2-1 روش همه پخشی (flooding):
در این روش یک گره جهت پراکندن قسمتی از داده¬ها در طول شبکه، یک کپی از داده¬ مورد نظر را به هر یک از همسایگان خود ارسال می¬کند. هر وقت یک گره، داده جدیدی دریافت کرد، از آن کپی برداری می¬کند و داده را به همسایه¬هایش (به جز گرهی که داده را از آن دریافت کرده است) ارسال می¬کند. الگوریتم زمانی هم¬گرا می¬شود یا پایان می¬یابد که تمامی گره¬ها یک کپی از داده ا دریافت کنند.
زمانی که طول می¬کشد تا دسته¬ای از گره¬ها مقداری از داده¬ها را دریافت و سپس ارسال کنند، یک دور نامیده می¬شود. الگوریتم همه¬پخشی در زمان O(d) دور، هم گرا می¬شود که d قطر شبکه است چون برای یک قطعه داده d دور طول می¬کشد تا از یک انتهای شبکه به انتهای دیگر حرکت کند. سه مورد از نقاط ضعف روش ارسال ساده جهت استفاده از آن در شبکه¬های حسگر در زیر آورده شده است [2]:
2-1-1 انفجار: در روش سنتی همه¬پخشی، یک گره همیشه داده¬ها را به همسایگانش، بدون در نظر گرفتن اینکه آیا آن همسایه داده را قبلا دریافت کرده یا خیر، ارسال می¬کند. این عملی باعث بوجود آمدن مشکلی انفجار (implosion) می¬شود که در شکل (4) آورده شده است. در این شکل گره A همه¬پخشی را با ارسال داده¬ها به همسایگانش یعنی گره¬های B و C آغاز می¬کند. این گره¬ها داده¬ها را دریافت می¬کنند و یک کپی از آن را به همسایه مشترکشان یعنی گره D ارسال می¬کنند.
2-1-2 هم¬پوشانی: حسگرها معمولا نواحی جغرافیایی مشترکی را پوشش می¬دهند و گره¬ها معمولا قطعه داده¬هایی از حسگرها را دریافت می¬کنند که با هم هم¬پوشانی دارند. شکل (5) نشان می¬دهد که هنگامی که دو گره A و B داده¬هایی را که هم¬پوشانی دارند دریافت می¬کنند و آن را به همسایه مشترکشان C ارسال می¬کنند چه اتفاقی می¬افتد الگوریتم در این حالت، انرژی و پهنای باند را جهت ارسال دو کپی از یک داده به همان گره، به هدر می¬دهد.
2-1-3 عدم اطلاع از منابع: در روش همه¬پخشی، گره¬ها براساس میزان انرژی موجودی خود در یک زمان، فعالیت¬های خود را تغییر نمی¬دهند در صورتی که یک شبکه از حسگرهای خاص منظوره، می¬توان از منابع موجود خود آگاهی داشته باشد و ارتباطات و محاسبات خود را با شرایط منابع انرژی خود مطابقت دهد.
2-2 روش شایعه پراکنی (possiping):
روش شایعه پراکنی، یک جایگزین برای روش همه¬پخشی سنتی محسوب می¬شود که از فرایند تصادف برای صرفه¬جویی در مصرف انرژی بهره می¬برد. به جای ارسال داده¬ها به صورت یکسان، یک گره شایعه¬پراکن، اطلاعات را به صورت تصادفی تنها به یکی از همسایگانش ارسال می¬کند. اگر یک گره شایعه پراکن، داده¬ای را از همسایه¬اش دریافت کند، می¬تواند در صورتی که همان همسایه به صورت تصادفی انتخاب شد، داده را مجددا به آن ارسال کند. علت این امر در شکل (6) بحث شده است. در این شکل اگر گره D هیچ گاه داده خود را به سمت گره B باز نگرداند، گره C هیچ گاه داده را دریافت نخواهد کرد.
