1 / 39

MANET útvonalválasztás

MANET útvonalválasztás. T ávközlési és Médiainformatikai Tans ` zék. Felhasznált fóliák: Nitin H. Vaidya ( http://www.crhc.uiuc.edu/~nhv ). LAR. T ávközlési és Médiainformatikai Tanszék. Routing üzenetek elárasztása. Korlátozni/csökkenteni az elársztott területet LAR

tracey
Download Presentation

MANET útvonalválasztás

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. MANET útvonalválasztás Távközlési és Médiainformatikai Tans`zék Felhasznált fóliák: Nitin H. Vaidya (http://www.crhc.uiuc.edu/~nhv)

  2. LAR Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

  3. Routing üzenetek elárasztása • Korlátozni/csökkenteni az elársztott területet • LAR • Keresések lokalizálása • Csökkenteni a redundáns broadcast-ot • Broadcast Storm simon@tmit.bme.hu

  4. Location-Aided Routing (LAR) • A célállomás helyzet-információját használja az elárasztás területének korlátozására • Helyzetinformációt pl. GPS-el lehet szerezni • Háromszögeléssel bázisantennákat használva • Bevezeti a Várható Zóna (Expected Zone)fogalmát • Várható Zóna = az a terület, ahol valószínűleg a célállomás tartózkodik • A célállomás korábban ismert tartózkodási helyét és mozgási irányát, sebességét használják fel a becslésre • RREQ csak az ún. Request Zone-n belül továbbítják. • A Request Zone tartalmazza az Expected Zone-t, illetve a forrástól az Expected Zone-ig húzódó tartományt simon@tmit.bme.hu

  5. LAR Expected Zone X = a D célállomás utolsó, ismert tartozkódási helye t0 időpontban Y = a D célállomás jelenlegi, S forrás számára Ismeretlen tartozkódási helye t1 időpontban r = (t1 - t0) * [D sebességének becsült értéke] X r Y Expected Zone simon@tmit.bme.hu

  6. LAR Request Zone Teljes hálózat kiterjedése Request Zone X r B A Y S simon@tmit.bme.hu

  7. LAR Request zone (2) • Csak a Request Zone-n belüli állomások továbbítják a RREQ-t • A Request Zone lehet például az Expected Zone-t és a forrást magába foglaló legkisebb téglalap, melynek oldalai parhuzamosak az X és Y tengelyekkel • Pl. az előbbi példán B továbbítja a RREQ-t, de A nem • Request zone explicit módon meg van határozva a RREQ üzenetben • Minden állomásnak ismernie kell saját helyzetét, hogy eldönthesse, beleesik a Request Zone-ba vagy sem simon@tmit.bme.hu

  8. LAR Request zone (3) • Ha a forrás nem helyesen becsülte meg a célállomás helyzetét, a Request Zone nem tartalmazza azt • Ekkor az útvonalfelderítés nem lesz sikeres • A forrás timeout után új keresést indít • Növeli a Request Zone területet • Néhány lépésben a teljes hálózatot Request Zone-ként jelöli meg • A LAR útvonalfelderítésének további lépései megegyeznek a DSR-ben leírtakkal simon@tmit.bme.hu

  9. LAR változatok: Adaptív Request Zone • Az RREQ-ben tárolt Request Zone-t minden belső állomás módosíthatja • Amennyiben frissebb/pontosabb információja van a célállomásról • ÉS amennyiben az eredmény egy kisebb Request Zone lesz B S B által változtatott Request zone Az S forrás által kijelölt Request zone simon@tmit.bme.hu

  10. LAR változatok: Implicit Request Zone • Eddig a RREQ explicit módon tartalmazta a Request Zone -t • Egy másik megközelítés: X belső állomás csak akkor továbbítja az Y szomszédjától kapott RREQ-t, ha X úgy ítéli meg, hogy közelebb van D-hez, mint Y • A cél, hogy lépésenként finomítsuk a keresést • A RREQ-t fizikailag közelítjük a célállomáshoz simon@tmit.bme.hu

  11. LAR célállomás helyzetének ismerete • Az alapváltozat szerint a forrás az útvonalfelderítés lépései során ismeri meg a többi állomás helyzetét • Ezeket az információkat későbbi útvonalkeresései alkalmával használni fogja • Ezáltal minél többet működik egy adott állomás, annál többet tanul, így hatékonyabb lesz a keresés Változatok • A helyzet-infot csatolni lehet az adatcsomagokhoz • Gyorsabb tanulás • Proaktív módon külön üzentben terjeszteni a helyzet-infot • Következőkben ismertetett DREAM és GLS protokolloknál simon@tmit.bme.hu

