Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması

ÇEKEN, Celal; ERKAN, Kadir

Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması

Yürütücü

Celal ÇEKEN (Sakarya Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)

Danışman(lar)

Kadir ERKAN (Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

4 1

Proje Grubu: EEEAG Sayfa Sayısı: 32 Proje No: 116E008 Proje Bitiş Tarihi: 01.05.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 05-03-2020

Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması

Öz:

Son bir kaç yıldır, bilgisayar aglarının organizasyonunda öne çıkan yeni yönelim Yazılım Tanımlı Ag (YTA) (Software-Defined Network, SDN) yaklasımıdır. Yakın gelecekte Internet yapısını kökten etkilemesi beklenen YTA; yönlendirici, anahtar gibi ag cihazlarında icra edilen denetim ve veri islevlerinin, iyi tanımlanmıs Uygulama Programlama Arayüzü (Application Programming Interface, API) ile, birbirinden ayrılmasını ve böylece yüksek bant genisligine gereksinim duyan dinamik yapıdaki günümüz uygulamalarının, servis kalitesi destegi ile kolayca aktarılmasını önerir. YTA yaklasımı, yönetim düzlemi ile veri düzlemini biri birinden ayırır ve veri düzleminde bulunan cihazların zekasını denetim düzlemindeki YTA denetleyiciye aktarır. Bu nedenle veri düzleminde bulunan cihazların gelen verileri nasıl aktaracagı ile ilgili bilgi YTA denetleyicidedir. YTA denetleyicinin bu bilgiyi veri düzleminde bulunan cihazlara aktarabilmesi için aralarında bir haberlesme protokolünün tanımlanması gereklidir. OpenFlow YTA yaklasımında ag zekasını bulunduran YTA denetleyicinin yer aldıgı denetim katmanı ile veriyi aktarma dısında görevi bulunmayan yönlendirici, anahtar v.b cihazların yer aldıgı yönlendirme katmanı arasındaki haberlesmede yaygın olarak kullanılan ve Open Networking Foundation (ONF) tarafından tanımlanan arayüzdür. Literatürde yer alan çalısmalarda yogun olarak yer aldıgı gözlenen OpenFlow standardının bir baska görevi de veri düzleminde bulunan ag cihazlarının YTA denetleyici tarafından yönetilebilmesine olanak saglayan mantıksal bir yapı tanımlamaktır. Bu sayede farklı ag cihazları YTA denetleyici tarafından mantıksal bir anahtar gibi görünecektir. Günümüz KAEA mimarilerinin en büyük sorunlarından biri haberlesme için kullandıkları fiziksel ortam ve sahip oldukları sınırlı kaynaklar nedeniyle ag tasarım ve yönetiminin oldukça karmasık ve uygulamaya bagımlı olmasıdır. Proje kapsamında, YTA paradigmasının KAEA yapılarına uygulanması ve böylece nesnelerin interneti (Internet of Things) teknolojisinin gereksinimi olan esnek ag yapılarının gelistirilmesine zemin hazırlanması hedeflenmistir. Gelistirilen mimari ile; düsük güç tüketim oranına ve maliyete sahip Algılayıcı Dügümler (AD) içeren, ii) degisen ag/uygulama gereksinimlerine daha kolay uyum saglayan ve iii) ag kurulum ve yönetim karmasıklıgı azaltılmıs bir KAEA yapısı olusturulmustur. Proje çalısmasının özgün katkısı asagıdaki sekilde özetlenebilir: 1) YTA yaklasımın kullanan yeni bir KAEA mimarisi gelistirilmistir. 2) Önerilen KAEA yapısını olusturan YTA Denetleyici, AD ve bunlar arasındaki haberlesmeyi saglayan WSANFlow protokolü gelistirilmistir. 3) YTA Denetleyici içerisinde, dügümler arasındaki mesafe (RSSI/SNR degeri kullanılarak elde edilmistir) ve dügümlerin kalan enerji seviyelerini giris olarak alan bulanık mantık tabanlı 4) Dijkstra?s algoritmasını kullanan yeni bir yönlendirme algoritması gelistirilmistir. 5) Önerilen KAEA mimarisinin benzetim modeli gelistirilerek ZigBee protokolüyle karsılastırmalı basarım degerlendirmesi yapılmıstır. 6) Benzetim modeli gelistirilen mimari, TI CC2538 gelistirme kitleri kullanılarak, fiziksel olarak gerçeklenmis ve deneysel test düzenegi hazırlanmıstır.

Anahtar Kelime: WSANFlow Yönlendirme Algoritması Yazılım Tanımlı Ag Kablosuz Algılayıcı Ag

Konular: Bilgisayar Bilimleri, Yazılım Mühendisliği Bilgisayar Bilimleri, Bilgi Sistemleri

