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Manuel BeetzMarcus Gottwald Ad-hoc-Netzwerke und Routing in Ad-hoc-Netzwerken.

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Präsentation zum Thema: "Manuel BeetzMarcus Gottwald Ad-hoc-Netzwerke und Routing in Ad-hoc-Netzwerken."—  Präsentation transkript:

1 Manuel BeetzMarcus Gottwald Ad-hoc-Netzwerke und Routing in Ad-hoc-Netzwerken

2 Folie 2 Ad-hoc-Netzwerke Ad hoc: [lat] aus dem Moment heraus (entstanden) Netzwerke mit nicht gleichbleibender Infrastruktur Wired/wireless, mobile/immobile MANET: Mobile Ad-hoc NETwork, üblicherweise schnurlos Autokonfiguration Relaying

3 Folie 3 Anwendungen 1 Conferencing: Administrativa, Beispiele, Netzwerkzugriff Home Networking: LAN-Partys, Kühlschrank-Inhalt, Notebooks Personal Area Networks: Handy, PDA, Notebook; Bluetooth Emergency/Disaster: Feuerwehr, Polizei, Netzausfälle

4 Folie 4 Anwendungen 2 Verkehr: Stau, Unfall, Routenplanung, Blitzer, Parkplatz, Unterhaltung, Tourismus,... Terminodes, Prenzlnet, WaveWAN: großflächige Netzwerk-Versorgung Electronic Dust Militärische Nutzung: line of sight, temporäre Lager

5 Folie 5 Herausforderungen Energieverbrauch: Forwarding, Beaconing Abdeckung (Coverage): asymmetrische Funkverbindungen Netzwerk-Verkehr: Daten-Verlust auf Funkstrecken Vermittlung und Wegewahl (Routing): Dynamik, später mehr

6 Folie 6 Sicherheit der Daten Sicherheit = Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit Vertraulichkeit: Verschlüsselung Verschlüsselung: Rechenleistung, Ende-zu-Ende? Integrität: auf Schicht 1 oder bei Verschlüsselung Verfügbarkeit: großes Problem

7 Folie 7 Sicherheit 2 Sicherheit für mobile Teilnehmer: Relaying Sicherheit für vorhandene Infrastruktur: unbefugter Zugriff auf Ad-hoc-Netz, Interessenkonflikt: Autokonfiguration/Sicherheit

8 Folie 8 Techniken IEEE b: Wavelan, Orinoco Bluetooth: Personal Operating Space; Pikonetze, Scatternets IEEE : Wireless Personal Area Networks

9 Folie 9 Routing Warum Routing? Warum neue Verfahren? Warum nicht RIP oder OSPF?

10 Folie 10 Routing Ad-hoc-Netze Besonderheiten in Ad-hoc-Netzwerken: Meist beschränkte Ressourcen (Energie, Sendeleistung) Dynamische Netztopologie Asymmetrie der Verbindungen Interferenzen und Störungen

11 Folie 11 Verfahren Link-StateDistance-Vector ProactiveOSPFRIP, DSDV ReactiveDSRAODV

12 Folie 12 Link-State Jede Station erzeugt Sicht auf das gesamte Netzwerk Wegewahl durch geeignete Algorithmen (Dijkstra) Nicht geeignet für hochdynamische Netze

13 Folie 13 Distance-Vector Nur lokale Informationen notwendig Austausch von Informationen zur Wegewahl nur mit den Nachbarn Gefahr von Kreisen Count-to-Infinity-Problem

14 Folie 14 Proactive / Reactive Proactive: Wege werden im Voraus ermittelt Geringe Latenz Viele überflüssige Routen gespeichert Reactive: Wege werden nach Bedarf ermittelt Höhere Latenz Kleine Routing-Tabellen

15 Folie 15 Modellierung als Graph Stationen im Netzwerk = Knoten im Graph Funkverbindung zwischen Stationen = Kante im Graph Routing im Netzwerk = Wegewahl im Graph

16 Folie 16 Routing-Algorithmen Destination-Sequenced Distance-Vector (DSDV) Dynamic Source Routing (DSR) November 2001 Ad-Hoc On-Demand Distance-Vector (AODV) Januar 2002 Zone Routing Protocol (ZRP) Juni 2001

17 Folie 17 Verfahren Link-StateDistance-Vector ProactiveOSPFRIP, DSDV ReactiveDSRAODV

18 Folie 18 DSDV Routing-Tabelle Routing-Eintrag Destination Metric Destination Sequence Number Destination-Sequenced Distance-Vector Routing-Tabelle: ein Eintrag für jeden bekannten Teilnehmer