  12. Location Aided Routing (LAR) • Előnyei • Csökkenti az elárasztott területet • (Csökkenti az útvonal felderítési „overhead”-et) • Hátrányai • Az állomásoknak ismerniük kell saját helyzetüket • A GPS költséges • Nem veszi figyelembe a rádiós környezetet zavaró akadályokat • Pl. egy árnyékolt fallal elválaszott két állomás hiába van fél méteren belül, rádiós szempontból nem szomszédok simon@tmit.bme.hu

  13. Location Aided Routing (LAR) • Y. Ko and N. H. Vaidya, "Location-Aided Routing (LAR) in Mobile Ad Hoc Networks," MOBICOM '98, Dallas, TX, 1998. • http://citeseer.ist.psu.edu/cache/papers/cs/3972/http:zSzzSzwww.cs.tamu.eduzSzpeoplezSzyoungbaezSzpsfilezSzmobicom98.pdf/ko98locationaided.pdf simon@tmit.bme.hu

  14. További változatok helyzetinformációt használó MANET routingra

  15. Distance Routing Effect Algorithm for Mobility (DREAM) • S. Basagni, I. Chlamtac, V.R. Syrotiuk, B.A. Woodward, A distance routing effect algorithm for mobility (DREAM), Proc. MOBICOM, 1998, 76-84. • Mobilitásra alkalmazott Távolsági Routing-Hatás Algoritmus • Helyzetinformációt és sebesség információt használ • LAR-hoz hasonlóan • DREAM elárasztással terjeszti az adatcsomagokat is • LAR-al ellentétben • Helyzetinfót használ az adatcsomagok elárasztási területének behatárolására simon@tmit.bme.hu

  16. DREAM lokalizálás Expected zone („LAR értelemben”) Az A belső állomás a jelzett (A csúccsal rendelkező) kúpon belüli szomszédainak továbbítja az adatcsomagot D A S S forrásaz S csúccsal rendelkező (nagyobb) kúpon belüli szomszédainak küldi ki az adatcsomagot simon@tmit.bme.hu

  17. DREAM távolsági hatás • Az állomások periodikusan hirdetik saját helyzetüket (broadcast üzenetekben) • Szomszéd állomások gyakrabban, távoliak ritkábban frissítik az információkat • Távolsági hatás (Distance effect) • A távolabbi állomások alacsonyabb szögsebeséggel mozognak • Helyzet frissítő üzenetek time-to-live (TTL) mezőt használnak a terjedés szabályozására simon@tmit.bme.hu

  18. Geographic Distance Routing (GEDIR) • X. Lin and I. Stojmenovic. Geographic distance routing in ad hoc wireless networks. Technical report, Computer Science SITE, University of Ottawa, December 1998. • Földrajzi-helyzet alapú Távolsági Routing • Feltételezzük, hogy a célállomás helyzete ismert • Minden állomás ismeri szomszédja helyzetét • Minden állomás a célhoz legközelebb eső állomásnak továbbít minden csomagot • Pl. a nyilak az S és Dközti útvonalat jelölik H D A B E S F C G akadály simon@tmit.bme.hu

  19. Geographic Distance Routing (GEDIR) • Az algoritmus leáll, ha kétszer használja ugyanazt a linket • Pl. az algoritmus nem találja az S ésEközti utat • Ga célállomáshoz legközelebb eső szomszédja C-nek • G nem ismer E-hez vezető utat H D A B E S F C G akadály simon@tmit.bme.hu

  20. Routing with Guaranteed Delivery • P. Bose, P. Morin, I. Stojmenovi c, and J. Urrutia, Routing with guaranteed delivery in ad hoc wireless networks, in Proc. of Discrete Algorithms and Methods for Mobility (DIALM'99), 1999, pp. 48--55. http://citeseer.ist.psu.edu/cache/papers/cs/29556/http:zSzzSzwww.site.uottawa.cazSzzCz7EivanzSzBMSU.pdf/bose01routing.pdf • Garantált Kézbesítéses Routing • Egy javított GEDIR változat • Garantálja a csomag kézbesítését • Amennyiben létezik egy útvonal a célállomáshoz • Helyzet-infót használ • Kikerüli az esetleges akadályokat • Pl. a fenti esetben C-től folytatta volna a keresést simon@tmit.bme.hu

  21. Query Localization

  22. Query Localization (QL) • Keresés lokalizálása • Útvonaljavítás esetére • Gyakori eset MANET-ekben • Feltételezett útvonal = egyenes lánc B C A D S simon@tmit.bme.hu

  23. QL és a közelség fogalma • Elárasztást korlátoz • Nem használ fizikai helyzet-infot • A RREQ csak a korábbi útvonalhoz közeli állomásokhoz jut el • A közelségi viszonyt nem helyzetmeghatározással határozzák meg • Útvonal lokalizálására: heurisztika (path locality heuristic) simon@tmit.bme.hu

