Prof. Marco Aurélio Spohn UFCG/DSC

Apresentação em tema: "Prof. Marco Aurélio Spohn UFCG/DSC"— Transcrição da apresentação:

1 Prof. Marco Aurélio Spohn UFCG/DSC 2010.1
Redes Ad Hoc Sem Fio Prof. Marco Aurélio Spohn UFCG/DSC 2010.1

2 Informações para contato
Professor: Marco Aurélio Spohn Sala: DSC 214 Página do curso:

3 Objetivo do curso Introdução a redes ad hoc sem fio (Mobile Ad Hoc Networks, MANETs)‏ Ênfase nas camadas: Enlace (MAC)‏ Rede (Roteamento)‏ Transporte

4 Tópicos Introdução. Questões de nível MAC Roteamento:
unicast multicast broadcasting (“roteamento?!”)‏ Questões do nível de transporte

5 MANETs Mobile, (wireless), multi-hop ad-hoc networks.
Comunicação sem fio (“wireless”): transmissão de ondas de rádio Não assume nenhuma infraestrutura de apoio Fonte de energia limitada (i.e., baterias)‏ Rotas entre nós podem conter múltiplos saltos (“hops”)‏ Nós tem a liberdade de locomoção: rotas podem mudar ao longo do tempo!

6 Multi-hop Pode ser necessário trafegar por múltiplos nós intermediários para chegar ao destino

7 Multi-hop A mobilidade dos nós pode afetar as rotas

8 Por que MANETs ? Implantação:
Fácil Rápida Pouca ou nenhuma dependência de infraestrutura fixa!!!

9 Aplicações Ambiente militar: Ambiente civil: Operações de emergência:
Soldados, tanques, aviões. Ambiente civil: Rede de taxi Salas de reunião, conferências Estádios de esporte Operações de emergência: Procura-e-Resgate Policiamento e bombeiros Monitoramento e Vigilância

10 Muitas variantes Ambiente totalmente simétrico
todos os nós tem as mesmas capacidades e responsabilidades: Bateria (energia)‏ Rádio (alcance de transmissão)‏ Processamento Roteamento

11 Muitas variantes (cont.)‏
Capacidades assimétricas: Alcance de transmissão e rádios podem diferir Vida da bateria pode diferir Nós podem ter diferentes capacidades de processamento Nós podem ter diferentes padrões de velocidade e mobilidade

12 Muitas variantes (cont.)‏
Responsabilidades assimétricas: Somente alguns nós podem rotear pacotes Alguns nós podem atuar como líderes para outros nós próximos (e.g., cluster- head)‏

13 Muitas variantes (cont.)‏
Características de tráfego podem diferir em diferentes redes ad hoc:. Taxa de transmissão (i.e., bit rate)‏ Limitações de pontualidade Requisições de confiabilidade Unicast, multicast, broadcast Podem coexistir e cooperar com uma rede baseada em infraestrutura fixa!

14 Muitas variantes (cont.)‏
Padrão de mobilidade pode diferir: Pessoas sentadas na sala de espera em um aeroporto Taxistas em uma cidade Estudantes se deslocando no campus Movimentos de militares

15 Muitas variantes (cont.)‏
Características de mobilidade Velocidade, Predição de movimento direção padrão Uniformidade (ou não) das características de mobilidade entre os nós

16 Desafios Os membros da rede devem coordenar-se sem utilizar nenhuma infraestrutura fixa: descobrir vizinhança roteamento controle de topologia

17 Desafios Transmissão com alcance (radio range) limitado
Transmissão “broadcast” por natureza (assumindo antenas omnidirecionais!)‏ Problema do terminal escondido (“hidden terminal problem”)‏ Perda de pacotes devido a erros de transmissão: Multi-path fading (devido a obstáculos)‏ Outras fontes de interferência

18 Desafios (cont.)‏ Perda de pacotes devido a mobilidade dos nós:
Vizinhos movendo além do “alcance” de transmissão! Mudanças de rota devido a mobilidade dos nós: Suscetível a mudanças na topologia!

19 Desafios (cont.)‏ Limitações de energia (battery constraints)‏
minimizar a transmissão de pacotes de controle Problemas de segurança intrínsecos a transmissão sem fio “todos podem escutar o meio”

20 Hidden Terminal Problem
C Nós A e C não podem “ouvir” um ao outro Transmissões originadas em A ou C podem colidir em B Nós A e C estão escondidos um do outro (hidden from each other)‏

21 Somente Carrier Sense não funciona!
B C Antes de começar a transmitir um nó evita colisões sentindo o meio. A contençao é relevante no receptor, não no transmissor. Colisões acontecem quando múltiplos sinais interferem no receptor. Carrier Sense não pode evitar colisões no receptor!

22 Terminais expostos (exposed terminals)‏
B C D B sends to A, C wants to send to D C senses an “in-use” medium, thus C waits But A is outside the radio range of C, therefore waiting is not necessary Therefore, C is “exposed” to B

23 MANET: pesquisa X interesses
Quem tem Interesse: Nos EUA, provavelmente os mais interessados são o próprio governo e os militares: maior parte do fomento à pesquisa vem do governo e agências militares!

24 MANET: pesquisa X interesses
Variações em capacidades & responsabilidades Variações nas características de tráfego, modelos de mobilidade, etc. Critérios de desempenho: otimizar vazão, reduzir consumo de energia, reduzir latência, overhead, etc.

25 “One-size-fits-all”? Talvez utilizando uma abordagem híbrida que possa se adaptar a uma situação em particular. Difícil solução! As soluções existentes geralmente cobrem um sub-espaço do domínio do problema.

26 Referências (parcial)‏
Tutorial elaborado por Nitin Vaidya (“search google”). Slides das disciplina “Wireless and mobile networking” e “Wireless and mobilie networks”, Profa. Katia Obraczka, University of California at Santa Cruz (UCSC)‏