19 Folie 19 DSDV Funktionsweise Destination-Sequenced Distance-Vector Periodischer Austausch von Routing-Tabellen mit allen Nachbarn (ähnlich RIP) Umgehende Benachrichtigung aller Nachbarn bei bedeutenden Veränderungen Unterscheidung alter und neuer Nachrichten mittels vom Absender mitgeschickter Sequence Number

20 Folie 20 DSDV Bewertung Destination-Sequenced Distance-Vector Vorteile: Routen jederzeit verfügbar Schnelle Reaktion auf Veränderungen Nachteile: Hoher Steuerungsaufwand Permanenter Netzwerk-Verkehr auch ohne zu übertragende Nutzdaten

21 Folie 21 Verfahren Link-StateDistance-Vector ProactiveOSPFRIP, DSDV ReactiveDSRAODV

22 Folie 22 DSR Funktionsweise Dynamic Source Routing Routen nur nach Bedarf ermittelt Nutzung einer Route bis zum Auftreten eines Fehlers Wegewahl allein durch Absender

23 Folie 23 DSR Route Request Dynamic Source Routing Aussenden eines Route Request-Pakets Weiterleitung von Requests mittels Broadcast (Fluten des Netzes)

24 Folie 24 DSR Route Reply Dynamic Source Routing Zielstation sendet Route Reply an Initiator der Suche über gefundenen Weg.

25 Folie 25 DSR Route Maintenance Dynamic Source Routing Route Error-Paket bei Unterbrechung der vorgegebenen Route (Source Route)

26 Folie 26 DSR Bewertung Dynamic Source Routing Vorteile: Wenig überflüssiger Netzwerkverkehr Erhöhte Sicherheit durch Source Routing Nutzung unidirektionaler Funkverbindungen möglich Nachteile: Größere Latenz

27 Folie 27 Verfahren Link-StateDistance-Vector ProactiveOSPFRIP, DSDV ReactiveDSRAODV

28 Folie 28 AODV Funktionsweise Ad-hoc On-Demand Distance-Vector Distance-Vector-Verfahren Austausch von Routing-Tabellen nur bei Bedarf

29 Folie 29 AODV Reverse Path Ad-hoc On-Demand Distance-Vector Aussenden eines Route Request- Pakets Jeder Empfänger merkt sich vorläufig den Weg zur suchenden Station und leitet die Anfrage weiter.

30 Folie 30 AODV Forward Path Ad-hoc On-Demand Distance-Vector Zielstation sendet Route Reply über gefundenen Weg an Initiator der Suche. Gefundener Weg wird damit bestätigt Unbenutzte Wege verfallen

31 Folie 31 AODV Maintenance Ad-hoc On-Demand Distance-Vector Funkverbindungen auf bestätigten Wegen werden mittels hello messages überwacht. Bei Unterbrechung wird ein Update der Routing-Tabelle ausgesandt. Bei Bedarf wird eine neue Route Discovery ausgeführt.

32 Folie 32 AODV Bewertung Ad-hoc On-Demand Distance-Vector Vorteile: Geringere Latenz Wenig überflüssiger Netzwerkverkehr Nachteile: ???

33 Folie 33 ZRP Funktionsweise Zone Routing Protocol Setzt sich zusammen aus: IntrAzone Routing Protocol (IARP) IntErzone Routing Protocol (IERP) Bordercast Routing Protocol (BRP)

34 Folie 34 ZRP Verfahren Link-StateDistance-Vector ProactiveIARPBRP ReactiveIERP Zone Routing Protocol

35 Folie 35 ZRP IARP IntrAzone Routing Protocol Verwendet Link-State-Verfahren für Stationen in der eigenen Routing-Zone

36 Folie 36 ZRP IERP IntErzone Routing Protocol Verwendet Distance-Vector-Verfahren für Stationen außerhalb der eigenen Routing- Zone

37 Folie 37 ZRP BRP Bordercast Routing Protocol Erreichen von Stationen außerhalb der Routing-Zone mittels Weiterleitung über Bordernodes

38 Folie 38 ZRP Bewertung Zone Routing Protocol Vorteile: Wenig überflüssiger Netzwerkverkehr Geringe Latenz Robuste Routen Nachteile: Aufwendig zu implementieren

39 Folie 39 Routing-Algorithmen Wahl des Routing-Verfahrens abhängig von: Dynamik der Teilnehmer Ressourcen der Geräte Größe des Netzwerks

40 Folie 40 Cluster-Based Networks Unterteilung von Netzwerken in kleine administrative Einheiten Stationen übernehmen spezielle Aufgaben in der Einheit Cluster-Hierarchien können Routing vereinfachen Clusterbildung und Aufgabenverteilung erfolgt automatisch.

41 Folie 41 Alternative Metriken Least Interference Routing Bisher: Metrik = #Hops Wegewahl anhand der geringsten Interferenz Maß für Interferenz einer Station: Anzahl der Nachbarstationen


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