Algoritmos Distribuídos para Roteamento em Redes Ad Hoc

(1)

Introdu¸cão Objetivos Metodologia Algoritmos de Roteamento Experimentos/Análise de Complexidade Conclusão/Trabalhos Futuros

Algoritmos Distribu´ıdos para Roteamento em

Redes Ad Hoc

Tiago Rodrigues Chaves

Orientador: Ricardo Augusto Rabelo de Oliveira

Programa de P´

os-Gradua¸

c˜

ao em Ciˆ

encia da Computa¸

c˜

ao

(2)

Redes Ad Hoc/MANET Protocolos de Roteamento Algoritmos Distribu´ıdos

Modelagem do Sistema de Mem´oria Distribu´ıda Algoritmo Auto-estabiliz´avel

1

Introdu¸c˜ao

2

Objetivos

3

Metodologia

DAJ

Topologias de Rede

4

Algoritmos de Roteamento

Algoritmo de inunda¸c˜ao (Flooding) Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

5

Experimentos/An´alise de Complexidade

Experimentos com o Algoritmo Flooding An´alise de Complexidade

6

Conclus˜ao/Trabalhos Futuros

Conclus˜ao Trabalhos Futuros

(3)

Redes Ad Hoc/MANET

Protocolos de Roteamento Algoritmos Distribu´ıdos

Redes Ad Hoc/MANET

Uma rede ad hoc, tamb´

em ´

e conhecida como Mobile Ad hoc

NETwork (MANET).

(4)

Redes Ad Hoc/MANET

Rede Convencional

´

E necess´

ario que exista um ponto de acesso centralizador.

(5)

Redes Ad Hoc/MANET

Redes ad hoc n˜

ao s˜

ao restritas apenas para uso de

computadores.

(6)

Redes Ad Hoc/MANET

Protocolos de Roteamento

Algoritmos Distribu´ıdos

Protocolos de Roteamento

Protocolos Pr´

o-ativos X Protocolos Reativos

1

Pr´

o-ativos: todo n´

o da rede possui informa¸

c˜

oes para todos os

poss´ıveis destinos.

2

Reativos: uma rota s´

o ´

e determinada quando um n´

o deseja

(7)

Redes Ad Hoc/MANET Protocolos de Roteamento

Algoritmos Distribu´ıdos

Algoritmo + Distribu´ıdo (processamento e comunica¸

c˜

ao)

Cada processo tipicamente executa o mesmo algoritmo;

Interligados por um canal de comunica¸

c˜

ao;

(8)

Modelagem do Sistema de Mem´oria Distribu´ıda

Algoritmo Auto-estabiliz´avel

Modelagem do Sistema de Mem´

oria Distribu´ıda

Sistema de mem´

oria distribu´ıda pode ser modelado por um

grafo n˜

ao dirigido Gp = (Np, Ep), onde:

Np: conjunto de processadores.

Ep: conjunto de enlaces de comunica¸

c˜

ao full-duplex.

O roteamento da mensagem (q, Msg ) ´

e feito por um

processador r usando a fun¸

c˜

ao next

r

(q).

(9)

Modelagem do Sistema de Mem´oria Distribu´ıda

Algoritmo Auto-estabiliz´avel

Algoritmo Auto-estabiliz´

avel

A propriedade de auto-estabiliza¸c˜

ao modela a habilidade de

um sistema se recuperar automaticamente de falhas

(10)

1

Introdu¸c˜ao

2

Objetivos

3

Metodologia

DAJ

Topologias de Rede

4

5

6

(11)

Objetivos

Estudar e apresentar os algoritmos distribu´ıdos de roteamento

Flooding e AODV;

Comparar os algoritmos em rela¸

c˜

ao ao n´

umero de troca de

mensagens;

(12)

DAJ Topologias de Rede

1

Introdu¸c˜ao Redes Ad Hoc/MANET Protocolos de Roteamento Algoritmos Distribu´ıdos

2

Objetivos

3

Metodologia

DAJ

Topologias de Rede

4

5

6

(13)

DAJ

Topologias de Rede

Metodologia

Foram implementados em linguagem Java;

O Algoritmo de Flooding foi simulado no Distributed

Algorithms in Java(DAJ);

(14)

DAJ

Topologias de Rede

Distributed Algorithms in Java(DAJ)

(15)

DAJ

Topologias de Rede

(16)

1

Introdu¸c˜ao

2

Objetivos

3

Metodologia

DAJ

Topologias de Rede

4

5

6

(17)

Algoritmo de inunda¸c˜ao (Flooding)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(18)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Este algoritmo utiliza as seguintes vari´

aveis:

Identificador fonte (SrcID);

Identificador do destino (DestID);

N´

umero de sequˆ

encia da fonte (SrcSeqNum);

N´

umero de sequˆ

encia do destino (DestSeqNum);

Identificador de broadcast (BcastID);

Tempo de vida das mensagens (TTL);

N´

umero de hops.

(19)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

O algoritmo possui as seguintes mensagens:

Route Request (RREQ);

Route Reply (RREP);

Mensagens HELLO;

Route Error (RERR).

(20)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(21)

(22)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(23)

(24)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(25)

(26)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(27)

(28)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(29)

(30)

Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV)

(31)

1

Introdu¸c˜ao

2

Objetivos

3

Metodologia

DAJ

Topologias de Rede

4

5

(32)

Experimentos com o Algoritmo Flooding

An´alise de Complexidade

Experimentos com o Algoritmo Flooding

Topologia

RREQ

RREP

RREP-ENC

Ring

7

14

0 Mesh

7

18

0 Star

7

12

0 Line

7

12

0 Tree

7

10

72 Fully Conected

7

42

0

(33)

An´

alise de Complexidade

O fator a ser analisado ´

e a ordem de complexidade das trocas de

mensagem entre os n´

os de uma rede.

Considerando a topologia de um grafo completo, onde todos

os n´

os est˜

ao interligados a todos os outros n´

os.

(34)

An´

alise de Complexidade

Suponha:

n ´

e o n´

umero de v´

ertices em um grafo completo G .

d (n) ´

e o grau do v´

ertice, ou seja, n´

umero de arestas que

chegam e saem do v´

ertice.

Cada v´

ertice do grafo contribuir´

a com:

(35)

An´

alise de Complexidade

Assim, a ordem de complexidade das trocas de mensagem ´

e

representada por

(numero − de − vertices) × (grau − do − vertice).

(36)

1

Introdu¸c˜ao Redes Ad Hoc/MANET Protocolos de Roteamento Algoritmos Distribu´ıdos