Tema 4.-
Redes inalámbricas Ad Hoc
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  1. 1. Tema 4.- Redes inalámbricas Ad Hoc A. Conceptos generales B. Encaminamiento i. DSR ii. AODV iii. OLSR C. Calidad de servicio D. Control de potencia Nitin H. Vaidya, “Tutorial on Mobile Ad Hoc Networks: Routing, MAC and Transport agradecimientos/acknowledgments Issues” disponible en http://www.crhc.uiuc.edu/wireless/tutorials.html Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007
  2. 2. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Mobile Ad-hoc Networks (MANETs) Redes formadas por nodos móviles con conexión inalámbrica. No utilizan ninguna infraestructura preexistente o Existen soluciones híbridas conocidas como “redes mesh” En una MANET la movilidad ha un importancia crucial. o Las rutas varían en el tiempo o Problemas de particionamiento 2
  3. 3. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 ¿Porqué las redes ad hoc? Disponer de infraestructura cableada fija o puntos de acceso no siempre es posible o viable o No resulta práctico en entornos civiles de carácter temporal o No se dispone o Puede haber sido destruida, por ejemplo en entornos de desastres naturales Las redes ad hoc o Se pueden desplegar de forma flexible en entornos que no disponen de infraestructura fija 3
  4. 4. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Un caso “ejemplar”: Traffic networks “Coches inteligentes” y “carreteras Por ejemplo: FleetNet – Internet on the inteligentes”. Los sistemas de abordo Road. Ad Hoc Radio Network for Inter- “hablan” con la “carreteras”. Vehicle Communications o http://www.fleetnet.de Ofrece: o Cooperative driver assistance: Emergency notification Overtaking assistance Obstacle warning o Decentralized floating car data: Traffic jam monitor Dynamic navigation Route weather forecast o User communications and information services: Hot-spot Internet access Inter-vehicle chat Distributed games 4
  5. 5. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Varios tipos Entorno completamente simétrico o todos los nodos tiene capacidades y responsabilidades idénticas Entornos asimétricos; pueden variar: o Los radios de transmisión o La duración de las baterías o La capacidad de proceso o Capacidad de encaminamiento o Las tecnologías utilizadas A menos que esté indicado de otra A menos que esté indicado de otra manera, se asume implícitamente el manera, se asume implícitamente el entorno completamente simétrico en el entorno completamente simétrico en el que todos los nodos tienen idénticas que todos los nodos tienen idénticas capacidades y responsabilidades capacidades y responsabilidades 5
  6. 6. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Retos de las redes ad hoc Cómo encaminar paquetes entre estaciones Cómo hacerlo de forma eficiente Otros retos: o Calidad de servicio o Configuración o Descubrimiento de servicios o Seguridad y privacidad o Prestaciones TCP o ... Limitaciones de las redes ad hoc o relativas al medio inalámbrico Radio de transmisión limitado (Encaminamiento complejo) Ancho de banda reducido Errores de transmisión/perdidas de paquetes Seguridad restringida o relativas al carácter móvil de las estaciones Topología dinámicas (rutas dinámicas) Energía reducida [Corson99] , S. Corson and J. Macker, “Mobile Ad hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and 6 Evaluation Considerations”, RFC 2501, January 1999.
