ΑΝΑΠΤΥΞΗΑΝΑΠΤΥΞΗ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΑΣΥΡΜΑΤΩΝΑΣΥΡΜΑΤΩΝ

ΔΙΚΤΥΩΝΔΙΚΤΥΩΝ ΤΥΠΟΥΤΥΠΟΥ MANET MANET (Mobile Ad-Hoc Networks)(Mobile Ad-Hoc Networks)

Αρσλάνογλου ΓεώργιοςΑρσλάνογλου Γεώργιος

ΑΕΜ 4403ΑΕΜ 4403

ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΩΝ

ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΠεριεχόμεναΠεριεχόμενα

Εισαγωγή

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Περιγραφή των δικτύων MANET

Περιγραφή των Πρωτόκολλων Δρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV)

ΠεριεχόμεναΠεριεχόμενα

Πρωτόκολλο Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

Πρωτόκολλο Dynamic Source Routing (DSR)

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Συμπεράσματα – Σχόλια

Βιβλιογραφία

ΕισαγωγήΕισαγωγή

Η κινητή ασύρματη επικοινωνία δεδομένων, η οποία εξελίσσεται και τεχνολογικά αλλά και στη χρήση/διάδοσή της, είναι μια κινητήρια

δύναμη χάρη στο Internet και την επιτυχία της τρίτης γενιάς των κινητών δικτύων με

κυψέλες.

Στο άμεσο μέλλον, ο ρόλος και οι δυνατότητες της ανταλλαγής δεδομένων σε κοντινή

απόσταση αναμένεται να μεγαλώσουν, και να εξυπηρετούν σαν συμπλήρωμα στην

παραδοσιακή μεγάλης κλίμακας επικοινωνία.

ΕισαγωγήΕισαγωγή

Οι περισσότερες επικοινωνίες, μεταξύ ανθρώπου και μηχανής καθώς και προφορική επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων, συμβαίνουν σε αποστάσεις μικρότερες των 10 μέτρων.

Η ύπαρξη ελεύθερων ραδιοσυχνοτήτων ευνοεί την ανάπτυξη τεχνολογιών (όπως το

Bluetooth) που επιτρέπουν την εύκολη και ανέξοδη δημιουργία ασύρματης επικοινωνίας.

ΕισαγωγήΕισαγωγή

Η πιο διαδεδομένη αντίληψη για ένα κινητό ad-hoc δίκτυο είναι ένα δίκτυο σχηματισμένο

χωρίς καμία κεντρική διαχείριση που αποτελείται από κινούμενους κόμβους που χρησιμοποιούν ένα ασύρματο μέσο για να

στέλνουν πακέτα δεδομένων.

Αυτοί οι κόμβοι σε ένα δίκτυο τέτοιου είδους μπορούν να λειτουργήσουν και σαν

δρομολογητές (routers) αλλά και σαν εξυπηρετητές (servers), μπορούν να

προωθούν πακέτα εκ μέρους άλλων κόμβων και να τρέχουν εφαρμογές χρηστών.

ΕισαγωγήΕισαγωγή

Τα δίκτυα Mobile Ad-Hoc Networks (MANET) αποτελούν μια επέκταση των δικτύων Ad-Hoc,

αφού αποτελούνται από κόμβους που κινούνται δυναμικά και αυθαίρετα,

δημιουργώντας έτσι δυναμικές τοπολογίες δικτύου.

ΕισαγωγήΕισαγωγή

Το αντικείμενο της διπλωματικής αυτής εργασίας ήταν η εμβάθυνση στα δίκτυα

MANET και στα πρωτόκολλα δρομολόγησης πακέτων (routing protocols) που

χρησιμοποιούνται σε αυτά, με τελικό στόχο την ανάπτυξη λογισμικού προσομοίωσης

δικτύων MANET με έμφαση στα πρωτόκολλα δρομολόγησης.

Το λογισμικό προσομοίωσης αναπτύχθηκε από το μηδέν σε γλώσσα προγραμματισμού

Java.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Οι ρίζες των δικτύων Ad-Hoc (Ad-Hoc σημαίνει «για αυτόν τον σκοπό») βρίσκονται πίσω στο 1968, όταν ξεκίνησε το έργο πάνω στο δίκτυο

ALOHA, στόχος του οποίου ήταν η διασύνδεση εκπαιδευτικών κτιρίων στη

Χαβάη.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Η ιδέα ήταν να χρησιμοποιηθούν χαμηλού

κόστους ερασιτεχνικά ραδιοφωνικά συστήματα για τη δημιουργία ενός δικτύου

υπολογιστών για τη διασύνδεση των διασκορπισμένων campus του

πανεπιστημίου.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Η αρχική έκδοση του πρωτόκολλου ALOHA χρησιμοποιούσε δύο ξεχωριστές

ραδιοφωνικές συχνότητες και μια τοπολογία αστέρα με ένα κεντρικό σταθμό (hub/star

configuration).