هرگاه داده در روش همه¬پخشی کلاسیک، به یک گره با مرتبه بالا برسد، کپی¬های بیشتری از داده شروع به پراکنده شدن در داخل شبکه می¬کنند تا وقتی که این کپی¬ها در اثر تصادم به انتها برسند در صورتی که روش شایعه پراکنی جلوی چنین تصادم¬هایی را می¬گیرد چون در این روش تنها یک کپی از داده در هر گره ایجاد می¬شود و هر چه تعداد کپی¬های ایجاد شده کمتر باشد احتمال تصادم این کپی¬ها کمتر می¬شود.
در حالی که روش شایعه پراکنی اطلاعات را به کندی در شبکه پراکنده می¬کند، سرعت مصرف انرژی آهسته¬ای هم دارد. ازآنجایی که هر گره، داده را به صورت تصادفی، تنها به یکی از همسایه¬های خود ارسال می¬کند، سریع¬ترین سرعت پخش داده¬ها در این روش، برابر یک گره در هر دور است؛ بنابراین با وجود c منبع در شبکه، حداکثر سرعت انتشار در این روش برابر c گره در هر دور است.
در نهایت اگرچه روش شایعه پراکنی می¬تواند تا حد زیادی از تصادم جلوگیری کند ولی این روش، هیچ راه حلی برای جلوگیری از همپوشانی ارائه نکرده است.
2-3 روش SPIN [8]:
روش (Sensor Protocols for Inrormation via Negotiation) SPIN خانواده¬ای از پروتکل¬های سازگار شونده است که می¬توانند داده ها را به صورت موثری بین حسگرها در یک شبکه حسگر با منابع انرژی محدود، پراکنده کنند. گره¬هایی که پروتکل ارتباطی SPIN را اجرا می¬کنند، داده¬های خود را با استفاده از شبه – داده¬ها (meta-data) که توصیف کننده¬های سطح بالایی هستند، نامگذاری می¬کنند. همچنین گره¬ها در این روش برای حذف ارسال داده¬های اضافی در شبکه، از مذاکره شبه- داده¬ها استفاده می¬کنند. همچنین گره¬های SPIN می¬توانند تصمیم گیری جهت انجام ارتباطلات خود را هم براساس اطلاعات مربوط به برنامه کاربردی و هم براساس اطلاعات مربوط به منابع موجود خود به انجام برسانند. این کار باعث می¬شود که حسگرها بتوانند داده¬ها را با وجود منابع محدود خود، به صورت کارآمدی پراکنده کنند.
دو راه کار کلیدی دسته پروتکلهای SPIN برای برطرف کردن مشکلات مطرح شده در روش کلاسیک همه¬پخشی، استفاده از مذاکره و تطبیق منابع است. برای برطرف کردن مشکل تصادم و هم پوشانی، گره¬های SPIN، از مذاکره با یکدیگر قبل از ارسال اطلاعات استفاده می¬کنند. همچنین گره¬ها قبل از ارسال داده¬ها، منابع خود را ارزیابی می¬کنند. هر گره حسگر، مدیر منابع (resource manager) مخصوص خودش را دارد که مصرف انرژی را دنبال می¬کند. برنامه¬های کاربردی قبل از ارسال یا پردازش داده¬ها مدیر منابع را بررسی می¬کنند که این امر به حسگرها کمک می¬کند تا بعضی از فعالیت¬های خاص را هنگام کمبود انرژی متوقف کنند.
شبکه داده¬ها که در SPIN به عنوان نماینده داده¬ها تولید می¬شوند باید حجمی کمتر از داده¬هایی که نماینده آنها هستند داشته باشند. همچنین اگر دو قطعه از داده¬ها با هم قابل تفکیک باشند، باید شبه داده¬های آنها نیز این خاصیت را داشته باشند.
2-4 پیغام¬های SPIN:
گره¬ها در SPIN برای ارتباط با یکدیگر از سه نوع پیغام استفاده می¬کنند:
• ADV- برای تبلیغ داده¬های جدید استفاده می¬شود. وقتی یک گره SPIN، داده¬ای برای به اشتراک گذاشتن در اختیار دارد، این امر را می¬تواند با ارسال شبه – داده مربوطه تبلیغ کند.
• REQ- جهت درخواست اطلاعات استفاده می¬شود. یک گره SPIN می¬تواند هنگامی که می¬خواهد داده حقیقی را دریافت کند از این پیغام استفاده کند.
