර්යයට උපකාර කර ගැනීමෙන් දත්ත යැවීමට වඩාත්ම සුදුසු මාර්ග සොයාගැනීමට එයට හැකියාව ලැබේ. මේ ආකාරයට හරස් ස්ථර ආකාරයට සම්මත ඇතිරුම් සකස් කිරීමෙන් එක් එක් ස්ථර අතර තොරතුරු හුවමාරු කරගැනීම සිදුවේ.

මං සෙවීම

ඉතා සක්‍රීය මං සෙවීම

මෙම වර්ගයේ සම්මත විසින් නිතර නිතරම එක් එක් මංසලේ සිට දත්ත ලබන්නන් පිලිබදව සහ ඔවුන් කරා ලගා විය හැකි මාර්ග පිලිබදව තොරතුරු ජාලය පුරා විසිරුවා හරිමින් අලුත්ම තොරතුරු ලැයිස්තුවක් පවත්වාගෙන යාම සිදුකරයි. කෙසේ වෙතත් මෙවනි මං සොයන සම්මත ඇල්ගොරිතම (algorithms) වල පහත පරිදි අවාසිද තිබේ.

පවත්වාගෙන යායුතු තොරතුරු ප්‍රමානය විශාල වීම.
ජාලයේ ක්ශනිකව සිදුවන වෙනස්වීම් සහ බිඳවැටීම් ගැන ඉක්මන් ප්‍රතිචාර දැක්වීමට නොහැකි වීම.

උදාහරණය: "Optimized Link State Routing Protocol" OLSR

දූර දෛශික මං සෙවීම

සාමාන්‍ය ජාලයක මෙන්ම මෙහිදීද සියලුම මංසල් විසින් මාර්ග පිලිබඳ තොරතුරු වගුවක සටහන් කර පවත්වාගෙන යනු ලැබේ. දූර දෛශික මං සෙවීමේ සම්මත මගින් සිදු කරනු ලබන්නේ විවිධ මාර්ග වලට තිබෙන දුර සහ දිශාව ගණනය කර මෙම වගුවට ඇතුලත් කිරිමයි. දිශාව ලෙස මෙහිදී සලකනු ලබන්නේ ඊලගට ඇති මංසලේ ලිපිනය සහ එයට සම්බන්දවී පවතින මුහුණත කුමක්ද යන්නයි. දුර ලෙස මෙහිදී සලකනු ලබන්නේ යම් මංසලක් වෙත ලඟාවීම සඳහා මෙම මංසලට දැරීමට සිදුවන පිරිවැයයි. මංසල් දෙකක් අතර අවම පිරිවැය සහිත මාර්ගය අවම දුර සහිත මාර්ගය ලෙස සැලකේ. මෙම පිරිවැය ගණනය කිරිම සඳහා විවිධ මිනුම් භාවිතා කරයි. RIP සම්මතය පිරිවැය ලෙස සලකනු ලබන්නේ මංසල් දෙකක් අතර දත්ත පැකට්ටු යවන විට කී දෙනෙකු අතර දත්ත පැකට්ටුව පනිනවාද යන්නයි. එසේම IGRP සම්මතයේදී එවැනි මාර්ගයක දත්ත පැකට්ටු යැවීමට ගතවන කාලය සහ කොපමණ දත්ත ප්‍රමාණක් යැවිය හැකිද යන්න වැනි කරුණු මිනුම් ලෙස භාවිතා කරයි.

ප්‍රතික්‍රියාකාරී මං සෙවීම

මෙවැනි සම්මත මාර්ගයක් සොයනු ලබන්නේ භාවිතා කරන්නා හට අවශ්යතාවයක් හටගතහොත් හෝ ජාලයේ දත්ත යැවීමට අවශ්යතාවයක් හටගතහොත් පමණි. එහිදී මුලු ජාලය පුරාම පැතිරී යන පරිදි මාර්ග විමසුම් පැකට්ටුවක් යැවීමයි. මෙම මං සෙවීමේ සම්මතයේ ඇති ප්‍රධාන අවාසි වන්නේ:

