Autokonfiguration von multi-hop ad-hoc Netzwerken - PowerPoint PPT Presentation

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Autokonfiguration von multi-hop ad-hoc Netzwerken

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Title: Autokonfiguration von multi-hop ad-hoc Netzwerken


1
Autokonfiguration von multi-hop ad-hoc Netzwerken
2
Die Eigenschaften vonmobilen multi-hop ad-hoc
Netzwerken
3
Die Eigenschaften vonmobilen ad-hoc multi-hop
Netzwerken
  • dynamische Netztopographie, insbesondere kommt es
    zu Fusionen und Teilungen
  • Netze bestehen aus Kleingeräten
  • nicht alle Knoten sind direkt miteinander
    verbunden
  • selbstkonfigurierend

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Anforderungen an das Protokoll
  • Vergabe einzigartiger Adressen ohne Server
  • in einem multi-hop Netzwerk
  • ohne Einschränkungen der Topographie-Möglichkeiten
  • adaptiv und schnell auf Veränderungen reagierend
  • robust gegen Aufteilen und Fusionieren von Netzen
  • robust gegen kurzzeitigen Kommunikationsausfall
  • bei Gewährleistung von Sicherheit, Schnelligkeit,
    Benutzerfreundlichkeit
  • simpel, mit wenig Netzbelastung durch die
    Verwaltung

5
Die Algorithmen
  • Vorstellung der Funktionsweise, insbesondere
  • neuer Knoten wird aktiv
  • Netzwerkfusion
  • mögliche Probleme

6
Zero Configuration Networking
  • aktiv werdende Knoten, melden sich über eine
    temporäre link-local-Adresse an und schlagen eine
    IP-Adresse vor
  • kein Mechanismus zur Entdeckung von
    Netzwerkfusionen, kein periodisches Überprüfen
    von Adresskonflikten

7
Zero Configuration Networking
AREP
14
31
AREQ
AB 14
AB 16
20
8
Zero Configuration Networking
14
31
16
20
9
Zero Configuration NetworkingVorteile
  • Anforderungen an Geräte minimal
  • praktisch keine Netzbelastung durch
    Administration
  • einfaches Protokoll

10
Zero Configuration NetworkingNachteile
  • unerkannte Konflikte möglich
  • für große und dynamische Netzwerke ungeeignet

11
Buddy System
  • jeder Knoten kann als Server vorab reservierte
    IP-Adressen zuweisen
  • Fusionen werden durch das periodische broadcasten
    einer PartitionID erkannt

12
Buddy System
1 / 2-16
9 / 10-16
9 / 10-12
1 / 2-8
13 / 14-16
13
Buddy System
9 / 10-12
15 / 16
1 / 2-8
9-12
13 / 14-16
13 / 14
1 1-8 13 13-14 15 15-16
14
Buddy System
9 / 10-12
1 / 2-8
13 / 14-16
15
Buddy SystemVorteile
  • schnelles Zuweisen von einzigartigen Adressen
  • kein Flooding beim Anmelden
  • Fusionen werden erkannt, wenn eine
    Broadcast-Meldung mit falscher PartitionID
    eingeht

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Buddy SystemNachteile
  • jedes Gerät braucht reservierte IP-Adressen
  • bei großen Netzwerken viele reservierte Adressen
    nötig
  • jedes Gerät führt Listen
  • prinzipiell Konflikte möglich

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Agent Based Addressing
  • arbeitet mit aus der MAC-Adresse abgeleiteten
    IPv6-Adressen, d.h. jeder Knoten hat vorab eine
    einzigartige IP-Adresse, daher weder zufällige
    Generation noch Zuweisen nötig
  • Überblick über Hinzutreten, Ausscheiden und
    Fusionen behält ein spezieller Knoten

18
Agent Based Addressing
Address Agent
a21
3f7
a21
3f7
d72
d72
19
Agent Based Addressing
Address Agent
a21
a21 3f7 d72 391 2bb
3f7
a21
3f7
d72
d72
20
Agent Based AddressingVorteile
  • schnelles Zuweisen einzigartiger Adressen
  • ständig aktuelles Bild des Netzwerkes
  • keine Probleme durch Fusionen oder Ausscheiden
    von Knoten oder Netzwerkteilen

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Agent Based AddressingNachteile
  • setzt einzigartige MAC-Adressen und IPv6 voraus
  • da jeder Knoten zum Agent werden kann, relativ
    hohe Anforderungen an die Teilnehmer
  • hohe Flooding-Last durch ständiges Bestätigen

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Sun und Belding-Royer
  • unabhängig von Modus der Generierung der
    IP-Adressen (Vorschlag pseudo-zufällig)
  • aktiv werdende Knoten durchlaufen den AREQ/AREP
    Prozess
  • Fusionen / Teilungen werden von Address
    Authorities überwacht
  • Back-up vorhanden

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Sun und Belding-Royer
Address Authority
16
Back-up AA
14 16 21 28
21
28
14
AB 16
24
Sun und Belding-Royer
Address Authority
16
Back-up AA
14 16 21 28
14 16 21 28 18
21
28
14
AB 18
18
25
Sun und Belding-RoyerVorteile
  • robust gegen Konflikte auch bei Fusionen
  • robust gegen Informationsverlust durch
    Übertragungsfehler
  • Anforderungen nur für Autoritäten hoch
  • Back-up stellt reibungslosen Betrieb sicher

26
Sun und Belding-RoyerNachteile
  • bei großen Netzwerken langsam bei der Anmeldung
  • Bandbreitenverlust durch Flooding
  • für kleine Netze zu kompliziert

27
Offene Fragen
  • Sicherheit
  • Skalierbarkeit
  • Routing

28
Sicherheit
  • Bei allen Ansätzen können Adress-Konflikte
    vorgetäuscht werden, die dazu führen, dass keine
    Anmeldung mehr möglich ist (denial-of-service-Atta
    cken).

29
Skalierbarkeit
  • Bei sehr großen Netzen von tausenden Teilnehmern
    müssen die Netzwerke hierarchisiert werden (wg.
    flooding)
  • Besonders eignen sich dazu Ansätze, die mit
    Agenten/Autoritäten arbeiten

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Routing
  • Der Mechanismus der Konfliktvermeidung und die
    Informationen, die ein Routing-Algorithmus
    braucht, sind teilweise die selben Informationen.
  • Die geeignete Kombination von Konfigurationsprotok
    oll und Routing-Algorithmus bringt Synergien

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Schnelligkeit
  • Die Geschwindigkeit und Robustheit der Protokolle
    variieren in unterschiedlichen Situationen
    (Aktivierung, Fusion, Trennung).
  • Empirische Untersuchungen über das tatsächliche
    typische Verhalten von Knoten in Netzwerken
    können helfen, den geeignetesten Knoten zu finden.

32
Danke für die Aufmerksamkeit
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