۳-۳-۲-۱ Master Node فیزیکی
هر Master Node فیزیکی از چهار بخش باتری، گیرنده، پردازنده سبک وزن^[۶۸] و فرستنده تشکیل شده است. که هر یک از این اجزای داخلی Master Node احتمال خراب شدن را دارند. خطای پایدار در باتری باعث از کار افتادن کل گره می­ شود. با خرابی بخش­های فرستنده و گیرنده، علناً Master Node شبکه را به دو جزیره جدا تبدیل می­ کند. بدین صورت که اگر گیرنده خراب شود، Master Node ارتباطش را با Body Nodeها از دست می­دهد و همچنین خرابی فرستنده باعث مختل شدن ارتباطش با Mobile Node و ابر می­ شود. در آخر، اگر پردازشگر Master Node خراب شود، گره قادر به انجام ادامه­ فعالیت نمی ­باشد. در نتیجه، خرابی هر یک از چهار جزء تشکیل دهنده Master Node مساوی است با وقوع خطای پایدار در Master Node، که این امر کل شبکه را تحت الشعاع قرار می­دهد.
خطاهای فرستنده: مهمترین تهدید در Master Nodeها، ارتباطات است. از اینرو باید تکنولوژی ارتباطی انتخابی برای Master Node، تضمین کننده­ برقراری ارتباط در تمامی زمان­ها باشد. فرستنده­ی Master Node باید قادر باشد که اطلاعات را برای Mobile Node بفرستد. یک تکنولوژی ارتباطی خوب می ­تواند باعث افزایش کارایی شبکه شود همچنین با توجه به اینکه معمولاً فاصله­ی بین Master Node و Mobile Node زیاد نیست، یک تکنولوژی ارتباطی کوتاه برد برای برقراری این ارتباط کافی است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

با توجه به مطالب ذکر شده، تمام موارد مطرح شده در بخش ۳-۳-۱، درباره Master Nodeها نیز صادق است و مطابق با آن بخش، بلوتوث بهترین گزینه بعنوان تکنولوژی ارتباطی Master Nodeها می­باشد. در واقع ویژگی­های بلوتوث باعث پذیرفته شدن این تکنولوژی توسط Master Nodeها می­ شود. ویژگی­های بلوتوث عبارتند از: برد انتقال اطلاعات کم، نداشتن تداخل، قابلیت انتشار در تمامی جهات، مصرف انرژی کم، حجم کم، عدم نیاز به سایر تجهیزات و تکنولوژی­های اضافی، قابلیت استفاده در همه مکان­ها، قیمت ارزان و نرخ انتقال بالا.
در وضعیتی که گره Mobile Node قادر به انجام وظایف خود نباشد، باید آنرا از توپولوژی شبکه حذف کرد. با حذف گره Mobile Node، شبکه قادر به برقراری ارتباط با ابر نیست. در این شرایط Master Node باید ارتباط شبکه را با ابر برقرار کند. اما به دلیل برد کم بلوتوث، Master Node قادر به برقراری ارتباط با ابر نیست. از مطالب بیان شده نتیجه می­ شود که در تمامی کاربردها، هر Master Node علاوه بر بلوتوث، نیاز به یک تکنولوژی ارتباطی بلند برد دارد. که این تکنولوژی بلند برد دارای دو مزیت می­باشد: ۱- برقراری ارتباط Master Node با ابر، در صورت خرابی Mobile Node. 2- در زمانیکه Master Node از طریق بلوتوث اطلاعاتش را به Mobile Node ارسال می­ کند اگر بنا به هر دلیلی بلوتوث خراب شود، ارتباط Master Node با Mobile Node قطع می­ شود، که به منظور تحمل این خطا می­توان از تکنولوژی ارتباطی بلند برد برای ارتباط با Mobile Node استفاده کرد. به بیانی در این حالت تکنولوژی ارتباطی بلند برد به عنوان تکنولوژی ارتباطی افزونه استفاده می­ شود.
خطای گیرنده: Master Node ابتدا باید از سلامت Mobile Node مطمئن باشد سپس اقدام به ارسال اطلاعات برای Mobile Node کند. هر Master Node به منظور اطلاع از سلامت Mobile Node، به یک ماژول گیرنده نیاز دارد. روش کار به منظور رسیدن به هدف فوق بدین شرح است که Mobile Node می ­تواند در فواصل زمانی مشخص پیام «سلام Master Node» را برای Master Node ارسال کند. به عبارتی Master Node با دریافت پیام «سلام Master Node» تشخیص می­دهد که گره Mobile Node سالم است. اما اگر در فاصله­ی زمانی از قبل مشخص شده، پیام مذبور را دریافت نکند، متوجه می­ شود که Mobile Node معیوب شده است.
در ادامه بیان می­ شود که برقراری ارتباط بین Master Node و Mobile Node به دو طریق قابل انجام است.
حالت اول: همانطور که در شکل ۳-۱۳ مشخص است، در این حالت پیام­های «سلام Master Node» و «Master Nodeسلام می­رساند» در تمامی شبکه­ ها مشترک است. لذا در این حالت تعداد ارسال اطلاعات Master Node به Mobile Node زیاد است؛ همچنین به دلیل مشترک بودن پیام «سلام Master Node»، ممکن است Master Node قادر به تشخیص خرابی Mobile Node خود نباشد. از اینرو حالت اول برای برقراری ارتباط بین Master Node و Mobile Node توصیه نمی­ شود.
شکل ۳-۱۳: برقراری ارتباط بین Mobile Node و Master Node در حالت اول
حالت دوم: مطابق شکل ۳-۱۴، در حالت دوم پیام­های ارسالی توسط گره­ها، منحصر به فرد می­باشند بطوریکه با این پیام­ها هم می­توان Master Node را از سلامت Mobile Node باخبر کرد و هم این پیام­ها را به عنوان رمز شب برای احراز هویت مورد استفاده قرار داد.
شکل ۳-۱۴: برقراری ارتباط بین Master Node و Mobile Node در شبکه A و در حالت دوم
نتیجتاً، اگر ماژول گیرنده­ی Master Node خراب شود، آنگاه سه مشکل به وجود می ­آید.

