Uma rede mvel ad hoc (MANET) é um sistema autônomo de
hosts móveis conectados através de enlaces sem fio. MANETs são sistemas de comunicação sem infraestrutura e distribuídos que exigem esquemas de endereçamento eficientes e rápidas rotinas de roteamento para garantir a mobilidade dos nós e os requisitos das aplicações heterogêneas. Os nós em uma MANET se deslocam aleatoriamente e, muitas vezes atuam como roteadores. No entanto, estas funcionalidades da rede são dependentes do endereço IP dos nós o que implica na adoção de mecanismos de endereçamento que proporcionem
atribuição única de endereço e baixa sobrecarga de rede. MANETs podem ser facilmente configuradas e aplicadas a inúmeros cenários, mesmo em lugares desertos e resistirem a catástrofes naturais e guerras. Este trabalho apresenta um estudo dos mecanismos de detecção de endereços duplicados e os principais protocolos de autoconfiguração propostos em Redes Ad Hoc Móveis.
Endereçamento em Redes Ad Hoc móveis: Conceitos, protocolos e tendências
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Programa de Engenharia Elétrica - PEE/COPPE/UFRJ
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Redes Ad Hoc Móveis
Endereçamento, roteamento e tendências
João Batista Pinto Neto
Roteamento de Rede – 2015.1
2. 2
Roteiro
• Introdução
• Mecanismo de Detecção de Endereço Duplicado
• Protocolos de autoendereçamento em MANETs
• Endereçamento em MANETs - Tendências
• Conclusão
3. 3
Introdução
• Redes ad hoc móveis (MANETs)
• Conceito
• Redes sem fio auto-organizáveis
• Cada nó é um roteador
• Protocolos de Roteamento eficientes
• Endereçamento é uma questão chave
• Aplicações
• Atividades Militares
• Operações de emergência
• Redes Pessoais (PAN) e Domésticas (AV streaming)
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Mecanismos de Detecção de
Endereço Duplicado (DAD)
• DAD – Conceito
• Ocorrência de Conflito de Endereço
• Um único nó ingressa na rede (a)
• Um grupo de nós ingressa na rede (b)
• Duas redes se unem (c)
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Classificação de Mecanismos de DAD
• Quanto ao agente responsável pela ação de detecção
• Nó líder ou individual
• Quanto à natureza da detecção
• Proativa ou reativa
• Quanto à precisão da detecção
• Forte (SDAD)
• Fraca (WDAD)
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Mecanismos de DAD
• Strong DAD
• Geração randômica do endereço
• Detecção através de inundação
• Não suporta União de Redes
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Mecanismos de DAD
• Weak DAD
• Suporta União e Particionamento de Redes
• Admite duplicidade por tempo limitado
• Usa tunelamento para encaminhamento temporário
9. 9
Mecanismos de DAD
• Weak DAD
• Usa chave associada ao IP
• Dependente de protocolo de roteamento proativo
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Mecanismos de DAD
• Passive DAD (PDAD)
• Detecção Proativa
• Dependente de protocolo de roteamento proativo
• Baseado em três regra básicas
1. Um nó usa números de sequência em ordem crescente.
2. Um nó usa um número de sequência uma única vez (Exceção
wrap-around).
3. Dois nós não podem ter os mesmos vizinhos se eles estiverem
mais de dois saltos um do outro.
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Protocolos de autoconfiguração de
endereços
• Passive DAD (PDAD)
• PDAD-SN
• Monitoramento dos LSAs (OLSR)
• Aplicação das regras básicas
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Endereçamento em MANETs
• Objetivos:
• Atribuir um único endereço IP – Unicidade
• Funcionalidade – Recuperação de endereços
• Robustez à perda de mensagens – Evitar conflito de
endereço
• Permitir roteamento multi-salto – Independência
espacial
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Endereçamento em MANETs
• Objetivos:
• Minimizar a sobrecarga na rede – Evitar inundação
• Tratamento de pedidos simultâneos – Evitar atribuição
duplicada
• Garantir sincronização – Atualização permanente
• Gerenciar o particionamento ou a união da rede
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Endereçamento em MANETs
• Categorias de Endereçamento
• Abordagem Stateless
• Ausência de tabela de alocação.
• Nós entrantes geram endereço próprio
• Exigência de mecanismo de detecção de conflito
• Abordagem Stateful
• Existência de tabela de alocação
• Ausência de conflito
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Abordagem Stateless
• Protocolo Agent Based Passive Auto-Configuration (APAC)
• Usa PDAD
• O Agente de Endereços (AA)
• Distribui IP e resolve conflitos
• Divide a rede em grupos gerenciados por AAs
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Abordagem Stateless
• Protocolo APAC
• Suporta união e particionamento
• Apresenta baixa sobrecarga
• Dependente de protocolo de roteamento
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Statelful
• Protocolo MANETconf
• Usa escolha randômica de endereço
• Processo de Alocação através de inundação
• Mantêm duas tabelas de alocação de endereços
• Endereços atribuídos
• Endereços candidatos
• Todos os nós têm uma cópia das tabelas
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Abordagem Statelful
• Protocolo MANETconf
• Cada partição tem um identificador único
• O nó de menor endereço gerencia a partição
• A união é feita pelos nós de borda
• Combinando as tabelas
• Resolvendo conflitos (Protocolo de roteamento)
• Apresenta alta sobrecarga
• Dependente de protocolo de roteamento
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Stateful
• Protocolo Prophet
• Geração randômica de endereços
Profeta
• Não Apresenta sobrecarga
• É possível verificar a ocorrência
de duplicidade de endereços
• Baixa probabilidade de colisão
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Stateful
• Protocolo Mobility-Aided Address Allocation (MAAA)
• Faixa de endereços (N) distribuída entre todos os nós da rede
• Não Apresenta sobrecarga
• Não há recuperação de endereços
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Híbrida
• Protocolo Passive Autoconfiguration for Mobile ad hoc
Networks (PACMAN)
• Usa PDAD
• Rápida atribuição de endereço
• Grande Complexidade
• Não Apresenta sobrecarga
• Não há recuperação de endereços
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Híbrida
• Protocolo PACMAN
• Não Apresenta sobrecarga
• Exige nós robustos
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Endereçamento em MANETs
Tendências
• Utilização de clusters
• MANET IPv6
• Aumento do espaço de endereçamento
• Hierarquia de endereçamento
• Alcance global
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Conclusão
• Amplo campo de pesquisa
• Protocolos compatíveis com nós multicanais
• Modelos de propagação mais realistas