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Redes Ad-Hoc Protocolos MAC

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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;
slide5
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.

slide6
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.

slide11

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
slide14

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;
slide15

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)
slide16

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).
slide17

Protocolos de Encaminhamento:

  • Protocolo Proactivo:
    • ‘Mantêm sempre as rotas’
    • Pequeno atraso para determinação de rotas
    • Maior overhead
    • Rotas que poderão nunca ser utilizadas
slide18

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
slide36

FIM

Agradecemos a vossa presença…

ad