  7. 7. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Visión general aplicaciones Middleware TCP/UDP TCP seguridad zeroconf MobileIP IP MANETs “Mobile ad hoc networking: imperatives and challenges”, Imrich Chlamtac, Marco Conti, Jennifer J.-N. Liu, sensores IEEE 802.11 Bluetooth Ad Hoc Networks, Elsevier, 1 (2003). 7
  8. 8. Tema 4.- Redes inalámbricas Ad Hoc A. Conceptos generales B. Encaminamiento i. DSR ii. AODV iii. OLSR C. Calidad de servicio Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007
  9. 9. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Routing Overview Network with nodes, edges Goal: transfer message from one node to another o Which is the “best” path? o Who decides - source or intermediate nodes? msg 9
  10. 10. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Routing Overview Which path? o Generally try to optimize one of the following: Shortest path (fewest hops) Shortest time (lowest latency) Shortest weighted path (utilize available bandwidth, battery) Who determines route? o Source (“path”) routing [Like airline travel] Source specifies entire route Intermediate nodes just forward to specified next hop o Destination (“hop-by-hop”) routing [Like postal service] Source specifies only destination in message header Intermediate nodes look at destination in header, consult internal tables to determine appropriate next hop 1 0
  11. 11. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 MANET Routing Properties No external network setup: “self-configuring” Efficient when network topology is dynamic (frequent network changes – links break, nodes come and go) Self Starting Adapt to network conditions Qualitative Properties o Distributed operation o Loop Freedom o Demand Based Operation o Security o Sleep period operation o Unidirectional link support Quantitative Properties o End-to-End data throughput o Delays o Route Acquisition time o Out of order delivery (percentage) 1 o Efficiency 1
  12. 12. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Why is Routing in MANET different ? Host mobility o link failure/repair due to mobility may have different characteristics than those due to other causes Rate of link failure/repair may be high when nodes move fast New performance criteria are used o route stability despite mobility o energy consumption o host position Dynamic Solution much more difficult to be deployed 1 2
  13. 13. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Tipos de protocolos de encaminamiento Protocolos proactivos o Determinan las rutas independientemente del modelo de tráfico o Los tradicionales protocolos link-state y distance-vector son proactivos Protocolos reactivos o Mantiene las rutas solamente si es necesario La tercera vía: los protocolos híbridos Aspectos a tener en consideración o Tiempo de espera para el descubrimiento de la ruta Los protocolos proactivos normalmente tienen una latencia menor gracias al uso de caches Los protocolos reactivos pueden tener mayor latencia – Una ruta entre A y B es establecida solo si A intenta transmitir a B o Overhead del descubrimiento y del mantenimiento de la ruta Los protocolos reactivos pueden tener un overhead menor por que buscan las rutas únicamente cuando es necesario Los protocolos proactivos pueden tener un overhead mayor por que siempre están actualizando las rutas 1 ¡¡Que solución adoptar depende del tipo di trafico y del tipo de movilidad!! ¡¡Que solución adoptar depende del tipo di trafico y del tipo de movilidad!! 3
  14. 14. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 manet Working Group IETF WG: Mobile Ad-hoc Networks (manet) o http://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html Purpose of MANET working group o standardize IP routing protocol functionality suitable for wireless routing application within both static and dynamic topologies with increased dynamics due to node motion or other factors. Approaches are intended to be: o relatively lightweight in nature o suitable for multiple hardware and wireless environments, and address scenarios o MANETs are deployed at the edges of an IP infrastructure o hybrid mesh infrastructures (e.g., a mixture of fixed and mobile routers) should also be supported by MANET specifications and management features. 1 4
  15. 15. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Description of Working Group Using mature components from previous work on experimental reactive and proactive protocols, the WG will develop two Standards track routing protocol specifications: o Reactive MANET Protocol (RMP) o Proactive MANET Protocol (PMP) Both IPv4 and IPv6 will be supported. Routing security requirements and issues will also be addressed. 1 5
