HYMAD: Hybrid DTN-MANET routing for dense and highly dynamic wireless networks
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HYMAD: Hybrid DTN-MANET routing for dense and highly dynamic
wireless networksAutores: John Whitbeck e Vania ConanApresentação: Glauco Fiorott Amorim
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Roteiro
Introdução Motivação Proposta do Protocolo HYMAD
Roteamento Intra-grupo Roteamento Inter-grupo
Simulações e Resultados Conclusão Críticas
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Introdução
A utilização de redes sem fio tem crescido muito nos últimos anos Redes sem fio Ad Hoc
Não necessita de infra-estrutura Baixo custo Auto-configurável Protocolos de roteamento baseados na conectividade
dos nós Delay/Disruption-Tolerant Network (DTN)
Tolerante a atrasos Conexões esporádicas Redes conectadas intermitentemente
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DTN
Redes onde a conectividade fim-a-fim não é garantida
Enlaces existem em função do tempo
Protocolos de roteamento utilizam o paradigma: store-carry-and-forward
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Protocolo de Roteamento Epidemic
A
D
C
F
F
EB
F
F
F
F
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Protocolo de Roteamento Spray-and-Wait
A
C
B
D
4 D
EF
D
C pode entregar a msg a DD2
D1
D2
D1
D1
D1
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Problema
Muitos cenários onde: Redes razoavelmente densas Mobilidade dos usuários é muito alta
Rede freqüentemente separada em grupos conectados
Nestes cenários, os protocolos tradicionais de redes Ad Hoc e DTNs não são satisfatórios
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Protocolo HYMAD
A idéia principal é usar todos os grupos de nós ao invés de um nó individual como foco do protocolo DTN
Cada nó regularmente difundi duas mensagens de controle: Um vetor de distância alterado para todos os membros
do seu grupo (mensagem do algoritmo do grupo) Uma lista de mensagens mantidas pelos membros do
seu grupo, com seus respectivos destinos, responsáveis e número de cópias (lista de mensagens no grupo)
Duas fases: roteamento intra-grupo e inter-grupo
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Roteamento Intra-grupo
Utiliza um algoritmo vetor de distância simples. Cada nó roda periodicamente o algoritmo e difundi seu vetor de distância
Pequena diferença Se o próximo salto não está disponível, o nó se responsabiliza pela
mensagem, armazena em sua lista e avisa aos seus vizinhos Definição do grupo:
Diâmetro Preserva a igualdade entre os nós e possibilita a migração entre
os grupos com facilidade Regra:
O grupo irá aceitar um novo membro se o seu diâmetro é menor do que um parâmetro máximo permitido
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Criação do Grupo
a
b
edc
(a:0)
(a:0)(a:0)
(a:0)(b:0, a:1)
(c:0, a:1)
(d:0, a:1)
(b:0, a:1)(c:0, a:1)(d:0, a:1)
(e:0, d:1, a:2)(e:0, d:1, a:2)
(a:0, b:1, c:1, d:1)
(a:0, b:1, c:1, d:1)
(a:0, b:1, c:1, d:1)
(a:0, b:1, c:1, d:1)
(d:0, a:1, c:1, b:2)
(d:0, a:1, c:1, b:2)
(d:0, a:1, c:1, b:2)
(d:0, a:1, c:1, b:2)
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Roteamento Inter-grupo
Utiliza o roteamento Spray-and-wait Nós de borda conhecem a formação dos grupos
adjacentes Pode pedir mensagens aos nós que mantêm a
custódia da mesma para repassar ao outro grupo. Duas possibilidades: Se o destino da mensagem está no grupo vizinho,
requisitar a mensagem e repassá-la Se seu grupo tem mais de uma cópia, pode requisitar o
máx(1, nc/nb+1) e repassá-la, onde: nc é o número de cópias e nb é o número dos nós de borda do grupo
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Roteamento Inter-grupo
Quando um nó de borda recebe uma cópia de um grupo adjacente ele pode: Se o destino pertence ao grupo, repassá-la utilizando o
roteamento intra-grupo Caso contrário, selecionar aleatoriamente um membro
para ser o responsável pela mensagem Dois tipos de mensagens são usadas:
Requisição de uma cópia Redução no número de cópias
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Exemplo do protocolo de Roteamento
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Discussões
Reação às mudanças topológicas Muitas situações podem fazer com que os grupos tenham vários nós
responsáveis pela mesma mensagem Lista de mensagens no grupo e Redução do número de cópias
Gerenciamento do número de cópias Envia uma requisição de cópia Estima o número de cópias armazenadas e o número de nós de
borda para calcular o número de cópias repassadas Usa a mensagem de redução de cópias para que os nós
responsáveis reduzam o número de cópias
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Discussões
Escolha do diâmetro do grupo Escolha do diâmetro envolve um trade-off:
Visão mais atualizada da topologia Tempo de convergência dos grupos
Dmax deveria ser escolhido para permitir que nós com afinidades pudessem permanecer no mesmo grupo
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Simulações e Resultados
HYMAD foi implementado no simulador ONE No cenário padrão, o buffer considerado foi de
100MB, tamanho da mensagem de 10kB/s, velocidade de transmissão de 100kB/s e TTL infinito
Dois tipos de simulação: Modelo baseado no Random Waypoint Trace de conectividade Rollernet
20 rodadas para cada cenário e 95% de intervalo de confiança
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Simulações e Resultados – Random Waypoint
Overhead nos enlaces x períodos de criação de novas mensagens
Mensagens são criadas a cada segundo
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Comparação entre os protocolos simulando congestionamento
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Influência da conectividade da rede
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Influência do número de cópias
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Simulação e Resultados - Rollernet
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Simulação e Resultados - Rollernet
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Simulação e Resultados - Rollernet
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Conclusões
Autores identificaram uma nova classe de redes sem fio móveis com alta mobilidade de nós e razoável densidade onde protocolos convencionais de redes ad hoc e DTN não são satisfatórios
Simulações mostram que o HYMAD tem um desempenho melhor que o Spray-and-wait
Existem oportunidade de pesquisa em: Dmax precisa ser um parâmetro para toda a rede? Ele poderia ser dinâmico e quais nós deveriam concordar com isso? Diferentes algoritmos de particionamento de grupo deveriam ser
investigados Pares de protocolos Manet/DNT mais elaborados deveriam ser
explorados
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Críticas
O protocolo proposto deveria ter sido comparado com pelo menos um outro protocolo híbrido
Nos resultados, a comparação é feita na maioria das vezes com o Spray-and-wait clássico, apesar de alguns resultados mostrarem que o Epidemic tem um desempenho melhor
A métrica de atraso deveria ser melhor explorada nos resultados apresentados
As figuras dos resultados deveriam estar melhor distribuídas no artigo para que fossem próximas aos comentários no texto