1. 1. Master Node توانایی تشخیص سالم بودن Mobile Node را ندارد.

1. 1. اطلاعات حس شده توسط Body Nodeها، قابل دریافت نیستند.

1. 1. به منظور برقراری ارتباط، Mobile Node قادر به مشاهده و پیج کردن Master Node نیست.

به عبارتی خرابی ماژول گیرنده باعث وقوع خطای پایدار در Master Node می­ شود. برای تحمل­پذیر کردن Master Node در برابر این خطا می­توان از افزونگی­های TMR و standby استفاده کرد. که لزوماً توصیه می­ شود از روش standby استفاده شود و تعداد گیرنده­ها در هر Master Node دو عدد باشند. بدین صورت که گیرنده­ی اصلی در حالت فعال و گیرنده­ی افزونه در حالت standby باشد. در این روش به منظور تشخیص خرابی ماژول گیرنده، نیاز به استفاده از تکنیک­های کشف خطا می­باشد، که این کار توسط پردازشگر Master Node، انجام می­ شود، اگرچه این کار پیچیدگی نرم­افزاری را افزایش می­دهد اما در اکثر مواقع قابل چشم پوشی است.
در روش standby تشخیص خرابی گیرنده اصلی یک چالش مهم است. در تحقیق فوق به منظور حل این چالش، الگوریتم «تعویض گیرنده» ارائه می­ شود. در زیر الگوریتم تعویض گیرنده شرح داده شده است.

1. 1. گیرنده A در حالت فعال و گیرنده B در حالت standbyقرار گیرند.

1. 1. بعد از گذشت مدت زمان X، گیرنده B نیز فعال شود بگونه­ای که گیرنده­های A و B همزمان با هم فعال باشند در این حالت به مدت زمانی که هر دو گیرنده فعال هستند بازه چک گفته می­ شود.

1. 1. در بازه چک مقادیر دریافتی توسط هر دو گیرنده را با هم مقایسه کن.

1. 1. اگر مقادیر دریافت شده یکسان بودند آنگاه هر دو گیرنده سالم می­باشند و به مرحله ۸ برو، در غیر اینصورت به مرحله ۵ برو.

1. 1. یکی از گیرنده­ها معیوب است پس مقادیر دریافتی هر دو گیرنده را با رمز شب­های از قبل مشخص شده، مقایسه کن.

1. 1. گیرنده­ای که مقادیرش با رمز شب­ها تناقض دارد، خراب است پس آن را تا ابد خاموش کن و دیگر از آن به عنوان ماژول گیرنده افزونه استفاده نکن. سپس گیرنده سالم را تا ابد روشن کن.

1. 1. در این وضعیت، Master Node فاقد هرگونه ماژول گیرنده افزونه می­باشد. پس از الگوریتم تعویض گیرنده خارج شو و آن را دیگر اجرا نکن.

1. 1. بعد از گذشت مدت زمان Y، گیرنده A خاموش و در حالت standby قرار گیرد.

1. 1. بعد از گذشت مدت زمان Z، مجدداً الگوریتم را با تعویض پارامترهای A و B اجرا کن.

همانطور که مشاهده شد، در روش standby تشخیص خرابی گیرنده با بهره گرفتن از الگوریتم «تعویض گیرنده»، انجام می­ شود. شکل ۳-۱۵افزونگیstandbyرا برایماژولگیرندهدر یکMaster Node نشان می­دهد.

شکل ۳-۱۵: افزونگی standbyبرای ماژول گیرنده در Master Node­ها
خطای پردازشگر: کار Master Node پردازش اولیه می­باشد همچنین در هر Master Node، ماژول پردازشگر کنترل فرستنده و گیرنده را بر عهده دارد از اینرو وجود خطای پایدار در پردازشگر Master Node، بر تمامی ماژول­های Master Node تأثیر می­ گذارد. در چنین شرایطی استفاده از پردازشگر افزونه توصیه نمی­ شود زیرا فلسفه طراحی Master Node، بر روی سادگی و مبرّا بودن از پیچیدگی مانور می­دهد؛ بنابراین در چنین حالتی استفاده از Master Node افزونه توصیه می­ شود. باید خاطرنشان کرد که Master Node افزونه در شبکه ­های چند Master Nodeی هم از نوع فیزیکی و هم از نوع مجازی است ولی در شبکه ­های تک Master Nodeی از نوع مجازی می­باشد.