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

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Redes ad hoc protocolos mac

Redes Ad-HocProtocolos MAC

Computação Móvel

Celso Brito Nº 25074

Renato Santos Nº 24143


Sum rio
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 802.11

      • DCF com CSMA/CA

      • DCF com RTS/CTS

  • Conclusões

  • Referências



Redes sem fios
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;


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.


WLAN:

  • Modos de Operação de uma WLAN

  • As redes locais sem fios suportam dois modos de operação:

    • Modo Infra-estrutura;

    • Modo Ad-Hoc oupeer-to-peer (ponto a ponto);


Modos de opera o de uma wlan
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.


Modos de opera o de uma wlan1
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).



Redes ad hoc
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.


Redes Ad-Hoc:

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;


Vantagens vs desvantagens
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;


Vantagens vs desvantagens1
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


RedesAd-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;


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)


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).


Protocolos de Encaminhamento:

  • Protocolo Proactivo:

    • ‘Mantêm sempre as rotas’

    • Pequeno atraso para determinação de rotas

    • Maior overhead

    • Rotas que poderão nunca ser utilizadas


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).



Endere o mac
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


Endere o mac1
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


Camada mac
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


Camada mac1
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


Protocolos mac
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


Protocolos mac1
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)


Protocolos mac em redes ad hoc
Protocolos MAC em redes ad-hoc:

  • Detectar colisões em redes sem fios é impraticável

  • Problemas conhecidos:

  • Hidden Node

  • Exposed Node


Protocolos mac em redes ad hoc1
Protocolos MAC em redes ad-hoc:

  • Protocolo MAC do IEEE 802.11

  • 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


Protocolos mac em redes ad hoc2
Protocolos MAC em redes ad-hoc:

  • Protocolo MAC do IEEE 802.11

  • 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;


Protocolos mac em redes ad hoc3
Protocolos MAC em redes ad-hoc:

DCF com CSMA/CA

Contention Window (CW) – mecanismo de espera aleatório, entre um CWMin e um CWMax, onde CWMax aumenta exponencialmente com o número de tentativas mal sucedidas.

Distributed Inter Frame Spacing (DIFS) - espaço entre quadros da DCF, indica o maior tempo de espera para transmitir um quadro;

Network Allocation Vector (NAV) – o tempo de espera até à próxima tentativa de acesso ao meio;

Short Inter Frame Space (SIFS) – para transmissão de quadros com respostas imediatas, como ACK ou CTS, que possuem maior prioridade;


Protocolos mac em redes ad hoc4
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


Protocolos mac em redes ad hoc5
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



Conclus o
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 802.11 mas outros encontram-se ainda em estudo.



Refer ncias
Referências:

  • http://piano.dsi.uminho.pt/disciplinas/EIRC/nivelLogico.pdf

  • http://www.islagaia.pt/jmoreira/GSIM/2003-2004/CD/CD%20cap06%20-%20Enderecamento%20MAC.pdf

  • http://mesonpi.cat.cbpf.br/naj/ethernet.pdf

  • http://www-di.inf.puc-rio.br/~endler/courses/Mobile/transp/Tecnologias.pdf

  • http://www.gta.ufrj.br/ftp/gta/TechReports/RoDu02.pdf

  • http://www.metrored.com.br/artigos/artigo_redes_moveis_ad_hoc.php

  • http://www.dcc.fc.up.pt/~slc/aulas/0405/TIAs/Ad-Hoc%20Networks.pdf

  • http://www.lockabit.coppe.ufrj.br/downloads/academicos/seguranca_redes_adhoc.pdf

  • http://w3.ualg.pt/%7Ebamine/CMol_06_07.ppt


FIM

Agradecemos a vossa presença…


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