• DATA- شامل پیغام¬های داده¬ای است. پیغام¬های DATA محتوی داده حقیقی جمع¬آوری شده توسط حسگرها هستند که شامل یک سرایند شبه داده هستند.
2-5 SPIN-1: یک روش دست تکانی سه مرحله¬ای
این روش یک روش ساده دست تکانی (handshake) برای پراکندن داده¬ها در یک شبکه بدون اتلاف است که در سه مرحله کار می¬کند و در هر یک از مراحل، از یکی از پیغام¬های شرح داده شده در بالا استفاده می¬کند. پروتکل زمانی آغاز می¬شود که یک گره، داده جدیدی بدست می¬آورد که مایل است آن را پراکنده کند و این کار را با نامگذاری داده جدید و فرستادن یک پیغام ADV به همسایگانش انجام می¬دهد. با دریافت کردن پیغام ADV، گره¬ی همسایه بررسی می¬کنند که آیا قبلا چنین داده¬ای را دریافت کرده¬اند یا درخواست چنین داده¬ای را داده¬اند یا خیر. اگر نه، گره همسایه برای ارسال داده در خواست شده به فرستنده یک پیغام REQ به عنوان پاسخ برمی¬گرداند. پروتکلی با ارسال داده مورد نظر یعنی ارسال پیغام DATA در جواب پیغام REQ تکمیل می¬شود.
در شکل (7) نمونه¬ای از این پروتکل نشان داده شده است. با دریافت یک پیغام ADV از طریق گره A، گره B بررسی می¬کند که آیا تمامی داده تبلیغ شده را در اختیار دارد یا خیر. در غیر اینصورت، گره B یک پیغام REQ به A برمی¬گرداند که در آن تمامی داده¬هایی که گره B نیاز دارد، فهرست شده است. وقتی گره A پیغام REQ را دریافت کرد، داده¬های درخواست شده را استخراج می¬کند و آنها را بوسیله یک پیغام DATA به B ارسال می¬کند. سپس گره B یک پیغام ADV جدید تولید می¬کند که در آن داده جدید به دست آمده را به همه همسایگانش تبلیغ می¬کند ولی پیغام ADV را برای گره A ارسال نمی¬کند، چون می¬داند که گره A قبلا داده مورد نظر را در اختیار دارد یا خیر. سپس این گره¬ها هم تبلیغات مربوط به داده جدید را به همسایگانشان ارسال می¬کنند و پروتکل ادامه می¬یابد.
اگرچه این پروتکلی برای شبکه¬های بدون اتلاف طراحی شده است، به سادگی می¬توان آن را برای استفاده در شبکه¬های با اتلاف تعمیم داد به اینصورت که گره¬ها، برای جبران پیغام¬های ADV از دست رفته، می¬توانند به صورت متناوب این پیغام¬ها ارسال کنند و همچنین برای جبران پیغام-های REQ و DATA ازدست رفته، گره¬ها می¬توانند داده¬های مورد نیاز خود را در صورتی که در یک بازه زمانی مشخص دریافت نشدند، دوباره درخواست دهند. همچنین در مورد شبکه¬های سیار در صورتی که گرهی مشاهده کره که همسایگانش تغییر کرده¬اند می¬تواند فورا تمامی داده خود را تبلیغ کند.
مهمترین مزیت SPIN سادگی آن و همچنین محلی بودن و عدم وابستگی به یک چینش خاص است که باعث می¬گردد بتوان آن را به سادگی بر روی هر شبکه¬ای پیاده سازی کرد.