  16. 16. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Goals and Milestones Done Post as an informational Internet-Drafts a discussion of mobile ad-hoc networking and issues. Done Agenda bashing, discussion of charter and of mobile ad hoc networking draft. Done Discuss proposed protocols and issues. Redefine charter. Done Publish Informational RFC on manet design considerations Done Review the WG Charter and update Done Submit AODV specification to IESG for publication as Experimental RFC Done Develop I-D for potential common manet encapsulation protocol approach Done Submit initial I-D(s) of candidate proposed routing protocols and design frameworks Done Promote implementation, revision, and testing of initial proposed I-D(s) Done Explore basic performance and implementation issues of initial approaches Done Explore proposed proactive protocol design commonalities Done Submit DSR specification to IESG for publication as Experimental RFC Done Submit OLSR specification to IESG for publication as Experimental RFC Done Submit TBRPF specification to IESG for publication as Experimental RFC Done Develop a further focused problem statement and address an approach for a common engineering work effort Done Reevaluate the WG's potential based on the problem statement consensus Mar 05 Submit initial ID of RMP for WG review Mar 05 Submit initial ID of PMP for WG review Mar 05 Submit inital ID of generalized MANET flooding approach Jun 05 Revise WG documents and review Nov 05 Document initial implementation progress and experience Revise documents based upon implementation experience Feb 06 Submit RMP specification and supporting documentation to IESG for publications as Proposed Standard Feb 06 Submit PMP specification and supporting documentation to IESG for publications as Proposed Standard Feb 06 Submit MANET flooding specification to IESG for publication as Experimental Standard 1 Mar 06 Review and update milestones 6
  17. 17. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Protocolos propuestos D. Johnson, D. Maltz, and Y-C. Hu. The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks (DSR), draft-ietf-manet-dsr-10.txt. Internet Draft (work in progress), April 2003. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-manet-dsr-10.txt C. Perkins, E. Belding-Royer, and S. Das. Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing. Request for Comments (Experimental) 3561, July 2003. http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt T. Clausen and P. Jacquet. Optimized Link State Routing Protocol OLSR. Request for Comments (Experimental) 3626, October 2003. http://www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt R. Ogier, F. Templin, and M. Lewis. Topology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding (TBRPF). Request for Comments (Experimental) 3684. February 2004. http://www.ietf.org/rfc/rfc3684.txt I. Chakeres, E. Belding-Royer, and C. Perkins. Dynamic MANET On-demand (DYMO) Routing, draft-ietf-manet-dymo-02.txt. Internet Draft (work in progress), June 2005. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-manet-dymo-02.txt T. Clausen. The Optimized Link-State Routing Protocol version 2, draft-clausen- manet-olsrv2-01. Internet Draft (work in progress), August 2005. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-clausen-manet-olsrv2-01.txt J. Macker. Simplified Multicast Forwarding for MANET, draft-ietf-manet-smf-00.txt. Internet Draft (work in progress), June 2005. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft- ietf-manet-smf-00.txt Y muchos más: o http://en.wikipedia.org/wiki/Ad_hoc_protocol_list 1 7
  18. 18. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Protocolos propuestos D. Johnson, D. Maltz, and Y-C. Hu. The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks (DSR), draft-ietf-manet-dsr-10.txt. Internet Draft (work in progress), April 2003. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-manet-dsr-10.txt C. Perkins, E. Belding-Royer, and S. Das. Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing. Request for Comments (Experimental) 3561, July 2003. http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt T. Clausen and P. Jacquet. Optimized Link State Routing Protocol OLSR. Request for Comments (Experimental) 3626, October 2003. http://www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt R. Ogier, F. Templin, and M. Lewis. Topology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding (TBRPF). Request for Comments (Experimental) 3684. February 2004. http://www.ietf.org/rfc/rfc3684.txt I. Chakeres, E. Belding-Royer, and C. Perkins. Dynamic MANET On-demand (DYMO) Routing, draft-ietf-manet-dymo-02.txt. Internet Draft (work in progress), June 2005. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-manet-dymo-02.txt T. Clausen. The Optimized Link-State Routing Protocol version 2, draft-clausen- manet-olsrv2-01. Internet Draft (work in progress), August 2005. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-clausen-manet-olsrv2-01.txt J. Macker. Simplified Multicast Forwarding for MANET, draft-ietf-manet-smf-00.txt. Internet Draft (work in progress), June 2005. http://www.ietf.org/internet-drafts/draft- ietf-manet-smf-00.txt Y muchos más: o http://en.wikipedia.org/wiki/Ad_hoc_protocol_list 1 8
