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Celso Brito Nº 25074 Renato Santos Nº 24143 Redes Ad-Hoc Protocolos MAC.

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Apresentação em tema: "Celso Brito Nº 25074 Renato Santos Nº 24143 Redes Ad-Hoc Protocolos MAC."— Transcrição da apresentação:

1 Celso Brito Nº Renato Santos Nº Redes Ad-Hoc Protocolos MAC

2 Sumário: Conceitos gerais  Redes sem fios  WLAN  Modos de operação de uma WLAN  Modo Infra-estrutura  Modo Ad-Hoc Redes Ad-Hoc:  O que é?  Aplicações das redes AD-Hoc  Vantagens VS Desvantagens  Protocolos de encaminhamento  Reactivos  Proactivos Protocolos MAC:  Endereço MAC  Camada MAC  Protocolos MAC  Protocolos MAC em redes Ad-Hoc  Protocolo MAC do IEEE  DCF com CSMA/CA  DCF com RTS/CTS Conclusões Referências

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4 Redes sem fios: A rede sem fios (Wireless):  permite a troca de informações sem uma conexão física de fios entre dispositivos.  é uma tecnologia que está sendo implementada cada vez mais em todo o mundo;

5 WLAN: WLAN (Wireless Local Area Network - Rede Local Sem Fios) É um tipo de rede que utiliza ondas de rádio de alta frequência em vez de cabos para comunicação e transmissão de dados entre dispositivos.

6 WLAN: Modos de Operação de uma WLAN As redes locais sem fios suportam dois modos de operação: Modo Infra-estrutura; Modo Ad-Hoc ou peer-to-peer (ponto a ponto);

7 Modos de Operação de uma WLAN Modo Infra-estrutura Neste modo as estações comunicam-se através de um AP(Access Point). E o modo Infra-estrutura é o mais usado em redes sem fios.

8 Modos de Operação de uma WLAN: Modo Ad-Hoc O modo de operação Ad-Hoc é um tipo de topologia básica (Independent Basic Service Set - IBSS), assim os terminais remotos fazem trocas de dados sem necessidade de um access point (AP).

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10 Redes Ad-Hoc: O que é? As redes móveis Ad-Hoc são tecnologias de comunicação Sem-Fios, onde os dispositivos computacionais móveis são capazes de trocar informação directamente entre si sem a necessidade de uma infra-estrutura de comunicação.

11 Aplicações das redes AD-Hoc PANs Telemóvel, laptop, PDA; Fins Militares Comunicação em cenários de batalha; Civis Redes de taxi; Salas de reunião; Estádios desportivos; Operações de emergência Busca e Resgate; Polícia, Bombeiros; Redes Ad-Hoc:

12 Vantagens VS Desvantagens: Vantagens das redes Ad-Hoc Fácil instalação: redes Ad-Hoc podem ser instaladas rapidamente; Tolerância a falhas: as perdas de conectividade entre os nós são facilmente resolvidas; Mobilidade: esta é uma vantagem primordial em relação às redes fixas; Conectividade: Os nós dentro da área de alcance podem trocar informações directamente;

13 Vantagens VS Desvantagens: Desvantagens das redes Ad-Hoc Transmissão / acesso ao meio Perda de pacotes devido a erros de transmissão Ligações de capacidade limitada e variável Ausência de gestão de recursos partilhados Mobilidade Topologia/Rotas mudam dinamicamente  Frequentes quebras de ligação  Perda de pacotes Outras: Facilidade de captura de mensagens (segurança) Dificuldade de assegurar Qualidade de Serviço (QoS) Interligação de redes ad-hoc à internet

14 Redes Ad-Hoc : Protocolos de encaminhamento: Os protocolos de encaminhamento são responsáveis por encontrar, estabelecer e manter caminhos entre dois nós que se desejam comunicar. Existem dois protocolos de encaminhamento mais comuns em redes Ad-Hoc:  Reactivos;  Proactivos;

15 Protocolos de Encaminhamento: Protocolo Reactivo:  Overhead menor (as rotas são determinadas apenas quando necessário)  Atraso significativo na determinação da rota  Baseados em flodding (procura global)

16 Protocolos de Encaminhamento: Exemplos de Protocolos Reactivos: DSR (Dynamic Source Routing); AODV (Ad-Hoc On-Demand Distance Vector Routing); TORA (Temporary Ordered Routing Algorithm); ABR (Associative-Based Routing); LAR (Location-Aided Routing); ARAN (Authenticated Routing for Ad-Hoc Networks).