2-6 SPIN-2: با یک آستانه انرژی پایین
این روش یک فکر هوشمندانه ساده، جهت صرفه¬جویی در منابع به SPIN-1 اضافه می¬کند به اینصورت که وقتی که منابع به اندازه کافی موجود است گره¬های SPIN-2 مانند گره¬ها در SPIN-1 از پروتکل سه مرحله¬ای استفاده می¬کنند. وقتی گرهی مشاهده می¬کند که میزان منابع انرژی¬اش از یک حد خاص کمتر شده است، خودش را بوسیله کاهش شرکت خود در پروتکل با شرایط جدید تطبیق می¬دهد و در حالت کلی یک گره تنها هنگامی در پروتکل شرکت می¬کند که اطمینان دارد می¬تواند تمامی مراحل دیگر پروتکل را بدون اینکه منابع انرژی¬اش از محدوده تعیین شده پایین¬تر رود، به انتها برساند، در غیر اینصورت گره با دریافت پیغام ADV هیچگونه پیغام REQ تولید نمی¬کند، این روش باعث می¬شود که گره هنگام پایین بودن انرژی درگیر پیغام¬های DATA نشود.
2-7 روش پخش مستقیم (directed diffusion):
در این روش [1,2] منابع و دریافت کننده¬ها از خصوصیات، برای مشخص کردن اطلاعات تولید شده یا مورد نیاز استفاده می¬کنند و هدف روش پخش مستقیم پیدا کردن یک مسیر کارآمد چند طرفه بین فرستنده¬ها و گیرنده¬هاست. در این روش هر وظیفه (task) به صورت یک خواسته (interest) منعکس می¬شود که هر خواسته مجموعه¬ای است از زوجهای خصوصیت- مقدار (attribute-value). برای انجام یک وظیفه، خواسته در شبکه در ناحیه مورد نظر منتشر می¬شود. در این روش هر گره، گرهی را که اطلاعات را از آن دریافت کرده بخاطر می¬سپارد و برای آن یک گرادیان تشکیل می¬دهد که هم مشخص کننده جهت جریان اطلاعات است و هم وضعیت درخواست را نشان می¬دهد (که فعال یا غیرفعال است یا نیاز به بروز شدن دارد). در صورتی که گره از روی گرادیان¬های قبلی یا اطلاعات جغرافیایی بتواند مسیر بعدی را پیش¬بینی کند تنها درخواست را به همسایه¬های مرتبط با درخواست ارسال می¬کند و در غیر اینصورت، درخواست را به همه همسایه¬های مجاور ارسال می¬کند، وقتی یک خواسته به گرهی رسید که داده¬های منطبق با خواسته را در اختیار دارد، گره حسگرهای خود را فعال می¬کند تا اطلاعات مورد نیاز را جمع¬آوری کنند و اطلاعات را به صورت بسته¬های اطلاعاتی ارسال می¬کند.
داده¬ها همچنین می¬توانند به صورت مدل خصوصیت- نام ارسال شوند. گرهی که داده¬ها را ارسال می¬کند به عنوان یک منبع شناخته می¬شود. داده هنگام ارسال به مقصد در گره¬های میانی ذخیره می¬شود که این عمل در اصل برای جلوگیری از ارسال داده¬های تکراری و جلوگیری از بوجود آمدن حلقه استفاده می¬شود. همچنین از این اطلاعات می¬توان برای پردازش اطلاعات درون شبکه و خلاصه سازی اطلاعات استفاده کرد.
پیغام¬های اولیه ارسالی به عنوان داده¬های اکتشافی (exploratory) برچسب زده می¬شوند و به همه همسایه¬هایی که به گره دارای داده، گرادیان دارند ارسال می شوند یا می¬توانند از میان این همسایه¬ها یکی یا تعدادی را بر حسب اولویت جهت ارسال بسته های اطلاعات انتخاب کنند. (مثلا همسایه¬هایی که زودتر از بقیه پیغام را به این گره ارسال کرده¬اند) برای انجام این کار، گیرنده (sink) همسایه¬ای راکه جهت دریافت اطلاعات ترجیح می¬دهد تقویت می¬کند (reinforcement). اگر یکی از گره¬ها در این مسیر ترجیحی از کار بیفتد، گره¬های شبکه به طور موضعی مسیر از کار افتاده را بازیابی می¬کنند. در نهایت گیرنده ممکن است همسایه جاری خود را تقویت منفی (negative reinforcement) کند در صورتی که مثلا همسایه دیگری اطلاعات بیشتری جمع¬آوری کند.
