Redes Ad-Hoc. Índice. Introdução às redes ad-hoc. Protocolos de encaminhamento. Encaminhamento em redes ad-hoc Breve Introdução
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- Walter Leveck de Almada
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1 Redes d-hoc Encaminhamento em redes ad-hoc reve Introdução Índice Introdução às redes ad-hoc Protocolos de encaminhamento
2 rquitectura das redes móveis tradicionais Ligação sem fios de 1 hop para a rede infra-estruturada de suporte Espaço dividido em células Estação base responsável pela comunicação com os terminais numa célula Handoff durante a comunicação Introdução às redes ad-hoc Comunicação multi-hop; Inexistência de infra-estrutura de suporte Mobilidade causa alterações de rota Dados têm que ser encaminhados por nós intermédios
3 Introdução às redes ad-hoc Redes d-hoc Conjunto autónomo e espontâneo de nós móveis interligados por ligações sem fios, formando um grafo arbitrário. Nós têm liberdade de movimento, e topogia pode mudar de um forma constante e imprevisível; plicações das redes ad-hoc PNs Telemóvel, laptop, PD, Fins Militares Comunicação em cenários de batalha, Fins Civis Redes de taxi; Salas de reunião, Estádios desportivos, Operações de emergência usca e Resgate Polícia, ombeiros Destruição redes de comunicação infra-estruturadas Extensão da cobertura das redes infra-estruturadas
4 Que desafios colocam as redes ad-hoc? Transmissão / acesso ao meio Perda de pacotes devido a erros de transmissão Ligações de capacidade limitada e variável usência de gestão de recursos partilhados Comunicações de natureza broadcast Mobilidade Topologia/Rotas mudam dinamicamente Frequentes quebras de ligação, partição Perda de pacotes Outras: Facilidade de captura de mensagens (segurança) Dificuldade de assegurar Qualidade de servi ço e serviços de tempo real Interligação de redes ad-hoc à internet Protocolos de encaminhamento Introdução às redes ad-hoc Protocolos de encaminhamento
5 Encaminhamento Tradicional Protocolo de routing estabelece uma tabela de encaminhamento em cada um dos routers Consulta da tabela para encaminhamento dos pacotes Protocolos Distance-Vector & Link- State mbos possibilitam a nó determinar informação de encaminhamento global Cada router sabe: Endereço dos vizinhos Custo para falar com o vizinho Distance Vector cada router com informação do custo para cada destino Link State cada nó determina a topologia completa da rede e determina localmente o shortest path
6 Exemplo de protocolo Distance-Vector Exemplo de protocolo Link-State
7 Encaminhamento/Mobilidade Objectivo: Encontrar um caminho entre uma Origem e um destino Problemas: Quebras de ligação / Mudanças de rotas frequentes Ligações de largura de banda limitada Objectivo dos protocolos de encaminhamento Minimizar o overhead devido ao protocolo de encaminhamento Encontrar rotas óptimas (caminho mais curto) Rotas mais estáveis (mesmo em presença de mobilidade) Protocolos de encaminhamento tradicionais são lentos a convergir Encaminhamento em redes ad-hoc Tipos de protocolos mais comuns: Reactivos (ODV, DSR) Rotas são estabelecidas a pedido Proactivos (OLSR, TRPF) Híbridos (ZRP) Outros Protocolos/Classificações: Hierárquicos (HSR, FSR, LNMR) Geográficos (LR, DREM)
8 Trade-offs entre tipos de protocolo Protocolos proactivos Mantêm sempre as rotas traso pequeno para determinação de rota Maior overhead Rotas que poderão nunca ser utilizadas Protocolos reactivos Overhead menor (rotas determinadas apenas quando necessário) traso significativo na determinação de rota aseados em flodding (procura global) O tipo de protocolo mais adequado depende do padrão de movimento da rede ad-hoc Exemplos de protocolos - ODV Protocolo de encaminhamento reactivo (a pedido) Quando um nó S pretende enviar um pacote para um destino D e não conhece nenhuma rota para D S inicia um procedimento de procura de rota Nó S faz broadcast de um RREQ
9 ODV - RREQ S E F H J D C G I K Z Y Representa um nó que recebeu um RREQ para D desde S M N L ODV - RREQ S E F H J D C G I K Representa a transmissão de um RREQ Z Y roadcast transmission M N L
10 ODV - RREQ S E F H J D C G I K ligações no caminho de volta Z Y M N L ODV Estabelecimento do caminho de volta S E F H J D C G I K Z Y M N L O nó C recebe um RREQ de G e H, mas não o reenvia, dado que o nó C já reenviou antes esse RREQ
11 ODV Estabelecimento do caminho de volta S E F H J D C G I K Z Y M N L ODV Estabelecimento do caminho de volta S E F H J D C G I K Z Y O Nó D não faz forward do RREQ, porque D é o destino do RREQ M N L
12 ODV RREP Y Z H S C I E G F K J M D N L Caminho de S para D é estabelecido quando o RREP Caminha para S através do caminho de volta Representa uma liga ção do caminho de S para D (forward path) ODV RREQ e RREP Um nó intermédio poderia enviar um RREP, desde que conhecesse um caminho mais recente do que o anteriormente conhecido por S Para determinar se um caminho é mais recente utilizam-se números de sequência por cada destino Um RREQ inclui o último número de sequência para o destino Um nó intermédio que conheça um caminho para D, mas que no entanto possua um número de sequência para D inferior ao que vem no RREQ, não poderá responder
13 ODV temporizadores Um entrada na tabela de encaminhamento que contenha um caminho inverso expira depois de um certo período de tempo Suficientemente grande para que o RREP possa regressar Uma entrada na tabela de encaminhamento é eliminada se não for utilizada por um intervalo de tempo CTIVE_ROUTE_TIME_OUT; ODV Quebra de ligações monitorização das ligações para os vizinhos pode ser feita: través da troca de mensagens HELLO través monitorização do link layer (falha de recepção de CK) Verificar se o vizinho reencaminhou o pacote Quando é detectada a falha de ligação a entrada na tabela de encaminhamento é colocada a down É enviado um RERR para a fonte a indicar a falha de rota Fonte deverá iniciar um novo processo de procura de rota; lternativamente poderá ser realizada reparação local.
14 Referências ODV(d hoc On Demand Distance Vector routing protocol) - C. PERKINS, E.ROYER ND S. DS d hoc On-demand Distance Vector (ODV) Routing, IETF RFC DSR (Dynamic Source Routing protocol) - D. JOHNSON, D. MLTZ, Y- C. HU ND J. JETCHEV Samir R. Das, Charles E. Perkins, Elizabeth M. Royer and Mahesh K. Marina. "Performance Comparison of Two On-demand Routing Protocols for d hoc Networks." IEEE Personal Communications Magazine special issue on d hoc Networking, February 2001, p Referências OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) - PHILIPPE JCQUET, PUL MUHLETHLER, MIR QYYUM, NIS LOUITI, LURENT VIENNOT, THOMS CLUSEN Optimized Link State Routing Protocol Internet Draft, IETF RFC Survey on Position-ased Routing in Mobiled-Hoc Networks, M Mauve, J Widmer, H Hartenstein d Hoc Wireless Networks : rchitectures and Protocols, Prentice Hall by C. Siva Ram Murthy,.S. Manoj (Hardcover - May 24, 2004) Wikipedia The Free Encyclopedia - d hoc protocol list
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