O suporte ao TCP/IP ´e necess´ario para que redes Bluetooth possam comunicar-se com a Internet e diversas aplica¸c˜oes j´a existentes sejam reaproveitadas. A especifica¸c˜ao Bluetooth prevˆe a utiliza¸c˜ao do TCP/IP sobre PPP para que os dispositivos Bluetooth estabele¸cam conex˜oes ponto-a-ponto com um ponto de acesso `a Internet. Entretanto, com o emprego da tecnologia Bluetooth em redes ad hoc, muitos pesquisadores tˆem estudado outras maneiras de se configurar o protocolo IP na pilha de protocolos.
A posi¸c˜ao do protocolo IP na pilha Bluetooth influi na maneira como se pretende realizar o roteamento de pacotes na rede. Existem duas correntes b´asicas quanto ao roteamento de pacotes no Bluetooth: encaminhamento em n´ıvel 2 (camada de enlace
Bluetooth) ou roteamento em n´ıvel 3 (camada de redes IP).
As propostas de encaminhamento de pacotes em n´ıvel 2, portanto, abaixo da ca-mada de redes IP, sugerem que a caca-mada de enlace Bluetooth seja a respons´avel por direcionar os pacotes ao longo dos saltos, desde a esta¸c˜ao de origem at´e o destino. A motiva¸c˜ao para esta forma de encaminhar os pacotes est´a no fato de as scatternets apresentarem caracter´ısticas diferentes das redes tradicionais.
O roteamento em n´ıvel 3 prevˆe o uso de algoritmos baseados no endere¸camento IP para realizar o roteamento dos pacotes em uma rede de m´ultiplos saltos. Esta ´e a forma tradicional de encaminhamento de pacotes empregada na Internet. Ambas as t´ecnicas ser˜ao abordadas nas duas subse¸c˜oes seguintes.
3.3.1 Solu¸c˜ oes Abaixo da Camada de Redes IP
O perfil PAN [34] est´a sendo desenvolvido pelo Bluetooth SIG e descreve como dois ou mais dispositivos Bluetooth podem formar uma redead hoc e, tamb´em, como uma rede remota pode ser endere¸cada atrav´es de um ponto de acesso. Esse perfil utiliza o Bluetooth Network Encapsulation Protocol(BNEP) [42] para o envio de pacotes. BNEP
´e um protocolo de redes Bluetooth, situado abaixo da camada de rede IP. A Figura 3.1 mostra a pilha de protocolos Bluetooth com BNEP.
SDP TCS Bin
Comandos - AT OBEX
RFCOMM PPP
IP UDP TCP
Áudio
HCI
Aplicações
BNEP
Rádio Banda Base
LMP L2CAP
Figura 3.1: Pilha de protocolos Bluetooth, incluindo BNEP sobre o L2CAP.
BNEP funciona, para as camadas superiores, como uma interface Ethernet. Assim,
o protocolo permite a cria¸c˜ao de um segmento de rede ´unico envolvendo uma ou mais picorredes, conforme mostra a Figura 3.2, adaptada do trabalho de Johansson et al.
[43]. Al´em disso, mecanismos IP bastante conhecidos como DHCP e ARP, dependentes da conectividade no n´ıvel de enlace, podem ser empregados sem modifica¸c˜oes. BNEP utiliza o endere¸co MAC da interface Bluetooth para endere¸car as esta¸c˜oes que estejam em picorredes distintas da esta¸c˜ao de origem.
Em uma primeira fase, o perfil PAN define a utiliza¸c˜ao do BNEP apenas para formar segmentos de rede dentro de uma picorrede. A segunda fase prevˆe sua expans˜ao para asscatternets. Quando ambas as fases estiverem conclu´ıdas, ser´a poss´ıvel empregar os algoritmos de roteamento tradicionais para redes IP em redes Bluetooth, abstraindo-se da implementa¸c˜ao das camadas f´ısica e de enlace Bluetooth.
