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

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Roteiro

• Introdução

• Mecanismo de Detecção de Endereço Duplicado

• Protocolos de autoendereçamento em MANETs

• Endereçamento em MANETs - Tendências

• Conclusão

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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)

• 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

Análise de desempenho dos mecanismos de DAD

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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

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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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• 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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• 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



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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


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Abordagem Stateful

• Protocolo Mobility-Aided Address Allocation (MAAA)

• Faixa de endereços (N) distribuída entre todos os nós da rede


• Não há recuperação de endereços



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Abordagem Híbrida

• Protocolo Passive Autoconfiguration for Mobile ad hoc Networks (PACMAN)

• Usa PDAD

• Rápida atribuição de endereço

• Grande Complexidade


• Não há recuperação de endereços



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Abordagem Híbrida

• Protocolo PACMAN


• Exige nós robustos



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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