  19. 19. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Una primera nodo que acaba de enviar una trama Y solución se basa en utilizar flooding nodo que acaba de recibir una trama Z controlado envio broadcast de una trama S L E B M F C J D A G H K N I destino 1 9
  20. 20. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envio broadcast de una trama S L E B F M C J A G D H K N I posible colisión!! 2 0
  21. 21. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envio broadcast de una trama S L E B F M J C A G D H K N I recibe la trama pero no la reenvía por que ya lo ha 2 hecho 1
  22. 22. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envio broadcast de una trama S L E M B F J C A G D H K N I recibe la trama de J y de K (entre ellos son hidden) 2 posible colisión 2
  23. 23. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envio broadcast de una trama S L E M B F J C A G D H K N I D no reenvía por que es el destino final 2 3
  24. 24. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envio broadcast de una trama S L E M B F J C A G D H K N I El flooding ha teminado! El flooding ha teminado! 2 4
  25. 25. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del flooding para la entrega de datos Muchos protocolos utilizan el flooding (limitado) de los paquetes del control, en vez de los paquetes de los datos. Los paquetes de control se utilizan para descubrir las rutas. Las rutas establecidas se utilizan posteriormente para enviar los paquetes de datos. La sobrecarga que se debe al flooding de los paquetes de control se amortiza gracias a los paquetes de los datos transmitidos entre los floodings consecutivos de paquetes del control. Ventajas Desventajas Sencillo Overhead potencialmente muy alto Es más eficiente si la tasa de envío es baja el overhead de los procesos de o en el peor de los casos todos los búsqueda y mantenimiento de rutas nodos alcanzable por el nodo explicitas resulte ser más alto fuente recibirán los datos o Ej.: en el caso que los nodos transmitan pocos mensajes de tamaño pequeño y que la topología varíe muy a menudo Potencialmente la entrega de los datos Potencialmente la entrega de los datos es menos fiable a causa del uso de es más fiable, por que se pueden difusiones. utilizar múltiples rutas. o Ej.: las difusiones con el MAC de ¿? IEEE 802.11 son pocos fiables 2 5
  26. 26. Tema 4.- Redes inalámbricas Ad Hoc A. Conceptos generales B. Encaminamiento i. DSR ii. AODV iii. OLSR C. Calidad de servicio D. Control de potencia Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007
  27. 27. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Dynamic Source Routing (DSR) David B. Johnson, David A. Maltz, Yih-Chun Hu, “The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks”, <draft-ietf-manet-dsr-10.txt> Redes de tamaño medio (200 nodos), admite altas velocidades Cuando el nodo S desea enviar un paquete al nodo D, pero no tiene una ruta hacia D, inicia un descubrimiento de la ruta (route discovery). El nodo fuente S hace un flooding de Route Request (RREQ) Cada nodo añade su propio identificador cuando reenvía un RREQ. Uso del “send buffer” Uso de RREQ identifier 2 7
  28. 28. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del Route Request en DSR Y nodo que acaba de enviar una RREQ nodo que acaba de recibir una RREQ [X,Y] lista de IDs añadidos al RREQ L S [S] E B M F C J D A G H K N I destino 2 8
  29. 29. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del Route Request en DSR Y nodo que acaba de enviar una RREQ nodo que acaba de recibir una RREQ Z [X,Y] lista de IDs añadidos al RREQ L E [S,E] S L B F M C [S,C] J A G D H K N I posible colisión!! 2 9
  30. 30. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del Route Request en DSR Y nodo que acaba de enviar una RREQ nodo que acaba de recibir una RREQ Z [X,Y] lista de IDs añadidos al RREQ L S L E B F [S,E,F] M J C A G [S,C,G] D H K N I recibe el RREQ pero no lo reenvía por que ya lo ha 3 hecho 0
  31. 31. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del Route Request en DSR Y nodo que acaba de enviar una RREQ nodo que acaba de recibir una RREQ Z [X,Y] lista de IDs añadidos al RREQ L S L E M B F J [S,E,F,J] C A G D K[S,C,G,K] H N I recibe la trama de J y de K (entre ellos son hidden) 3 posible colisión 1
  32. 32. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del Route Request en DSR Y nodo que acaba de enviar una RREQ nodo que acaba de recibir una RREQ Z [X,Y] lista de IDs añadidos al RREQ L L S E M [S,E,F,J,M] B F J C A G D H K N I D no reenvía por que es el destino final 3 2
