Ad-Hoc
Sieć typu Ad-Hoc – bezprzewodowa sieć o zdecentralizowanej strukturze, w której przyłączone mobilne urządzenia mogą pełnić funkcje zarówno klienta (terminala końcowego) jak i routera. Do przekazywania danych nie jest wymagane istnienie żadnej infrastruktury sieciowej (brak punktów zarządzających), gdyż pakiety dostarczane są do odbiorcy poprzez inne, pośredniczące, dowolnie zlokalizowane urządzenia w tej sieci.
Spis treści |
[edytuj] Zastosowania
- komercyjne rozwiązania w małych, przenośnych urządzeniach takich jak:
- telefony komórkowe z modułem Bluetooth i GPRS (w przyszłości UMTS)
- komputery PDA
- aparaty cyfrowe
- publiczne terminale dostępowe bazujące na standardzie WLAN IEEE 802.11
- medyczne, mobilne urządzenia pomiarowe
- sieci o małym zasięgu PAN (Personal Area Network)
- wojskowe techniki łączności
[edytuj] Typy sieci Ad-Hoc
Obecnie sieci Ad-Hoc działają w jednym z dwóch możliwych typów:
- Single-Hop – urządzenia wchodzące w skład sieci znajdują się w swoim bezpośrednim zasięgu. Transmisja odbywa się bez urządzeń pośredniczących.
- Multi-Hop – umożliwia jednoczesną transmisję poprzez stacje pośredniczące wieloma niezależnymi ścieżkami. Dopuszcza się transmisję kiedy odbiorca nie znajduje się w zasięgu nadawcy. Tryb ten wpływa na zwiększenie szybkość transmisji, zmniejsza interferencję i pobór mocy. Działanie sieci opisują bardziej skomplikowane algorytmy sterujące przekazywaniem danych. Sieci te cechuje jednak większa zawodność. Mobilność stacji może powodować ze ścieżka przestaje być możliwa do realizacji i konieczne jest znalezienie ścieżki zastępczej. To pociąga za sobą inne problemy związane z szybkością i jakością transmisji (możliwość utraty danych).
[edytuj] Protokoły trasowania
W sieciach Ad-Hoc nie występuje podział urządzeń ze względu na pełnione przez nie funkcje (wykonywanie aplikacji, funkcje koncentratorów, przełączników i routerów). Wspomniana wcześniej możliwość zmiany położenia stacji skutkuje zwiększeniem wymagań dla algorytmów. Specyfikacja budowy i działania sieci Ad-Hoc pociągnęła za sobą konieczność określenia i doprecyzowania zagadnień trasowania czym zajęła się grupa MANET (Mobile Ad-Hoc Network) powołana przez IETF. Zdefiniowała m.in. takie protokoły jak: FSR, DSR, TORA, AODV.
Protokoły trasowania można podzielić m.in. na:
- Proaktywne – przechowują informacje o wszystkich trasach co wymaga ciągłego odnawiania informacji o ścieżkach. Dzięki temu można zapewnić dopasowywanie się do zmiany topologii (przeciążenie medium lub zerwanie połączenia). Należą do nich:
- Reaktywne – wyszukują trasy na żądanie, cechuje je mniejsze opóźnienie i obciążenie łącza. W ich skład wchodzą:
[edytuj] AODV
Protokół typu reaktywnego, co oznacza, że jego działanie odbywa się na żądanie. Stosowany jest w mobilnych, bezprzewodowych sieciach Ad-Hoc typu multi-hop. Algorytm działania służący do określenia ścieżki:
- rozgłaszanie pakietu RREQ w przypadku nie odnalezienia trasy
- otrzymanie odpowiedzi RREP od węzła docelowego lub węzła pośredniczącego, który dysponuje zawartą w swojej tablicy trasą do węzła końcowego
- wysyłanie PERR w przypadku zerwania połączenia, host docelowy nieosiągalny
[edytuj] DSR
Rolą DSR jest określenie kolejnych węzłów w sieci, przez które przekazywany będzie pakiet (według listy zawartej w nagłówku). By zapewnić połączenie między dwoma dowolnymi urządzeniami w sieci Ad-Hoc konieczna jest znajomość jedynie ścieżki do bezpośredniego sąsiada danej stacji. Algorytm działania służący do określenia ścieżki:
- rozgłaszanie pakietu RREQ
- sprawdzanie w tablicy tras istnienia ścieżki do węzła wskazanego w RREQ
- w przypadku braku ścieżki retransmisja z dodaniem własnego adresu do sekwencji przejść
- w przypadku istnienia możliwości wskazania ścieżki generowanie pakiety RREP zawierającego sekwencje przejść przez węzeł docelowy lub potrafiący określić poszukiwaną trasę
- wysłanie RREP do węzła źródłowego
[edytuj] FSR
Protokół typu proaktywnego wykorzystywany w dużych sieciach Ad-Hoc. Algorytm działania:
- przechowywanie tablicy stanów łączy (Link State) dla wszystkich hostów docelowych
- odświeżanie tablic stanów łączy polega na okresowym przesyłaniu ich zawartości pomiędzy węzłami (długość przerw pomiędzy kolejnymi wymianami informacji zależy od położenia węzłów)
- utworzenie mapy istniejących połączeń w danej sieci Ad-Hoc na podstawie wspomnianych w poprzednim podpunkcie tablic stanów. Dzięki temu istnieje możliwość wskazania najlepszej poszukiwanej ścieżki.
[edytuj] Grid
Algorytm ten dzieli obszar analizowanej sieci Ad-Hoc na prostokątne pola, w których następuje wybór tzw. „lidera”. Lider kieruje trasowaniem pomiędzy stycznymi polami utworzonej siatki. Rozwiązanie to zmniejsza obciążenie łącza gdyż pozostałe węzły robocze nie są do wspomnianego trasowania wykorzystywane. Cechy algorytmu:
- odkrywanie ścieżki – ustalanie zasięgu rozgłaszania na podstawie danych o położeniu w topologii
- przekazywanie pakietów; kierowanie przesyłanymi pakietami na podstawie identyfikatorów pól.
- utrzymanie ścieżki; ewentualna zmiana położenia liderów określonych pól nie wpływa negatywnie na działanie sieci – „nowy” lider przejmuje tablicę trasowania.