Autokonfiguration von multi-hop ad-hoc Netzwerken

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Autokonfiguration von multi-hop ad-hoc Netzwerken
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Die Eigenschaften vonmobilen multi-hop ad-hoc
Netzwerken
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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

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Die Algorithmen

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

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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

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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

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Zero Configuration NetworkingNachteile

• unerkannte Konflikte möglich
• für große und dynamische Netzwerke ungeeignet

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Buddy System

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

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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

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Agent Based Addressing
Address Agent
a21
3f7
a21
3f7
d72
d72
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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
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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
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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

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Sun und Belding-RoyerNachteile

• bei großen Netzwerken langsam bei der Anmeldung
• Bandbreitenverlust durch Flooding
• für kleine Netze zu kompliziert

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Offene Fragen

• Sicherheit
• Skalierbarkeit
• Routing

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Sicherheit

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

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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.

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Danke für die Aufmerksamkeit