Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

1. Carina Teixeira de Oliveira CPE 825 - Roteamento em Redes de Computadores Prof. Luís Henrique M. K. Costa Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

2. Sumário • Introdução • Características do AODV • Descoberta de Rotas • Caminho Reverso • Manutenção de Rotas • Conclusão • Bibliografia

3. Introdução • Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) • Projetado para uso em redes móveis ad hoc • Redes sem infra-estrutura • Nós auto-organizáveis • Topologia arbitrária e temporária • Tabelas de roteamento precisam ser atualizadas de forma rápida o suficiente para retratar a topologia da rede o mais próximo possível do atual 3

4. Características do AODV • Protocolo baseado em Vetor de Distância • Protocolo Reativo • Atua sob demanda • Só existe a necessidade de um nó A conhecer uma rota para um nó B quando a comunicação entre eles for necessária • Evita o desperdício de banda • Minimiza o uso de memória e processamento nos nós que atuam como roteadores • Rotas para destinos com os quais os nós não estejam em comunicação ativa não são mantidas 4

5. Características do AODV • Combinação • Dynamic Source Routing (DSR) • Mecanismos de descoberta e manutenção de rotas • Diferença: confia no estabelecimento dinâmico das entradas nas tabelas de roteamento dos nós intermediários • evita sobrecarga da rede • não é preciso que cada pacote contenha todo o caminho da fonte até o destino • Destination-Sequence Distance-Vector (DSDV) • Adota o conceito de número de seqüência • Diferença: cada nó ad hoc mantém um contador de número de seqüência monotonicamente crescente usado pra substituir rotas passadas • assegura roteamento livre de loops 5

6. Características do AODV • Mensagens de Roteamento • Route Request (RREQ) • Route Reply (RREP) • Route Error (RERR) • Cada nó possui dois contadores • Número de seqüência • Incrementado em duas situações: • Imediatamente antes de iniciar um processo de descobrimento de rota • Imediatamente antes de enviar um RREP em resposta a um RREQ • Identificador de Broadcast • Mantido separadamente por cada nó • Incrementado sempre que um novo RREQ é transmitido 6

7. Endereço da Fonte Número de Seqüência da Fonte Identificador de Broadcast Endereço do Destino Número de Seqüência do Destino Contador de Saltos Descoberta de Rotas • Inundação de Route Requests (RREQ) • Identificam de forma exclusiva um RREQ 7

8. Endereço da Fonte Número de Seqüência da Fonte Identificador de Broadcast Endereço do Destino Número de Seqüência do Destino Contador de Saltos Descoberta de Rotas • Inundação de Route Requests (RREQ) • Usado para manter as informações mais recentes no caminho reverso para a origem 8

9. Endereço da Fonte Número de Seqüência da Fonte Identificador de Broadcast Endereço do Destino Número de Seqüência do Destino Contador de Saltos Descoberta de Rotas • Inundação de Route Requests (RREQ) • Atualizado sempre que um nó recebe uma nova informação sobre um destino • Especifica o quão recente uma rota para um destino deve estar antes de ser aceita pela origem • Garante a ausência de loops 9

10. Endereço da Fonte Número de Seqüência da Fonte Identificador de Broadcast Endereço do Destino Número de Seqüência do Destino Contador de Saltos Descoberta de Rotas • Inundação de Route Requests (RREQ) • Valor inicial = 0 10

11. Nó intermediáriorecebeu um RREQ Verifica o par <Endereço da Fonte, Identificador de Broadcast> É um novo RREQ? Sim Não É duplicata. Descarta RREQ Incrementa <Contador de Saltos> Inunda RREQ para seus vizinhos Descoberta de Rotas Nó intermediário nãopossui rota válida para alcançar o destino 11

12. Nó recebeu um novo RREQ Compara <N° de Seqüência do Destino> É maior ou igual? Não Sim Envia RREP Incrementa <Contador de Saltos> Inunda RREQ para seus vizinhos Descoberta de Rotas Nó intermediário possui rota válida para alcançar o destino 12

13. Nó Destino recebeu um novo RREQ Envia RREP Descoberta de Rotas 13

14. Endereço da Fonte Endereço do Destino Número de Seqüência do Destino Contador de Saltos Tempo de Vida da Rota Descoberta de Rotas • RREP • unicast • Antes de enviar o RREP um nó destino deve atualizar seu número de seqüência para o MÁXIMO entre o seu valor atual e o seu valor que constava no RREQ 14