  24. Path Locality Heuristic • Olyan új útvonalat kell keresni, amelyik max. k új állomást tartalmaz • Új állomás = nem volt tagja az eredeti útvonalnak • Az eredeti útvonalat tartalmaznia kell a RREQ-nek • Hasonló mechanizmus a Source Routinghoz • RREQ-et csak akkor továbbítják a belső állomások, ha max. k új állomás van az új útvonalban • Ez a PLH korlátozási mechanizmus simon@tmit.bme.hu

  25. QL példa F már nem továbbítja a RREQ-t, mivel B és E már k=2 új állomás az eredeti útvonalhoz képest G G F F E E D D elmozdul B C B C Eredeti S-D útvonal Új állomások max száma k = 2 A S A D S simon@tmit.bme.hu

  26. QL áttekintés • Előnyei • Csökkenti az útvonalfelderítés költségeit • Nem használ (költséges) fizikai helyzetmeghatározást • Gyors útvonaljavítás az akadályok szomszédságában (kikerüli az akadályokat) • Hátránya • A LAR-nál hosszab útvonalakat eredményezhet • Lokális optimum rosszabb mint a globális optimum simon@tmit.bme.hu

  27. Lokális optimalizálás hátránya G S G S F F F F Az optimális útvonal E E E E B C B C A javított útvonal A D A D simon@tmit.bme.hu

  28. Broadcast Storm Hatás

  29. D B C A Broadcast Storm Hatás • A keresi a D célállomást, RREQ üzenetettel árasztja el a hálózatot • B és C is megkapja a RREQ-t • Valószínű, hogy egy időben kapják meg • B és C is továbbítja a RREQ-t • Körülbelül egy időben továbbítják • Nagy valószínűséggel ütközést okoz simon@tmit.bme.hu

  30. D B C A Broadcast Storm Hatás • Redundancia = egy belső állomás többszöt fogadhatja ugyanazt a RREQ üzenetet • Pedig egy RREQ elég lenne • D együtt kaphatja B-tőlés C-től simon@tmit.bme.hu

  31. Broadcast Storm javítások • Valószínűségi alapon • Egy belső állomás kap egy RREQ-t, elárasztással kell továbbítsa • A továbbküldés csak p valószínűséggel történik meg • Újraküldéskor egy ütközés elkerülő (collision avoidance) technikát használni • Véletlenszerű késleltetés (random delay) küldés előtt • B és C valószínűleg különböző időpontokan küldi a RREQ-t, így azok nem ütköznek simon@tmit.bme.hu

  32. D E B C F A Broadcast Storm javítások • Számlálással • Ha E belső állomás k-nál többször szomszédjától hallja, hogy azok elküldték már a RREQ-t • E már nem továbbítja a RREQ-t • E feltételezi, hogy a k szomszéd együttesen már minden más szomszédjának elküldte a RREQ-t simon@tmit.bme.hu

  33. Broadcast Storm javítások • Távolsági becsléssel • E belső állomás meghallja, hogy Z szomszédja újraküldte a RREQ-t • Ha Z és E közti távolság kisebb egy d küszöbnél, E nem küldi tovább a RREQ-t • E és Z annyira közel vannak egymáshoz, hogy a lefedettségi területük majdnem megegyezik • Ha E szintén elküldi a RREQ-t, kicsi a nyereség (kevés új állomás hallaná a RREQ-t) E Z <d simon@tmit.bme.hu

  34. Elárasztáson alapuló MANET routingok áttekintése

  35. DSR • Sok MANET routing használ elárasztást, pl. DSR • Elársztás jellemző hibái: • Ütközés • Redundancia, felesleges terhelés • “jittering”, random delay – ütközések elkerülésére • Redundanciát szelektív újraküldéssel lehet csökkenteni simon@tmit.bme.hu

  36. DSR • Route Requests (RREQ) elárasztás • RREQ újraküldésél frissíteni az útvonal-listát • szimmetrikus (bi-directional) link • RREQ a célállomásnál egy Route Reply (RREP) üzenetet generál • RREP a reverse-pathon megy végig • Minden üzenet tartalmazza a teljes útvonalat simon@tmit.bme.hu

  37. AODV • DSR adatcsomag a teljes útvonalat tartalmazza • Túl nagy fejléc, ami csökkenti a teljesítményt • Kis adatcsomagok • Hosszú útvonalak • Minden egyes csomagban benne van, nem elég az útvonal felderítésnél megjegyezni • AODV javít a DSR-n, mivel routing táblákat tart fenn minden állomáson • Nem kell az útvonalat a csomagba tenni • AODV is egy on-demand routing protokoll simon@tmit.bme.hu

  38. Helyzet-info alapon • GPS-alapúhelyzet meghatározás(LAR, DREAM) • Becsült mozgási sebesség • Becsült jelenlegi helyzet = terület (zone) • A forrás és a becsült terület közti sáv • Rádiós terjedés ≠ fizikai közelség (GEDIR) • Lokális út-javítás (QL) simon@tmit.bme.hu

  39. TORA => lásd később

More Related