Erişim Türü: Erişime Açık

Ali Al-Shaikhli, A., Çeken, C., Al-Hubaishi, M. 2018. "WSANFlow: An Interface Protocol between SDN Controller and End Devices for SDN-Oriented WSAN”, Wireless Personal Communications, DOI: 10.1007/s11277-018-5714-5
Cao, C., Luo, L., Gao, Y. 2016. “TinySDM: Software Defined Measurement in Wireless Sensor Networks.”, 15th ACM/IEEE Int Conf Inf Process Sens Networks, IPSN 2016, doi: 10.1109/IPSN.2016.7460723.
Dijkstra, E., W. (1959). “A Note on T w o Problems in Connexion with Graphs”, 271.1, 269– 271.
Galluccio, L., Milardo, S., Morabito, G., Palazzo, S. 2015. “SDN-WISE: Design, prototyping and experimentation of a stateful SDN solution for WIreless SEnsor networks”, IEEE INFOCOM, 513–521.
Gante, D.A., Aslan, M., Matrawy, A. 2014. "Smart wireless sensor network management based on software-defined networking", 27th Biennial Symposium on Communications (QBSC), 71-75.
Goth, G. 2011. “Software-Defined Networking Could Shake Up More than Packets”, IEEE Internet Computing, 1089-780, 6-9.
Hu, L., Wang, J., Song, E. 2016. “SDN-SPS: Semi-Physical Simulation for Software-Defined Networks.”, IEEE Sens J, 16, 7355–7363. doi: 10.1109/JSEN.2016.2561969. Jayashree, P., Infant, P., F. 2015. “Leveraging SDN to conserve energy in WSN-An analysis”
IEEE Standard Association. “802.15.4”. http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.15.4-2003.html Son erişim tarihi: 5 Mart 2015.
IEEE Standard Association. “802.15.2”. http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.15.2-2003.html Son erişim tarihi: 5 Mart 2015.
Libelium. “Waspmote”. http://www.libelium.com/products/waspmote/ Son erişim tarihi: 1 Mart 2015.
Luo, T., Tan, H.-P., Quek, T.Q.S. 2012. "Sensor OpenFlow: Enabling Software-Defined Wireless Sensor Networks", IEEE Communications Letters,16(11), 1896-1899.
Mahmud, A., Rahmani, R. 2011. "Exploitation of OpenFlow in wireless sensor networks", International Conference on Computer Science and Network Technology (ICCSNT), 1, 594-600.
Nieuwenhuyse, A. V., Alves, M., Koubâa, A. 2006. “On the use of the ZigBee protocol for Wireless Sensor Networks”, Technical Report, Hurray-TR-060603.
NodeJS. “NodeJs Docs” http://nodejs.org/ Son erişim tarihi: 1 Mart 2015.
Open Networking Foundation 2012, Software-Defined Networking: The New Norm for Networks”, ONF White Paper, 1-12.
Pradeepa, R., Pushpalatha, M. 2016. “SDN Enabled SPIN Routing Protocol for Wireless Sensor Networks” 2016 Int Conf Wirel Commun Signal Process Netw, 10, 639–643.
Savarese, G., Vaser, M., Ruggieri, M. 2013. "A Software Defined Networking-based contextaware framework combining 4G cellular networks with M2M", 16th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC), 1(6) , 24-27.
socket.io. “socket.io docs”. http://socket.io Son erişim tarihi: 1 Mart 2018.
Texas Instruments 1. “A Powerful System-On-Chip for 2.4-GHz IEEE 802.15.4-2006 and ZigBee Applications ”. http://www.ti.com/product/cc2538 Son erişim tarihi: 1 Mart 2018.
Texas Instruments 2. “SmartRF06 Evaluation Board”. http://www.ti.com/tool/SMARTRF06EBK Son erişim tarihi: 1 Mart 2018.
Texas Instruments 3. “IEEE802.15.4 Medium Access control (MAC) software stack ”. http://www.ti.com/tool/TIMAC Son erişim tarihi: 1 Mart 2018.
Texas Instruments 4. “CC2538-CC2592 Evaluation Module Kit”. http://www.ti.com/tool/CC2538-CC2592EMK Son erişim tarihi: 1 Mart 2018.
Xiaodong, X., Huixin, Z., Xun, D., Yanzhao, H., Xiaofeng, T., Ping, Z. 2014. "YTA based next generation Mobile Network with Service Slicing and trials", China Communications, 11(2), 65-77.
Zeng, D., Miyazaki, T., Guo, S., Tsukahara, T., Kitamichi, J., Hayashi, T. 2013. “Evoluation of Software Defıned Sensor Networks”, IEEE 9th International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor Network, 410-413.

APA	ÇEKEN C, ERKAN K (2018). Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. , 1 - 32.
Chicago	ÇEKEN Celal,ERKAN Kadir Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. (2018): 1 - 32.
MLA	ÇEKEN Celal,ERKAN Kadir Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. , 2018, ss.1 - 32.
AMA	ÇEKEN C,ERKAN K Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. . 2018; 1 - 32.
Vancouver	ÇEKEN C,ERKAN K Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. . 2018; 1 - 32.
IEEE	ÇEKEN C,ERKAN K "Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması." , ss.1 - 32, 2018.
ISNAD	ÇEKEN, Celal - ERKAN, Kadir. "Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması". (2018), 1-32.

APA	ÇEKEN C, ERKAN K (2018). Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. , 1 - 32.
Chicago	ÇEKEN Celal,ERKAN Kadir Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. (2018): 1 - 32.
MLA	ÇEKEN Celal,ERKAN Kadir Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. , 2018, ss.1 - 32.
AMA	ÇEKEN C,ERKAN K Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. . 2018; 1 - 32.
Vancouver	ÇEKEN C,ERKAN K Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması. . 2018; 1 - 32.
IEEE	ÇEKEN C,ERKAN K "Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması." , ss.1 - 32, 2018.
ISNAD	ÇEKEN, Celal - ERKAN, Kadir. "Yazılım Tanımlı Ağ Yaklaşımının Kablosuz Algılayıcı Eyleyici Ağlara Uygulanması". (2018), 1-32.