پس از ارسال داده¬های اکتشافی اولیه، داده¬های بعدی تنها از طریق مسیرهای تقویت شده ارسال می¬شوند. منبع اطلاعات به صورت متناوب هر چند وقت یکبار داده¬های اکتشافی ارسال می¬کند تا گرادیان¬ها در صورت تغییرات پویای شبکه، بروز شوند. نحوه عملکرد این الگوریتم در شکل (8) به صورت خلاصه آورده شده است.
بعضی از خصوصیات کلیدی روش پخش مستقیم اطلاعات که آن را از روشهای سنتی در شبکه متمایز می¬کند عبارتند است اول اینکه روش پخش اطلاعات یک رو داده- محور (data-centric) است و تمام ارتباطات در یک شبکه حسگر بر این مبنا از علاقه¬مندی ها(intereste) جهت مشخص کردن اطلاعات نامگذاری شده استفاده می¬کنند. دوما برخلاف شبکه¬های سنتی که روش انتقال انتها به انتها (end-to-end) دارند در این روش از ارتباط همسایه با همسایه یا گام به گام (hop-to-hop) استفاده می¬شود و هر گرهی می¬تواند داده¬ها و علاقه¬مند¬ها را تفسیر کند زیرا شبکه های حسگر معمولا عملکرد واحدی دارند و وظیفه یکسانی را بر عهده دارند. سوما در این روش، گره¬ها آدرس سراسری یکسان یا مشخصه واحدی ندارند ولی هر گره باید از همسایگانش به صورت محلی قابل تفکیک باشد و نهایتا چون هر گره می¬تواند داده¬ها را پردازش کند، می¬توان حجم داده¬ها را در شبکه کاهش داد و داده¬ها را به صورت خلاصه ارسال کرد.
2-7-1 دسته خصوصیت¬ها:
در روش پخش اطلاعات برای تطبیق دادن خواسته¬ها و صفات از دسته¬های خصوصیت- مقدار – عملکرد استفاده می¬شود (attribute-tuples) که خصوصیت¬ها هم در قالب داده (مانند اعداد صحیح 32 بیتی در ساده¬ترین شکل) تعریف می¬شوند و عملگرها مقایسه گرهای دودویی معمول هستند که عبارتند از مساوی، بزرگتر، کوچکتر، بزرگتر مساوی و ... (EQ, NE, LE, GT, GE, …) و عملگر EQ ANY که با همه چیز مطابقت دارد و IS که به کاربر اجازه می¬دهد یک کقدار ثابت را مشخص کند. نمونه یک علاقه¬مندی و یک داده منطبق با آن را در زیر مشاهده می¬کنیم.
Interest: class IS interest
(type EQ four-legged-animal-search, interval IS 20ms, duration IS 10 seconds, x GE 100, x LE200, y GE 100,y LE400)
Data:
(type IS four-leg-animal-search, instance IS elephant, x IS 125, y IS 220, intensity IS 0.6, confidence IS 0.85, timestamp IS 1:20, class IS data)
2-7-2 فیلترها:
همچنین در این روش از فیلترها [5] استفاده می¬شود که وظیفه ادغام کردن و خلاصه کردن داده¬ها را در گره¬ها برعهده دارند فیلترها ماژولهای نرم-افزاری هستند که داده را هنگام عبور از داخل شبکه حسگر پردازش می¬کنند و قواعد سازگاری تعیین می¬کنند که چه فیلترهایی باید در هر مرحله فعال شوند و منابع و گیرنده¬ها چگونه به هم مربوط می¬شوند. از فیلترها در مواردی مانند خلاصه¬سازی داده¬ها در داخل شبکه (in- network- data-aggregation) پردازش داده¬ها به صورت موازی و اشتراکی (collaborative) ذخیره کردن موقت اطلاعات (caching) و سایر عملکردهای مشابهی که جهت کنترل کردن حرکت اطلاعات کاربرد دارند، استفاده می¬شود.
روش انتشار (diffusion) به صورت پایه داخل فیلتر گرادیان (gradient filter) پیاده¬سازی می¬شود. این فیلتر گرادیان¬هایی را فراهم می¬کند که حالت هر جریان به تمامی همسایه¬های هر گره را نگهداری می¬کنند و همچنین مسئولیت ارسال متناوب پیغام¬های غلاقه¬مندی¬ها (interest) و پیغام-های تقویت کننده (reinforcement) را بر عهده دارد.
