Redes (celulares) tradicionais Redes móveis ad hoc Alfredo Goldman Conectividade single hop com o mundo com fio Células gerenciadas por ERBs Apenas as UMs se movem Existência de hand-offs Baseado em: Mobile Ad Hoc Networking Cordeiro and Agrawal Minicurso SBRC 2002 Redes ad hoc Mobile Ad Hoc NETworks (MANET) Formada por pontos de acesso sem fio Que podem ser móveis Não existe uma infra-estrutura préexistente As rotas entre nós podem ter multiple hops MANET Pode ser necessário passar por vários links para alcançar o destino A mobilidade provoca mudança de rotas Para que MANETs? Nem sempre é possível ter uma rede fixa Falta de infra-estrutura Redes de curto alcance MANETs Não precisam de infra-estrutura fixa São facilmente implementáveis Úteis quando a infra-estrutura está ausente, destruída ou sem possibilidade de uso Aplicações Personal Area Networking Ambientes militares Soldados, tanques e aviões Ambientes civis Rede de taxis, salas de encontro, barcos Operações de emergência Resgate, combate a incêndios 1
Principais desafios Limitações da rede Perda de pacotes Diferentes capacidades dos links Desconexão/partição frequentes Largura de banda limitada Comunicações do tipo difusão Limitações devidas à mobilidade Topologia e rotas dinâmicas Limitações das UMs Bateria Capacidades limitadas Efeitos da mobilidade na pilha de protocolos Aplicação Novas aplicações e adaptações Transporte Controle de fluxo e congestão Rede Endereçamento e roteamento Link Transição e acesso ao meio Físico Interferência e erros de transmissão Para simplificar... Usam se links bidirecionais Roteamento Protocolos pró-ativos (com tabelas) Protocolos tradicionais (caminho + curto) Sempre mantém rotas entre todos os pares Atualização periódica; alta sobrecarga Protocolos reativos (sob demanda) Encontram a rota quando necessário A origem inicia o processo Protocolos híbridos Adaptativos/combinação dos anteriores Compromissos Protocolos pró-ativos Sempre mantém as rotas Atraso pequeno na determinação de rotas Gasto de largura de banda para atualizações Mantém rotas que podem não ser usadas Protocolos reativos Pequeno sobrecusto Atraso importante na determinação de rotas Usa inundação (busca global) Qual o melhor? Roteamento hop-by-hop O pacote de dados só contém o destino 2
Roteamento a partir da origem O pacote roteia-se sozinho A origem constrói toda a rota Exemplos de Roteamento Unicast Dynamic Source Routing (DSR) Johnson96 Cada nó mantém em cache as rotas conhecidas Quando o nó S quer enviar ao nó D Verifica o Cache Se não conhece: inunda a rede com um Route Request Recursivo para cada nó no caminho 3
Quando o destino recebe o RREQ, responde com um Route Reply (RREP) Que é enviado pelo caminho inverso Como o RREP contém a rota, os caches são atualizados Quando ocorre um envio, toda a rota é incluída no cabeçalho Qual era mesmo o nome do protocolo? Os nós intermediários usam o próprio pacote para fazer o roteamento 4
Prós do DSR Cache Diminiu o sobrecusto da busca Um nó aprende novas rotas só ouvindo Só existem rotas entre quem se comunica Uma única chamada pode gerar diversas rotas (em caches locais) Contras do DSR Cache Caches desatualizados geram sobrecusto A inundação pode chegar a todos os nós Colisão potencial de RREQs Congestão no caso de muitas respostas de caches locais Route Reply Storm Problem Ad Hoc On-Deman Distance Vector Routing Perkins99 DSR aperfeiçoado Os pacotes não contém mais a rota completa no cabeçalho Os nós mantém tabelas de roteamento Como no DSR só existem rotas entre os nós que se comunicam AODV Os Route Request são similares aos do DSR Quando um nó retransmite um RREQ, guarda um caminho reverso para o nó fonte Quando a RREQ chega ao destino, um Route Reply é enviado O RREP faz o caminho inverso 5
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AODV time outs Cada entrada na tabela de roteamento tem sua validade Que deve permitir a volta do RREP Uma entrada de caminho forward é eliminada se não for usada Active_route_timeout Detecção de Falhas no AODV Mensagens periódicas de Hello entre os vizinhos A ausência de Hello indica a falha de um link A falta de acks também indica falhas Comparação DSR AODV Problema: Inundação 7