  33. 33. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Uso del Route Reply En destino D al recibir el primer RREQ envía un Route Y Reply (RREP) RREP se envía usando la ruta obtenida invirtiendo la que está en el RREQ que se ha recibido Z S RREP [S,E,F,J,D] L E M B F J C A G D H K N I 3 3
  34. 34. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Route Reply en DSR El Route Reply puede ser enviado invirtiendo la ruta en el Route Request (RREQ) solo si tenemos la garantía que los enlaces sean bi-direccionales o Para garantizarlo el RREQ es reenviado solo si se recibe desde un enlace que sabemos ser bi-direccional Si se permiten enlaces unidireccionales (asimétricos) entonces el RREP tiene que utilizar un route discovery desde D hacia S o A menos que D ya tenga una ruta hacia S o Si un route discovery es iniciado por D hacia S, entonces el Route Reply es piggybacked hacia S desde D. El uso del estándar IEEE 802.11 para enviar datos implica que los canales son bi-direccionales (por que se utilizan los ACKs) 3 4
  35. 35. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Dynamic Source Routing (DSR) Cuando el nodo S recibe el RREP, memoriza en cache la ruta Cuando el nodo S envía un paquete de datos a D, la ruta está incluida en la cabecera o por eso el nombre de source routing Los nodos intermedio utilizan solo y únicamente la ruta incluida en la cabecera para saber a quien tienen que reenviar el paquete. 3 5
  36. 36. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Data Delivery in DSR La cabecera de los paquetes Y va creciendo al aumentar de la longitud de la ruta Z DATA [S,E,F,J,D] S L E M B F J C A G D H K N I 3 6
  37. 37. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Optimizaciones de DSR: Route Caching (1/2) Cada nodo guarda en cache todas las rutas que pueda descubrir 1. Cuando el nodo S descubre la ruta [S,E,F,J,D] hacia el nodo D, el nodo S descubre también la ruta [S,E,F] hacia el nodo F 2. Cuando el nodo K recibe Route Request [S,C,G] destinado al nodo D, el nodo K descubre la ruta [K,G,C,S] hacia el nodo S 3. Cuando el nodo F retransmite Route Reply RREP [S,E,F,J,D], el nodo F descubre la ruta [F,J,D] hacia el nodo D 4. Cuando el nodo E retransmite Data [S,E,F,J,D] descubre la ruta [E,F,J,D] hacia el nodo D Y Z E L S M B F J C A D H G K N I 3 7
  38. 38. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Optimizaciones de DSR: Route Caching (2/2) Los nodos, además pueden descubrir rutas por medio del overhearing Uso de las caches: o Cuando un nodo X recibe un Route Request para un nodo D y tiene en su cache una ruta hacia ese nodo puede contestar directamente o Cuando el nodo S descubre que una ruta al nodo D está interrumpida, utiliza otra ruta, si existe, de su cache local. Si no, el nodo S comienza un route discovery Posible problema del uso de las caches: o en entornos altamente móviles el uso de las caches puede afectar las Y prestaciones Z E L S M B F J C A K D H G N I 3 8
  39. 39. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Route Error (RERR) J envía un route error a S utilizando la ruta J-F-E-S cuando su intento de entregar el paquete de datos a D falla Los nodos que escuchan el RERR actualizan sus caches Cada nodo es responsable de Y confirmar que ese enlace se puede utilizar para transmitir datos. o Ack del MAC (p.ej., 802.11) Z o Passive acks o DSR-specific ACK S L E RERR [J-D] M B F J C A G D H K N I 3 9
  40. 40. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Características adicionales Técnica del “Expading ring” en la búsqueda de rutas utilizando el campo TTL de los paquetes o “non propagating” Route Request Técnica de “Route salvaging” en el mantenimiento de las rutas o Sustitución dinámica de las rutas por nodos intermedios o El numero de salvamientos es limitado Técnica de “Automatic route shortening” para optimizar las rutas o Uso de “gratuitous” Route Reply Uso de flujos de datos: los “flows” 4 0
  41. 41. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 DSR: ventajas y desventajas Se gestionan solo las rutas entre nodos El tamaño de la cabecera crece al crecer que quieren comunicarse de la ruta debido al uso del source routing o se reduce la carga para El flooding de las peticiones de ruta mantener varias rutas puede potencialmente alcanzar todos los nodos en la red. Hay que evitar las colisiones producidas El uso de la cache puede reducir la por la retransmisión de los RREQ carga de futuros procesos de route o se insertan retardos aleatorio discovery antes de enviar el RREQ. Aumento de la contienda para el acceso Un solo proceso de RR puede producir al canal si se producen demasiadas RR variar rutas hacia el destino gracias a por nodos que usan sus caches las respuestas de las caches de los o Problema de la tormenta de nodos intermedios Route Reply. o se puede evitar forzando un nodo a no enviar un RREP si escucha otro RREP con una ruta más corta Un nodo intermedio puede corromper las caches de otros nodos enviando RREP utilizando una cache obsoleta 4 1