یک جفت فیلتر به نام GEAR به صورت بهینه انتشار را در بر می گیرند تا بتوانند مسیریابی جغرافیایی با قابلیت کنترل مصرف انرژی (geographic energy aware routing) را پیاده¬سازی کنند. یک فیلتر پیش پردازنده بلای قیلتر گرادیان می¬نشیند تا پیغام¬های مخصوص GEAR را دریافت کند و اطلاعات گذاری موقعیت جغرافیایی آن را هنگام رسیدن بردارد و یک فیلتر مسیریابی جغرافیایی که بعد از ماژول گرادیان وارد عمل می¬شود تا خواسته¬ها را در جهت مناسب ارسال کند. علاوه بر اینها برای کاربردها مختلف مانند پردازش داده¬ها و ردگیری (logging) و سایر کاربردها فیلترهای دیگری پیاده¬سازی شده است.
یکی از کاربردهایی که برای خلاصه سازی اطلاعات بوسیله فیلترها پیاده می¬شود خلاصه¬سازی اطلاعات (aggregation) می¬باشد. همچنین یکی دیگر از تکنیک¬های نرم افزاری که برای بهبود کارایی روش انتشار به کار می¬رود استفاده از پرسش¬های تو در تو است که توضیح هر کدام در ذیل آورده شده است.
2-7-3 خلاصه سازی اطلاعات درون- شبکه¬ای (in- network data aggregation):
در شبکه¬های حسگر، به منظور ایجاد پایداری و بالا بردن دقت حسگرها طوری در شبکه قرار داده می¬شوند که مقداری هم¬پوشانی داشته باشند. به همین دلیل روی دادن یک رویداد چندین حسگر را تحت تاثیر قرار می¬دهد و همه حسگرها اطلاعات دریافت شده را به گیرنده ارسال می¬کنند ولی با خلاصه کردن اطلاعات می¬توان هزینه مصرف انرژی این تبادلات را تا حد زیادی کم کرد و از حجم اطلاعات مبادله شده به میزان محسوسی کاست.
2-7-4 خلاصه سازی فرصت طلبانه [2] (opportunistic data aggregation):
به طور کلی روشهای متعددی جهت خلاصه سازی اطلاعات ارائه شده است که یکی از این روشها که براساس روش انتشار مطرح شده است روش خلاصه سازی تصادفی است به این صورت که هنگامی که داده¬ها توسط منابع جمع آوری می¬شوند و به سمت گیرنده¬ها ارسال می¬شوند، گره¬های میانی اطلاعات مربوط به هم را ذخیره می¬کنند که این کار را با فیلترهایی در سطح برنامه کاربردی ایجاد کنند و اطلاعات جمع¬آوری شده از منابع مختلف را خلاصه کنند.
در این روش درختی از منابع به سمت یک گیرنده به عنوان ریشه درخت، تشکیل می¬شود و اگر در هنگام ادغام شدن شاخه¬ای درخت داده¬های یکسان باهم برخورد کنند تنها یکی از آنها به سمت ریشه درخت ارسال می¬شود. یکی اشکال¬های این روش اینست که مسیر داده¬ها ممکن است تا نزدیکی گیرنده به هم نرسند و در هم ادغام نشوند که کارایی الگوریتم خلاصه سازی را کاهش می¬دهد. روش خلاصه سازی حریصانه (greedy data aggregation) جهت برطرف کردن این مشکل مطرح شده است.