15. Caminho Reverso • Cada nó que inunda a rede com um RREQ deve armazenar automaticamente: • Endereço do vizinho de quem recebeu a primeira cópia do RREQ • Número de Seqüência da Fonte • Tempo de Expiração • o caminho reverso é mantido o tempo suficiente para que o RREQ atravesse a rede e produza uma resposta para o nó fonte • Todas essas informações devem ser armazenadas em uma entrada relativa ao endereço da fonte • Todos os nós no caminho reverso aprendem a rota para o destino como um sub-produto da descoberta da rota de origem 15

16. S E F B C J M A G H D K N Exemplo • Nó S deseja enviar pacotes de dados ao nó D

17. Broadcast S E F B C J M A G H D K N Exemplo RREQ

18. S E F B C J M A G H D K N Exemplo Caminho reverso

19. S E F B C J M A G H D K N Exemplo • Nó C recebe RREQ de G e H • C não encaminha RREQ (duplicata)

20. S E F B C J M A G H D K N Exemplo • Nó D não encaminha RREQ

21. S E F B C J M A G Dest Next Saltos H D K D E 4 N Exemplo • Nó D recebe primeiro RREQ de J • Nó D envia um RREP para J (unicast)

22. S E F B C J M A G Dest Next Saltos H D K D E 4 I N Exemplo Caminho estabelecido

23. Exemplo • Se outros RREPs forem recebidos por S, somente os RREPs com <Número de Seqüência do Destino> maior ou igual com menor número de saltos serão atualizados pelo nó fonte • Assegura informações de roteamento mais rápidas e atualizadas • Ao aprender uma rota melhor, o AODV atualiza as informações de roteamento de forma transparente para a aplicação

24. Manutenção de Rotas • Nó Fonte • Movimenta-se durante uma sessão ativa • Reiniciar ou não um processo de descobrimento de rota • Nó Destino ou Nó Intermediário • Movimentam-se • São desativados • Quebra de Enlace 24

25. Manutenção de Rotas • Maneira de um nó conhecer seus vizinhos (atestar conectividade) • Escutando pacotes broadcast de outros nós • Mensagens Hello • Time-to-Live (TTL) = 1 • Receber resposta dos vizinhos • Não receber confirmação dos vizinhos (quebra de enlace) • Receber resposta de novos vizinhos 25

26. Manutenção de Rotas • Nó que detectou a falha deve informar sobre a quebra do enlace • Nós predecessores são mantidos em cada entrada da tabela de roteamento • RERR (unicast ou broadcast) • Nó que recebe o RERR encaminha para todos os seus predecessores • Todas as rotas que dependiam do enlace inativo são retiradas de todas as tabelas de roteamento da rede • Quando nó fonte recebe notificação de quebra de link, decide se reinicia ou não um novo processo de descobrimento de rota 26

27. Manutenção de Rotas • Término do processo é garantido • Rotas livres de loops • Número de nós finito • AODV mais vantajoso em relação ao DSR • AODV informa todos os nós que usam o enlace quando uma falha ocorre 27

28. Conclusão • AODV foi apresentado como um protocolo de roteamento dinâmico para redes móveis ad hoc • Características: • Descoberta de rotas sob demanda • Único encaminhamento de um pacote RREQ • Armazenamento de uma rota por destino • Utilização de números de seqüência • Mecanismos que evitam loops • Rotas mais atualizadas

29. Bibliografia • Perkins, C. E.; Belding-Royer, E. M.; Das, S. R.; Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing, Request for Comments: 3561, rfc3561.txt, julho de 2003. • Cordeiro, C. M.; Agrawal, D. P.; Mobile Ad hoc Networking, Tutorial/Short Course in 20 th Brazilian Symposium on Computer Networks, May 2002, pp. 125-186. • Perkins, C. E.; Belding-Royer, E. M.; Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing. Proceedings of the 2nd IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, New Orleans, LA, February 1999, pp. 90-100. • AODV site, http://moment.cs.ucsb.edu/AODV/aodv.html. Acessado em 30 de julho de 2006. • Tanenbaum, A. S.; Redes de Computadores. 4a Ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003. • Perkins, C. E.; Belding-Royer, E. M.; Das, S. R.; Marina, M. K.; Performance Comparison of Two On-Demand Routing Protocols for Ad Hoc Networks, IEEE Personal Communications, fevereiro de 2001.

30. Carina Teixeira de Oliveira carina@gta.ufrj.br http://www.gta.ufrj.br/~carina Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)