Leipzig

  • November 2019
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View Leipzig as PDF for free.

More details

  • Words: 1,102
  • Pages: 28
Routing in Mobile Ad­hoc Networks

Dr. Miguel Sánchez López Computer Engineering Department Universidad Politécnica de Valencia, Spain November 2008

 

 

Outline

 



Mobile ad­hoc networks on IETF: MANET



Problem statement



Routing survey



Sensor networks

 

Mobile Ad­hoc Networks 



 

Self­configuring network of mobile routers 

Wireless communications



Nodes are both: host & routers



No other infrastructure available



Nodes may or may not be mobile

Standard routing protocols do not fit well 

A new group (MANET) was created on IETF (1997)



Different protocols have been proposed ever since  

Infrastructure Mobile Networks

 

 

Mobile Ad­hoc Networks

 

 

MANET 

Mobile: not necessary



Multihop



Ad­hoc: no other infrastructure present 



Collaborative routing compensates the lack of  existing infrastructure: 

  

Self­created or spontaneous network

Hostile environment, disaster recovery, exploration

Each node is a [mobile] router and host  

Why existing protocols do not  work?  



 

Existing protocols assume a fixed infrastructure: 

May include wireless links



Routers can come and go, but few changes

Hosts do not move and routers do not move 

Mobile IP solves host mobility (not routers')



Routers uptime is expected to be high

 

Problem statement 

Mobile ad­hoc networks need ... 

Unicast routing.



Multicast and broadcast routing



Wireless links exhibit poorer BER than wired



Nodes may have power limitations



Fully distributed solutions



Energy awareness:  

 

Maximize network survivability  

Unicast routing 

Any host to any host communication



Two basic approaches for route discovery:



 



On­demand (reactive)



Pro­active

Several ”borrowed” ideas: 

Distance vector algorithm



Source routing



Link state routing



Hierarchical routing

 

Broadcast routing 



Different problem than  unicast Wireless may make it  easier: 



  

Broadcast nature of  physical media

Flooding is not  efficient Multicast is similar  

On­demand routing 



Routes are ”discovered” when they are needed Special probe packet is broadcasted by source  node 



Which route will use the answer? 



 

Eventually, it will reach the destination, who will  reply back Backward learning or source routing

Examples:  

AODV or DSR

 

DSR: Dynamic Source Routing 

RFC 4728



It's on­demand



Route request are broadcasted



Data is routed using source routing: 



 

Sender lists the sequence of routers

Replies to route requests are received  ”backwards”  

AODV: Ad hoc On­Demand  Distance Vector 

RFC 3561



Similar approach than DSR: 



On­demand route discover

No source routing though: 

Routing tables are used instead



Route discovery fills the routing tables



Distance vector: 

 

Avoids routing loops & count to infinity  



Route entries have a limited lifetime

Backward learning 



You learn by listening, not by asking Route discovery packets may store forwarding  sequence



Use the route request path backwards



It is the ONLY technique of ECMF: 



 

Explicit Control Message Free protocol

Both DSR and AODV use it too  

Routes maintenance 



 

How do you know a neighbor is still active? 

Overhear other transmissions



Acknowledgments on forwarded packets



Neighbor sensing protocol (Hello packets)

What to do if a route is broken? 

Detect



Fix

 

Link state routing 

Key concept is Dijkstra algorithm 



Algorithm needs to know the cost of each link 

Information not available at nodes, it needs to be  transmitted from those who know it



Wireless links are created and destroyed



Chicken and egg: how to route link state? 

 

Best routes to reach each possible destination  inside a graph

Flooding / Multipoint relays  

OLSR: Optimized Link State  Routing 

RFC 3626



It's a proactive routing protocol



It's based on link state routing



It maintains a set of multipoint relays: 

 

Optimization over flooding link state information



Periodic advertisement



Table driven  

OLSR 



HELLO messages for topology update 

Neighbor list



Link ”quality”



Detection of link symmetry



Election of MPR nodes

Periodic link state data flooded by MPRs 

 

May also be triggered by link failures

 

DSDV: Destination Sequenced  Distance Vector 



Based on Bellman­Ford algorithm Destination node route is stored with a  sequence number to tell apart old information 



Proactive 

 

Avoid routing loops It's a precursor of AODV

 

FSR: Fish­eye State Routing 

It's a proactive unicast routing protocol



It uses links state approach



FSR reduces the link state information  exchange to the local neighborhood 



 

Same as fish­eye lenses, detail high is in the close  neighborhood, distant links details are not known

Link state information exchange has different  rates  

TORA: Temporally Ordered  Routing Algorithm 

TORA is based on link reversal concept



It's a reactive protocol





It creates a set of routes so traffic always flows  “downstream” for a given destination node Message exchanges help create a Directed  Acyclic Graph of the network 

 

This DAG is used for routing later

 

ZRP: Zone Routing Protocol 





 

Hybrid approach: proactive + reactive 

Intra­zone Routing Protocol (proactive)



Inter­zone Routing Protocol (reactive)

Zones are d­hops around each node It's more like a framework as different protocols  may be used for each behavior.

 

Hierarchical Routing 

Instead of a flat space of node there are several  levels: 



 

For example: clusters with clusterheads

Different levels may use different routing  protocols

 

Power management 

 

Battery operated systems have limited energy  source st



Network metric: time for 1  dead node



Power management is a cross­layer task: 

Transmission power control



Timed media­access



Sleep or hibernated nodes



Power­aware routing  

Ad­hoc networks security 



Fully distributed security? 

Central or replicated authentication database



Secure routing



Secure data exchange



Secure peer authentication

Threshold cryptography 

 

t­out­of­n

 

Multicasting 

Not the same thing as unicasting: 



Flooding can work but inefficiently



Tree­based multicast more efficient:





Tree building/maintenance process



Examples: AMRoute, AMRIS, MAODV

Others are based on a mesh  

 

Different protocols are needed

ODMRP, CAMP   

Sensor networks 

Special case of ad­hoc networks



Some nodes may be mobile



Many nodes tied to fixed infrastructure (i.e:  buildings, containers, etc)



Monitoring use



Battery­operated, energy scavenging 

  

Long sleep times

Small size, small processing power  

Geocasting 

It's possible to base addressing on location 





It means node address will change when  moved to a new location There are several routing algorithms built on the  idea of using location information: 

 

Then messages can be sent to certain areas of the  network

LAR, DREAM, GLS  

Related Documents

Leipzig
November 2019 19
Leipzig Paper
April 2020 33
Oper Leipzig Er+te
June 2020 7
Bmw Planta Leipzig
June 2020 7
Leipzig 27 Viii 2008
November 2019 9