මං සෙවීමට ගතවන ඉතා අධික කාලය
මාර්ග විමසුම් පැකට්ටු විශාල ප්‍රමානයක් ‍යැවීම නිසා මාර්ග වල තදබදයක් හට ගැනීම.^[8]

කෙසේ වෙතත් මංසල් කන්ඩායම් ලෙස ඒකරාශි කිරීම මගින් මෙම මාර්ග විමසුම් පැකට්ටු විශාල ප්‍රමානයක් ‍යැවීම නිසා මාර්ග වල තදබදයක් හට ගැනීම අවම කරගත හැකිය. විවිද මන්සල් මගින් මාර්ග පිළිබඳ තොරතුරු නිරන්තරයෙන් හුවමාරු කරගන්නා නිසා එක් මංසලක් විසින් මං සෙවීමට ගත කරන කාලය නොගිනිය හැකිය. උදාහරණ: Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV)

දත්ත සියල්ලන්ටම යැවීමේ මං සෙවීම

මෙය ඉතාම සරල මං සෙවීමේ ක්‍රමයකි. ලැබෙන හැම පැකට්ටුවක්ම එය ලබාදුන් මංසලට හැර අනික් සියලුම මංසල් වලට යැවීම මෙහිදී සිදුකෙරේ. ජාල දෙකක් යාවන ස්ථාන වල සහ යුස්නෙට් වැනි පද්ධති වලත් දත්ත ගොනු එකිනෙකා අතර හුවමාරු කරගන්නා පද්ධති වලත් එමෙන්ම අනෙකුත් මං සෙවීමේ සම්මත තුලත් මෙම ක්‍රමය භාවිතා වේ. OSPF, සහ DVMRP මීට හොද උදාහරණ වේ.

මේවාද බලන්න

802.11

මූලාශ්‍ර

^ Chai Keong Toh Ad Hoc Mobile Wireless Networks, Prentice Hall Publishers , 2002.
^ C. Siva Ram Murthy and B. S. Manoj, Ad hoc Wireless Networks: Architectures and Protocols, Prentice Hall PTR, May 2004 [1]
^ Chai Keong Toh. Ad Hoc Mobile Wireless Networks. United States: Prentice Hall Publishers, 2002.
^ Ozan, K. Tonguz, Gianluigi Ferrari, John Wiley & Sons. ed. Ad Hoc Wireless Networks: A Communication-Theoretic Perspective,2006
^ "Robert ("Bob") Elliot Kahn". A.M. Turing Award. Association for Computing Machinery.
^ J. Burchfiel; R. Tomlinson; M. Beeler (May 1975). "Functions and structure of a packet radio station". National Computer Conference and Exhibitiion. pp. 245-251.
doi:10.1145/1499949.1499989
. http://www.computer.org/csdl/proceedings/afips/1975/5083/00/50830245.pdf.
^ American Radio Relay League. "ARRL's VHF Digital Handbook", p 1-2, American Radio Relay League,2008
^ C. Perkins, E. Royer and S. Das: Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV) Routing, RFC 3561

[1] Chai Keong Toh Ad Hoc Mobile Wireless Networks, Prentice Hall Publishers , 2002.

[2] C. Siva Ram Murthy and B. S. Manoj, Ad hoc Wireless Networks: Architectures and Protocols, Prentice Hall PTR, May 2004 [1]

[3] Chai Keong Toh. Ad Hoc Mobile Wireless Networks. United States: Prentice Hall Publishers, 2002.

[4] Ozan, K. Tonguz, Gianluigi Ferrari, John Wiley & Sons. ed. Ad Hoc Wireless Networks: A Communication-Theoretic Perspective,2006

[5] "Robert ("Bob") Elliot Kahn". A.M. Turing Award. Association for Computing Machinery.

[6] J. Burchfiel; R. Tomlinson; M. Beeler (May 1975). "Functions and structure of a packet radio station". National Computer Conference and Exhibitiion. pp. 245-251.
doi:10.1145/1499949.1499989
. http://www.computer.org/csdl/proceedings/afips/1975/5083/00/50830245.pdf.

[7] American Radio Relay League. "ARRL's VHF Digital Handbook", p 1-2, American Radio Relay League,2008

[8] C. Perkins, E. Royer and S. Das: Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV) Routing, RFC 3561

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]