17 Protocolos de Encaminhamento: Protocolo Proactivo:  ‘Mantêm sempre as rotas’  Pequeno atraso para determinação de rotas  Maior overhead  Rotas que poderão nunca ser utilizadas

18 Protocolos de Encaminhamento: Exemplos de Protocolos Proactivos: GSR (Global State Routing); DSDV (The Destination-Sequenced Distance-Vector Routing Protocol); WRP (The Wireless Routing Protocol) ; OLSR (Optimized Link State Routing); FSR (Fisheye State Routing).

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20 Endereço MAC: O que é? MAC - Medium Access Control É o endereço físico da estação É um endereço universal Não existem duas placas com o mesmo endereço MAC

21 Endereço MAC: MAC (Medium Access Control) 48 bits em hexadecimal: 00:00:5E:00:01:03 Os três primeiros octetos são destinados à identificação do fabricante Os três posteriores são fornecidos pelo fabricante

22 Camada MAC: Sub camada da camada 2 da pilha de protocolos OSI Controla a transmissão, a recepção e actua directamente com o meio físico Cada tipo de meio físico requer características diferentes da camada MAC

23 Camada MAC: Características da Camada MAC:  Modo de transmissão half-duplex, evoluindo para full-duplex  Encapsulamento dos dados das camadas superiores  Desencapsulamento dos dados para as camadas superiores  Transmissão dos quadros  Recepção dos quadros

24 Protocolos MAC: Definem regras que governam o acesso ao meio compartilhado, isto é, determinam que computador tem permissão para transmitir dados Devem evitar/diminuir número de colisões

25 Protocolos MAC: Acessos Centralizados: - FDMA (Frequency Division Multiple Access) - CDMA (Code Division Multiple Access) - TDMA (Time Division Multiple Access) - Polling Acessos Distribuídos: - FAMA (Floor Acquisition Multiple Access) - MACA (Multiple Access Collision Avoidance) - MACAW (Multiple Access Collision Avoidance Wireless) - CSMA (Carrier Sense Multiple Access)

26 Protocolos MAC em redes ad-hoc: Detectar colisões em redes sem fios é impraticável Problemas conhecidos:  Hidden Node  Exposed Node

27 Protocolos MAC em redes ad-hoc: Protocolo MAC do IEEE Permite dois métodos de controle de acesso: PCF – Point Coordination Function: - Requer a existência de uma entidade que controle as transmissões de todos os terminais - Caracteriza o canal como livre de contenção DCF – Distributed Coordination Function: - Não requer uma unidade controladora central - Utilizado em redes Ad-Hoc

28 Protocolos MAC em redes ad-hoc: Protocolo MAC do IEEE O DCF pode ser realizado de duas formas: Um esquema básico usando o CSMA/CA, de implementação obrigatória; Um esquema de acesso opcional que adiciona ao esquema básico o emprego de quadros de pedidos (RTS) e permissões (CTS) para transmitir; Verifica se o meio está livre antes de transmitir - se sim, transmite; - se não, aguarda um período de tempo aleatório e volta a verificar;

29 Protocolos MAC em redes ad-hoc: DCF com CSMA/CA Distributed Inter Frame Spacing (DIFS) - espaço entre quadros da DCF, indica o maior tempo de espera para transmitir um quadro; Short Inter Frame Space (SIFS) – para transmissão de quadros com respostas imediatas, como ACK ou CTS, que possuem maior prioridade; Network Allocation Vector (NAV) – o tempo de espera até à próxima tentativa de acesso ao meio; Contention Window (CW) – mecanismo de espera aleatório, entre um CWMin e um CWMax, onde CWMax aumenta exponencialmente com o número de tentativas mal sucedidas.

30 Protocolos MAC em redes ad-hoc: DCF com RTS/CTS - RTS Ready To Send - CTS Clear To Send Evita colisões entre nós que estão em regiões de cobertura diferentes

31 Protocolos MAC em redes ad-hoc: DCF com RTS/CTS Trata dos problemas de terminal exposto e escondido Cada pacote recebido correctamente é verificado pelo receptor Assim, só acontecem colisões no início

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33 Conclusão: As redes Ad-Hoc não necessitam de AP, cada nó faz o papel de router e as informações passam de nó em nó até o seu destino. Uma rede Ad-Hoc apresenta várias limitações de recursos, como largura de banda e potencia da bateria. No entanto, com o avanço das tecnologias, as aplicações de redes Ad-Hoc tornaram-se muito mais abrangentes. Os protocolos MAC controlam os acessos ao meio mas em redes Ad-Hoc tornam-se mais complexos. Vários já foram implementados, como o protocolo do IEEE mas outros encontram-se ainda em estudo.

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35 Referências: %20Enderecamento%20MAC.pdf rio.br/~endler/courses/Mobile/transp/Tecnologias.pdf s_adhoc.pdf

36 Agradecemos a vossa presença…


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