2-7-5 خلاصه سازی حریصانه [4] (greedy data aggregation):
تفاوت این روش با روش خلاصه¬سازی تصادفی، تشکیل مسیر و نگهداری مسیر است. برای ساختن یک درخت حریصانه افزایشی، کوتاه¬ترین مسیر تنها برای اولین منبع به سمت گیرنده تشکیل می¬شود و سایر منابع به صورت افزایشی به نزدیکترین نقطه درخت حاصل شده، متصل می¬شوند. در روش حریصانه هر نمونه داده اکتشافی یک هزینه انرژی برای رساندن این نمونه از منبع به گره جاری دارد و علاوه بر این هر منبع بر روی درخت موجود یک پیغام هزینه افزایشی روی درخت (on-tree incremental cost message) تولید می¬کند که مربوط به هر نمونه اکتشافی جدید دریافت شده است که این پیغام محتوی هزینه انرژی افزایشی است که برای رساندن نمونه اکتشافی به درخت موجود مورد نیاز است. این پیغام مربوط به هزینه افزایشی تنها در طول درخت خلاصه¬سازی به سمت گیرنده ارسال می¬شود. برای یافتن نزدیک¬ترین نقطه روی درخت، فیلد هزینه افزایشی انرژی تنها می¬تواند توسط گره¬های نزدیکتر بروز شود (مثلا گره¬ای که نمونه اکتشافی مربوطه را با هزینه پایین¬تری دریافت کرده¬اند).
2-7-6 پرسش تو در تو [2] (nested query):
رویدادها در جهان واقعی معمولا در پاسخ به یکسری تغییرات محیطی رخ می¬دهند. در شبکه¬های حسگر، حسگرها هم می¬توانند از این پدیده همگرایی، برای فعال کردن بعضی دیگر از حسگرها استفاده کنند و در عمل یک پرسش درون یک پرسش دیگر ایجاد کنند. با این کار می¬توان زمان فعال بودن دسته¬ای از حسگرها را (که معمولا جزء حسگرهای با مصرف انرژی بالا هستند) کاهش داد و با این عمل مصرف انرژی کل شبکه را کاهش داد. (مثلا ممکن است یک حسگر شتاب¬سنج، یک گیرنده GPS را که یک حسگر پرمصرف است فعال کند)؛ علاوه بر این در بعضی موارد می¬توان ترافیک شبکه را هم کم کرد (مثلا یک حسگر تصویر بردار محرک ترافیک بسیار کمتری نسبت به یک جریان ویدیویی ثابت ایجاد می¬کند).
مزیت استفاده از پرسشهای تو د تو اینست که در آن اطلاعات حسگرهای اولیه، برای حسگرهای دیگر قابل دریافت و تفسیر است و نیازی به ارسال آنها به کاربر نمی¬باشد. در کاربردهای نظارتی شبکه¬های حسگر، حسگرهای اولیه و حسگرهای تحریک شونده معمولا بسیار به یکدیگر نزدیک هستند، در صورتی که کاربر ممکن است بسیار دور باشد. استفاده از پرسش تو در تو باعث می¬شود که ترافیک به جای ارسال شدن به کاربر در دوردست، به صورت محلی در اطراف رویداد تحریک کنند ایجاد شود و بنابراین تاخیر و ترافیک شبکه کاهش پیدا می¬کند.
2-7-7 مقایسه روش انتشار مستقیم با روش SPIN [8]:
روش SPIN و روش انتشار مستقیم هر دو، روش ارتباطی برای کاربردهای خاص و براساس موضوع در شبکه¬های حسگر هستند. در شبکه¬های حسگر به منظور دستیابی به مسیریابی بهینه از لحاظ انرژی، مدیریت منابع و مسیریابی باید کاملا با کاربردها هماهنگ و منطبق شوند.
هر دو پروتکل برخلاف روش¬ها سنتی مسیریابی، داده محور (data-centric) هستند که به این معنی است که در آنها همه ارتباطات برمبنای داده های نامگذاری شده صورت می¬گیرد. در روش انتشار مستقیم، داده نامگذاری می¬شود و بوسیله یکسری خصوصیات مشخص می¬شود. در روش SPIN نیز داده¬ها توسط شبه- داده ها (metadata) نامگذاری می¬شوند.
هر دو روش SPIN و انتشار مستقیم به منظور ایجاد یک واسط ارتباطی مطمئن طراحی شده¬اند. روش SPIN بدین منظور طراحی شده است که مشکلات روش کلاسیک همه پخشی با مباحثه بین گره ها قبل از ارسال داده¬های حقیقی برطرف شود، بنابراین روش SPIN یک روش فرستنده محور است (sender-initiated).
