DTN Delay Tolerant Networks

Transcrição

1 DTN Delay Tolerant Networks Prof. Carlos Oberdan Rolim *Créditos aos autores no final dos slides

2 Internet de hoje TCP/IP End to End (e2e) Caminhhos curtos entre origem e destino

3 Internet de hoje Baseada em comutação de pacotes (packet switching) Depende de: Caminhos contínuos bidirecionais (fim a fim) Short Round Trips Taxa de dados simétrica Baixa taxa de erro

4 Internet de hoje

5 Camadas Internet de hoje

6 Encapsulamento Internet de hoje

7 Three-way handshake Internet de hoje

8 Conexões sem fios fora da Internet Em desenvolvimento Redes móveis Satélite Interplanetárias Comunicação especializada Não usam protocolos Internet Atrasos Longos períodos de desconexão Altas taxas de erro Transmissão com taxa de dados assimétrica Não trocam mensagens entre si

9 Conexões sem fios fora da Internet Interconexão exige uma forma de tradução e buffer para lidar com delay

10 Conceito de DTN É uma rede de redes regionais. Overlay network Situada no topo das redes regionais, incluindo a Internet Definição simples: Redes ocasionalmente conectadas onde partições são bastante frequentes

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13 Redes Interplanetárias Permitir a interoperabilidade da Internet dos habitantes da terra com habitantes de outros planetas remotos ou naves em transito

14 IPN Characteristics Significant propagation delays 4 minutes one-way light-trip time between Earth and Mars Intermittent connectivity Planetary movement Low and highly asymmetric bandwidth Relatively high bit-error rate

15 History Interplanetary Internet envisioned by Vint Cerf (1997) Collaboration between Cerf and NASA s Jet Propulsion Laboratory (1998) Interplanetary Internet Research Group (IPNRG) Interplanetary Internet (IPN): Architectural Definition (2001) Delay-Tolerant Network Architecture: The Evolving Interplanetary Internet (2002) IPNRG -> DTNRG Delay-Tolerant Networking Architecture (2007)

16 Store-Carry and Forward

17 Conectividade Intermitente Como DTN resolve isso???

18 Contatos Persistentes: são aqueles que estão sempre disponíveis Contatos sob Demanda: requerem alguma ação para que sejam instanciados, mas que, uma vez acionados, funcionam como contatos persistentes até serem encerrados Programados: ocorrem em tempos determinados

19 Contato Programado

20 Contatos Previsíveis: são aqueles nos quais os nós podem fazer previsões sobre o horário e a duração dos contatos com base em históricos de contatos previamente realizados Oportunistas: correm diante de encontros não previamente programados entre os nós

21 Nova camada de overlay Bundle Layer Bundle Layer = Camada de agregação Bundles também chamados de mensagens

22 Bundle Encapsulation As mensagens (bundles) consistem de 3 coisas: Dados da aplicação do usuário de origem Informações de controle fornecidas pela aplicação de origem indicando para a aplicação de destino como processar, armazenar e manipular os dados Um cabeçalho, inserido pela camada de agregação

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24 Protocolo sem conversação Camadas de agregação se comunicam entre si usando sessões simples com pouco round-trip Uso de ACKs depende da classe de serviço selecionada As camadas mais baixas podem funcionar da mesma forma que TCP

25 Custódia Encaminhamento de bundles acontece através da transferência de custódia Quando envia bundle para um nodo solicita transferência de custódia Espera um tempo para ACK da transferência Se destino envia ACK de volta aceitou a custodia Se timeout do ACK tenta enviar bundle novamente Tempo de espera pode ser distribuído entre os nodos ou calculado localmente com base em experiências passadas de transmissão Bundle recebido deve permanecer até ser repassada custódia a outro ou expirar (bundle time-to-live)

26 Custódia

27 DTN Nodes Em DTNs um nódo é uma entidade com um bundle layer. Os nodos podem ser: Host: envia e/ou recebe bundles mas não os encaminha (forward). É a origem ou destino de uma transferência. Precisa ter buffer para armazenar bundles até que um link esteja disponível

28 DTN Nodes Routers: encaminham (forward) bundles dentro de uma região Precisa ter buffer para armazenar bundles até que um link esteja disponível Pode opcionalmente ser um host Pode opcionalmente suportar transferência de custódia Gateways: encaminham (forward) bundles entre regiões Necessita armazenamento persistente Pode ser um host Deve suportar transferência de custódia Faz a conversão para os protocolos das camadas mais baixas da região

29 DTN Nodes

30 Referencial / Créditos Waldir Moreira and Paulo Mendes, Opportunistic Networking: Extending Internet Communications Through Spontaneous Networks Forrest Warthman, Delay-tolerant Networks (DTNs) A Tutorial, version 1.1 Carina T. de Oliveira et. al., Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões. Minicurso