  42. 42. Tema 4.- Redes inalámbricas Ad Hoc A. Conceptos generales B. Encaminamiento i. DSR ii. AODV iii. OLSR C. Calidad de servicio D. Control de potencia Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007
  43. 43. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) Charles E. Perkins, Elizabeth M. Belding-Royer, and Samir Das, “Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing”, IETF RFC 3561 El DSR incluye el encaminamiento fuente en la cabecera de los paquetes. Si el tamaño de los paquetes resultantes es muy grande puede afectar a las prestaciones, sobre todo si los paquetes de datos son pequeños AODV intenta mejorar DSR utilizando tablas de encaminamiento en los nodos de forma que los paquetes no tengan que llevar información sobre de la ruta AODV mantiene la característica del DSR que las rutas son mantenidas solo para los nodos que quieren comunicar 4 3
  44. 44. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector Basic Routing Protocol o known also as Distributed Bellman-Ford or RIP Every node maintains a routing table o all available destinations o the next node to reach to destination o the number of hops to reach the destination Periodically send table to all neighbors to maintain topology Bi-directional links are required! 4 Thanks to Raoul Reuter 4
  45. 45. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector (Tables) 1 2 A B C Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … A A 0 A A 1 A B 3 B B 1 B B 0 B B 2 C B 3 C C 2 C C 0 4 Thanks to Raoul Reuter 5
  46. 46. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector (Update) B broadcasts the new routing information to his neighbors Routing table is updated (A, 1) (A, 1) (B, 0) (B, 0) (C, 1) (C, 1) 1 1 A B C Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … A A 0 A A 1 A B 3 2 B B 1 B B 0 B B 1 C B 3 2 C C 1 C C 0 4 Thanks to Raoul Reuter 6
  47. 47. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector (New Node) broadcasts to update tables of C, B, A with new entry for D (A, 1) (A, 2) (B, 0) (B, 1) (C, 1) (C, 0) (D, 2) (D, 1) (D, 0) 1 1 1 A B C D Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … A A 0 A A 1 A B 2 B B 1 B B 0 B B 1 C B 2 C C 1 C C 0 D B 3 D C 2 D D 1 4 Thanks to Raoul Reuter 7
  48. 48. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector Broken Link and consequent Loops… 1 1 1 A B C D Dest. Next Metric … Dest.c Next Metric … Dest. Next Metric … … … … … … … … … … D B 3 D C 2 D D B ∞ 1 (D, 2) (D, 2) 1 1 1 A B C D Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … Dest. Next Metric … … … … … … … … … … D B 3 D C 2 D B 3 4 Thanks to Raoul Reuter 8
  49. 49. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector … create the “Count to Infinity” problem (D,5) (D,4) (D,4) (D,3) (D,2) (D,2) 1 1 1 A B C D Dest. Next Metric … Dest.c Next Metric … Dest. Next Metric … … … … … … … … … … D B 3, 5, … D C 2, 4, 6… D B 3, 5, … 4 Thanks to Raoul Reuter 9
  50. 50. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Distance Vector Issues in ad-hoc networks: o Loops Bandwidth reduction in network Unnecessary work for loop nodes o Count to Infinity Very slow adaptation to topology changes. 5 Thanks to Raoul Reuter 0
  51. 51. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 AODV Los mensajes de Route Requests (RREQ) son reenviados de manera similar a DSR Cuando un nodo retransmite un Route Request, activa también una ruta inversa que apunta a la fuente o AODV supone canales bidireccionales Cuando el destino recibe el Route Request, responde enviando un Route Reply El Route Reply recorre la ruta activada a través del envío del Route Request 5 1
  52. 52. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Envio del Route Request Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envió broadcast de una trama RREQ S L E B M F C J D A G H K N I destino 5 2
  53. 53. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Envio del Route Request Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envió broadcast de una trama RREQ Links de la ruta inversa S L E B F M C J A G D H K N I posible colisión!! 5 3
  54. 54. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Envio del Route Request Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envió broadcast de una trama RREQ Links de la ruta inversa S L E B F M J C A G D H K N I recibe la trama pero no la reenvía por que ya lo ha 5 hecho 4
  55. 55. Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/2006-2007 Envio del Route Request Y nodo que acaba de enviar una trama nodo que acaba de recibir una trama Z envió broadcast de una trama RREQ Links de la ruta inversa S L E M B F J C A G D H K N I recibe la trama de J y de K (entre ellos son hidden) 5 posible colisión 5
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