Redes Avançadas Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -

Apresentação em tema: "Redes Avançadas Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -"— Transcrição da apresentação:

1 Redes Avançadas Prof. Mateus Raeder Universidade do Vale do Rio dos Sinos - São Leopoldo -

2 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Redes Ad Hoc Relembrando... O que são? –“Ad Hoc” vem do latim “para este fim” –Situações nas quais os problemas são resolvidos de uma maneira improvisada –Em redes: Dispositivos que podem criar uma rede sem uma infra- estrutura prévia de comunicação Não há a idéia de um nó central, eliminando a necessidade do roteador Ligações entre os nós são independentes –Se uma ligação falhar, as outras continuam ativadas

3 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Redes Ad Hoc Vantagens –Flexibilidade –Conveniência Desvantagens –Aumento da complexidade, principalmente de roteamento de informações

4 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Roteamento O que fazem os algoritmos de roteamento? Procuram estabelecer uma rota entre dois hosts de uma rede Para entrega de pacotes Mapeiam a topologia da rede Em redes cabeadas, existem dois principais tipos de algoritmos de roteamento Link-state Distance vector

5 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Roteamento Em MANETs (Mobile Ad hoc Networks) –Grande grau de mobilidade dos seus componentes –O caminho entre dois participantes da rede pode ser alterado Protocolos de redes cabeadas mostraram-se ineficientes para este tipo dinâmico de rede Para suprir os problemas dos protocolos de roteamento para redes cabeadas, surgiram os protocolos de roteamento para redes ad hoc

6 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Qualidades desejáveis nos protocolos de roteamento – Livre de loops: evitar rotas circulares que não atingem o destino; – Operações baseadas em demanda de trafego: deve ter a capacidade de se adaptar a diferentes condições de tráfego; – Segurança: o protocolo de roteamento deve poder evitar as mais variadas formas de ataque; – Períodos de sonolência: capacidade de adaptar-se a períodos de inatividade dos hosts móveis (avisados com antecedência ou não); – Suporte a links unidirecionais: tipicamente algoritmos de roteamento para redes ad hoc assumem links bidirecionais, sendo que muitas propostas não funcionam sobre links unidirecionais;

7 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Taxonomia –Modelo de Comunicação: Canais Múltiplos: muitos mecanismos de multiplexação; Canais Simples: um único mecanismo de multiplexação; –Estrutura Uniformes: todos os terminais possuem o mesmo papel; Não-Uniformes (hierárquicos): terminal com papel especial; –Estado da Informação Baseado em Topologia: utiliza o estado do enlace (link-state); Baseado em destino: utiliza a distância até o destino (distance- vector); –Escalonamento Pró-ativos (table-based) Reativos (on-demand)

8 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Duas classificações que veremos –Protocolos de Roteamento Pró-ativos –Protocolos de Roteamento Reativos

9 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de Roteamento Pró-Ativos –Cada host (nodo) mantém informações de roteamento para todos os outros nodos da rede –Utilizando diversas tabelas para controle –Estas tabelas são atualizadas de acordo com as mudanças da rede –As diferenças entre os protocolos são basicamente Como a informação é atualizada e detectada Como lidam com as tabelas de roteamento Quantidade de tabelas de roteamento

10 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de Roteamento Pró-Ativos –Neste tipo de protocolo, busca-se que sempre haja uma rota entre todos os hosts –Assim sendo, as rotas são continuamente atualizadas –As informações de mudanças são propagadas por toda a rede para manter a consistência

11 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Vantagem dos algoritmos pró-ativos: –Disponibilidade imediata de uma rota para entrega dos pacotes de comunicação –Redução no atraso na transmissão inicial dos pacotes de comunicação Desvantagens: –Mobilidade provoca intervalos consideráveis de perda de conectividade, dispara descoberta de novas rotas –Carga elevada de mensagens de roteamento entre os nodos comunicantes

12 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de roteamento pró-ativosAno Distributed Bellman-Ford (DBF)1987 Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV)1994 Wireless Routing Protocol (WRP)1996 Clusterhead Gateway Switch Routing (CGSR)1997 Hierarchical State Routing (HSR)1999 Mobile Mesh Routing Protocol (MMRP)2000 Intrazone Routing Protocol (OLSR)2002 Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)2003 Topology Dissemination based on Reverse-Path Forwarding (TBRPF)2004 Guesswork2005 “Direction” Forward Routing (DFR)2006 BABEL2008