Estações IP
BNEP
Enlace e banda base Bluetooth
Mestre Mestre
Escravo 1
Escravo 2
Escravo 3
Escravo 4
(ponte) Escravo 5
Figura 3.2: Poss´ıvel utiliza¸c˜ao do protocolo BNEP na forma¸c˜ao de um segmento de rede ´unico para a camada IP (adaptado de [43]).
Uma proposta interessante, independente da solu¸c˜ao proposta pelo perfil PAN, foi adotada por Raman et al. [44]. Na se¸c˜ao anterior, mostrou-se que a forma¸c˜ao da scat-ternet influi diretamente no roteamento dos pacotes. Visando otimizar o desempenho dos tr´afegos de uma scatternet, Raman et al. sugerem a integra¸c˜ao de protocolos de v´arios n´ıveis em uma camada ´unica. Mais especificamente, os autores agrupam as fun-cionalidades de forma¸c˜ao de enlaces, roteamento de pacotes e descoberta de servi¸cos, permitindo, por exemplo, que a topologia dascatternetseja otimizada para um servi¸co espec´ıfico. Como as decis˜oes s˜ao tomadas com o conhecimento das necessidades de
cada camada, consegue-se otimizar o desempenho da rede. Em contrapartida, perde-se a independˆencia entre os n´ıveis, necess´aria `a interoperabilidade entre protocolos distintos.
3.3.2 Solu¸c˜ oes na Camada de Redes
Os pesquisadores adeptos do roteamento tradicional nas scatternets defendem o aproveitamento dos algoritmos de roteamento para redesad hocj´a definidos pelo grupo de trabalho IETF MANET [21]. A camada de rede IP estaria situada diretamente sobre a camada de enlace Bluetooth. Esta posi¸c˜ao ´e compartilhada por Atwal [45]. Ele alega que a inclus˜ao da camada intermedi´aria BNEP entre IP e L2CAP acrescenta um novo cabe¸calho aos pacotes, reduzindo a taxa de transmiss˜ao de dados dos usu´arios e gerando maior carga de processamento. Entretanto, tamb´em existem algumas quest˜oes em aberto relativas ao uso do IP sobre L2CAP.
Devido `as peculiaridades do Bluetooth, o roteamento MANET parece ser superdi-mensionado para as PANs. Asscatternets se caracterizam como redes pequenas e/ou com mobilidade limitada. Por outro lado, as propostas de roteamento MANET in-cluem sinaliza¸c˜oes ou informa¸c˜oes adicionais no cabe¸calho dos pacotes, para garantir a escalabilidade e padr˜oes de mobilidade. A proposta RVM (Routing Vector Method) [46] ´e uma alternativa aos algoritmos MANET, que procura minimizar a quantidade de informa¸c˜oes nos roteadores, transportando a rota diretamente nos pacotes.
Outra dificuldade de se colocar a camada IP diretamente sobre o enlace L2CAP vem das caracter´ısticas particulares das redes ad hoc formadas com Bluetooth. Por exemplo, no Bluetooth, o tr´afego sempre passa pelo mestre. Nas camadas inferiores, a rede ad hoc ´e formada por um conjunto de redes menores (as picorredes), onde os dispositivos de redes distintas n˜ao se conhecem. Al´em disso, o protocolo IP necessita de funcionalidades de n´ıvel 2, normalmente providas pelo protocolo Ethernet, as quais n˜ao s˜ao disponibilizadas pelo L2CAP.
Independentemente do algoritmo de roteamento utilizado, se n˜ao houver um pro-tocolo intermedi´ario como BNEP, a solu¸c˜ao IP para as scatternets precisar´a sofrer modifica¸c˜oes para conter campos espec´ıficos de Bluetooth. Por exemplo, o m´etodo
RVM supracitado cria um campo de identificador para cada picorrede, possibilitando que elas sejam endere¸cadas ao longo da rota.