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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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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Endereçamento em MANETs
• 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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Endereçamento em MANETs
• 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
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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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
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Stateful
• Protocolo Mobility-Aided Address Allocation (MAAA)
• Faixa de endereços (N) distribuída entre todos os nós da rede
• Não Apresenta sobrecarga
• Não há recuperação de endereços
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Híbrida
• Protocolo Passive Autoconfiguration for Mobile ad hoc Networks (PACMAN)
• Usa PDAD
• Rápida atribuição de endereço
• Grande Complexidade
• Não Apresenta sobrecarga
• Não há recuperação de endereços
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Abordagem Híbrida
• Protocolo PACMAN
• Não Apresenta sobrecarga
• Exige nós robustos
• Garante unicidade de endereços
• Suporta união de MANETs
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Endereçamento em MANETs Tendências
• Utilização de clusters
• MANET IPv6
• Aumento do espaço de endereçamento
• Hierarquia de endereçamento
• Alcance global