13 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de Roteamento Reativos –Não armazena informação sobre rota até o destino –Somente quando realmente quer transmitir dados faz a descoberta da rota –Tenta reduzir o overhead dos protocolos pró-ativos –Assim, a rota é determinada e mantida pelos hosts que querem enviar dados para outro –Descoberta de rota geralmente através de flooding na rede –Quando um host no caminho é encontrado, responde

14 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de Roteamento Reativos –Podem ser classificados em dois tipos: Source routing Hop-by-hop Source routing –Cada pacote carrega toda a informação do roteamento –Os nodos intermediários encaminham os pacotes de acordo com o que está no pacote –Nodos intermediários não precisam guardar informações atualizadas para cada rota para enviar ao destino

15 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Source routing: funcionamento básico –Cada terminal de origem (TO) possui uma tabela de rotas para os terminais de destino (TD) –Quando o TO vai transmitir verifica sua tabela de rotas TD está na tabela: emite a mensagem para o TD (com a rota para alcançar o TD no cabeçalho) TD não está na tabela: deve iniciar fase de descoberta de rota –Quando terminal recebe um pacote ele verifica se ele é o TD: É o TD: envia a resposta de confirmação Não é TD: propaga o pacote para o próximo terminal de acordo com a rota contida no cabeçalho da mensagem –Se escutar o próximo terminal: assume envio correto –Se não escutar o próximo terminal: mensagem de erro é respondida para o TO, que começará uma fase de manutenção de rota

16 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Exemplo TO TD

17 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de Roteamento Reativos –Podem ser classificados em dois tipos: Source routing Hop-by-hop –Também conhecida como point-to-point –O pacote enviado carrega apenas o endereço de destino e o next hop –Os nodos intermediários usam suas tabelas de roteamento para encaminhar os pacotes

18 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Hop-by-hop: funcionamento básico –Cada TO possui uma tabela de rotas para os terminais destino –Quando o TO quer transmitir, verifica a sua tabela de rotas TD está na tabela: emite o pacote para o próximo terminal TD não está na tabela: deve iniciar uma fase de descoberta de rota –Quando um terminal recebe um pacote ele verifica se ele é o TD: É o TD: envia a resposta de confirmação Não é o TD: consulta a sua tabela de rotas –TD está na tabela de rotas: encaminha o pacote para o próximo terminal (de acordo com a sua tabela de roteamento) –TD não está na tabela: pacote de erro é respondido para o TO, que começará uma fase de manutenção de rota

19 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Descoberta de Rota 123 456

20 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Manutenção de Rota Monitoramento da rota por parte dos nós Ao repassar o pacote, nós aguardam por algum tipo de reconhecimento por parte do próximo nó Se o terminal que está roteando o pacote não receber nenhum reconhecimento vindo do próximo salto, envia um pacote de erro de rota de volta para o TO Esse pacote contém (principalmente): –O nó que detectou o erro –O nó que não foi alcançado O TO deve atualizar sua tabela –Todas as rotas que utilizam esse enlace devem ser apagadas

21 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Manutenção de Rota

22 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Vantagens dos Protocolos Reativos –Otimização da utilização da rede –Rotas mais dinâmicas nas mudanças na rede –Cada nodo terá a melhor rota (no momento) para o destino Desvantagens –Retardo inicial quando a rota precisa ser encontrada –Os nodos intermediários devem armazenar e manter informações sobre o roteamento para todas as rotas ativas

23 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Protocolos de roteamento reativosAno Dynamic Source Routing (DSR)1996 Ad Hoc On-demand Distance Vector (AODV)1997 Routing On-Demand Acyclic Multi-path (ROAM)1999 Light-weight Mobile Routing (LMR)1995 Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA)1997 Associativity-Based Routing (ABR)1996 Signal Stability Adaptive (SSA)1996 Relative Distance Micro-discovery Ad Hoc Routing (RDMAR)1999 Dynamic MANET On-demand (DYMO)2006

24 Redes Avançadas – Prof. Mateus Raeder Protocolos de Roteamento Ainda podem ocorrer situações híbridas –Geralmente para redes maiores –Grupos podem ser organizados (clusters) –Diferentes algoritmos podem ser utilizados para o roteamento dentro e entre os grupos –Um nodo (geralmente chamado clusterhead) controlam os dados que chegam e saem de cada grupo