Μελέτη Θεωρίας Κοινωνικών Δικτύων Και Δυνατότητες Εφαρμογής Τους Στα Ad Hoc Δίκτυα

Abstract

Σκοπός της παρούσης διπλωματικής ήταν μία μελέτη των ad hoc δικτύων, δικτύων δηλαδή που δεν απαιτούν κάποια υποδομή για να λειτουργήσουν, αλλά βασίζονται στην αυτοδιάρθρωση. Αφού αναγνωρίστηκε ότι το βασικότερο, ίσως, στοιχείο τους όσο αφορά την απόδοσή τους είναι η αποτελεσματικότητα της δρομολόγησης των πακέτων, μελετήθηκαν οι υπάρχουσες τεχνικές δρομολόγησης. Αν θεωρήσουμε ότι τις ασύρματες συσκευές θα τις χειρίζονται άνθρωποι, τότε η τοπολογία του δικτύου θα εξαρτάται από τις κινήσεις, τις συνήθειες και τον τρόπο αλληλεπίδρασής τους. Για αυτό το λόγο, μελετήθηκαν οι τεχνικές που υπάρχουν για την ανάλυση κοινωνικών δικτύων. Οι τεχνικές αυτές βασίζονται κατά κύριο λόγο στον τομέα των πολύπλοκων δικτύων (complex networks). Τα πολύπλοκα δίκτυα μελετήθηκαν σε θεωρητική βάση και δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στα φαινόμενα της προνομιακής προσάρτησης και μικρών κόσμων. Παρόλο που η θεωρία των πολύπλοκων δικτύων δεν έχει εφαρμοστεί προς το παρόν στον τομέα των ad hoc δικτύων, εν τούτοις έχουν γίνει κάποιες αναλύσεις στον τρόπο χρήσης των ασυρμάτων δικτύων με μεθόδους δανεισμένες από αυτόν τον τομέα. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι η κίνηση των χρηστών δεν είναι τυχαία, αλλά παρουσιάζει χαρακτηριστικά που εμφανίζουν τα κοινωνικά δίκτυα. Έτσι, είναι δυνατόν χρησιμοποιηθούν τεχνικές και αποτελέσματα των πολύπλοκων δικτύων και ιδιαιτέρως της ανάλυσης κοινωνικών γράφων στην ανάπτυξη πρωτοκόλλων, τόσο δρομολόγησης όσο και ανώτερων στρωμάτων, για χρήση στα ασύρματα ad hoc δίκτυα.The purpose of this thesis was the study of the area of ad hoc networks, i.e. networks that need no infrastructure to function, but rely on self-configuration. It was recognized that the key element in a network’s success is its routing performance and therefore various ad hoc routing protocols were studied. Assuming that in most cases the wireless devices of an ad hoc network are carried by users, it follows that the network’s topology will be largely affected by the users’ mobility pattern, habits and interaction. Therefore, the methods for analysis of social networks were studied. These are based on the theory of complex networks, which were studied and special care was given to the phenomena of preferential attachment and small world effect. Even though the theory of complex networks has not been used, as a whole, in the field of ad hoc networks, statistical studies of the usage of structured wireless networks have been made using some of its methods. These show that user mobility is not random, but rather appears to have characteristics of social networks. It is, therefore, possible to use methods and results from the theory of complex networks, and particularly the area of social network analysis, to develop routing as well as higher level protocols for use in ad hoc networks.