در مورد الگوریتم انتشار مستقیم گیرنده علاقه¬مندی های خود را در سطح شبکه منتشر می¬کند و اگر این علاقه¬مندی با داده¬های استخراج شده توسط منابع انطباق داشته باشد، فرستنده داده ها را به سمت گره فرستنده علاقه¬مندی، منتشر می¬کند. بنابراین در روش انتشار مستقیم ارسال داده¬ها به صورت گیرنده محور (receiver-initiated) صورت می¬گیرد.
همچنین هر دو پروتکل نسبت به مصرف انرژی آگاه هستند (energy-aware). در SPIN گره¬ها منابع موجود را استخراج می¬کنند و بنابراین می-توانند براساس منابع موجود تصمیم گیری نمایند و به صورت مشابه در روش انتشار مستقیم، مسیریابی جغرافیایی آگاه از انرژی (GEAR) کمک می¬کند که داده ها بتوانند به طرف ناحیه مورد نظر پراکند شوند و عمل همه پخشی را محلی می¬کند (توضیح این روش در ذیل آورده شده است). به یک مفهوم هر دو الگوریتم بر مبنای همه¬پخشی کار می¬کنند ولی از لحاظ پیاده¬سازی روشهای مختلف برای جلوگیری از همه¬پخشی ناخواسته در شبکه با روش کلاسیک آن متفاوتند.
کارهای زیادی بر روی الگوریتم انتشار پایه صورت گرفته است که هر یک به نحوی عملکرد آن را بهبود داده¬اند. الگوریتم انتشار پایه به الگوریتم انتشار، با خاصیت جذب دو مرحله¬ای (two-phase pull diffusion) هم معروف است چون در این روش در فاز اول، ابتدا گره گیرنده یا مقصد یک علاقه¬مندی (interest) را به سمت داخل شبکه منتشر می¬کند و هنگامی که گرهی متوجه انطباق داده¬های جمع¬آوری توسط حسگرهای خود با علاقه¬مندی منتشر شده گردید، یک پیغام داده اکتشافی به سمت مقصد ارسال می¬کند و این داده از بین گرادیان¬هایی که هنگام انتشار پیغام علاقه¬مندی تشکیل شده اند، سعی می¬کند گرادیانی با بهترین زمان پاسخ یا کیفیت کانال را انتخاب کند و به همین صورت پیش می¬رود تا به مقصد برسد و سپس گره مبدا داده¬های جمع آوری شده را به سمت مقصد ارسال می¬کند.
یکی از روشهایی که برای بهبود مسیریابی الگوریتم بکاررفته، الگوریتم (geographic energy-aware GEAR routing ) [6] است که با استفاده از اطلاعات جغرافیایی، فضای مسیریابی را محدود می¬کند. روش جذب دو مرحله¬ برای بعضی از کاربردها روش بسیار مناسبی است ولی در مقابل برای برخی کاربردها هم بسیار ضعیف عمل می¬کند؛ خصوصا کاربردهایی که در آنها تعداد زیادی منبع و گیرنده وجود دارد و گیرنده ها به نحوی با هم ارتباط دارند، حجم داده¬های ترافیکی بسیار افزایش می¬یابد به صورتی که حتی محدود کردن دامنه با مسیریابی جغرافیایی هم نمی¬تواند مشکل را برطرف نماید. برای برطرف شدن این مشکل روش انتشار بیرون دهنده (push diffusion) مطرح شده [3] که در آن نقش منتشر کنندگان اطلاعات و استفاده کنندگان داده¬ها جابه جا می¬شود و باعث می¬شود که منابع داده¬ها، به صورت فعالانه دنبال استفاده کنندگان بگردند. مزیت روش انتشار بیرون دهنده اینست که بر خلاف روش جذب دو مرحله¬ای تنها یم فاز دارد که در آن اطلاعات کنترلی پراکنده می¬شوند تا گیرنده ها را پیدا کنند. همچنین روش دیگری بنام روش جذب یک مرحله¬ای (one-phase pull diffusion)[3] وجود دارد که این روش هم با حذف کردن یکی از مراحل روش جذب دو مرحله¬ای آن را ساده تر می¬کند.