Ο κεντρικός σταθμός μετέδιδε πακέτα σε όλους τους άλλους σταθμούς στο κανάλι

εξόδου (outbound channel), ενώ οι υπόλοιποι σταθμοί έστελναν δεδομένα στον κεντρικό

σταθμό στο κανάλι εισόδου (inbound channel).

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Παρόλο που στηθήκανε σταθεροί σταθμοί, το πρωτόκολλο ALOHA επέτρεπε τη διαχείριση

για διανεμημένη πρόσβαση καναλιών (distributed channel access management) και

έτσι εξασφάλισε μια βάση για τη μετέπειτα ανάπτυξη των σχημάτων διανεμημένης

πρόσβασης καναλιού που ήταν κατάλληλα για τα δίκτυα Ad-Hoc.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Το πρωτόκολλο ALOHA από μόνο του ήταν ένα πρωτόκολλο single hop, οπότε δεν υποστήριζε εγγενώς τη δρομολόγηση

πακέτων. Αντίθετα, κάθε κόμβος έπρεπε να είναι εντός εμβέλειας όλων των υπόλοιπων κόμβων του

δικτύου.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Πρωτόκολλο ALOHA

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Αυτή η αρχική μορφή του πρωτοκόλλου αποκαλείται σήμερα “Pure ALOHA” για να ξεχωρίζει από τις καινούριες μορφές του

πρωτοκόλλου, όπως την “Slotted ALOHA”.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Το “Pure ALOHA” πρωτόκολλο είχε ένα μέγιστο throughput της τάξης του 18.4% της

συνολικής χωρητικότητας.

Αυτό σημαίνει ότι περίπου το 81.6% του διαθέσιμου εύρους ζώνης μένει

ανεκμετάλλευτο εξαιτίας των απωλειών από τις συγκρούσεις πακέτων (packet collisions).

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Πρωτόκολλο “Pure ALOHA”

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Η βελτίωση του “Pure ALOHA” οδήγησε στη δημιουργία του πρωτοκόλλου “Slotted

ALOHA”, το οποίο εισήγαγε την έννοια του timeslot και αύξησε την απόδοση του

πρωτοκόλλου στο 36.8%.

Κάθε κόμβος μπορεί να στέλνει πακέτα μόνο στην αρχή ενός timeslot, με αποτέλεσμα να μειώνονται οι συγκρούσεις των πακέτων.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Πρωτόκολλο “Slotted ALOHA”

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Εμπνευσμένο από το δίκτυο ALOHA και την προηγούμενη ανάπτυξη του packet switching

σε σταθερά δίκτυα, το DARPA ξεκίνησε το 1973 στο PRnet (Packet Radio Network), ένα

δίκτυο multihop.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Ο όρος multihop υποδηλώνει τη συνεργασία των κόμβων για την αναμετάδοση της

δικτυακής κίνησης μεταξύ τους, ώστε να φτάνουν σε μακρινούς σταθμούς που διαφορετικά θα ήταν εκτός εμβέλειας.

Το PRnet παρείχε μηχανισμούς για τη διαχείριση των εργασιών είτε κεντρικά, είτε

διανεμημένα.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Διαπιστώθηκε ότι η τεχνική του multihop αύξησε τη χωρητικότητα του δικτύου, καθώς ο

χώρος μπορούσε να επαναχρησιμοποιηθεί για συνεχόμενες, αλλά ξεχωριστές μεταξύ τους

multihop sessions.

Παρόλο που πολλά πειραματικά δίκτυα τύπου Packet Radio αναπτύχθηκαν αργότερα, αυτά τα ασύρματα συστήματα δεν έφτασαν ποτέ

στην αγορά.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Όταν το Ινστιτούτο IEEE ανέπτυσσε το πρότυπο IEEE 802.11 για ασύρματα τοπικά

δίκτυα (Wireless Local Area Network, WLAN), αντικατέστησε τον όρο Packet Radio Network

με τον όρο Ad-Hoc Network.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Η ιδέα μας για τα Ad-Hoc δίκτυα περιλαμβάνει σενάρια όπως αυτά που απεικονίζονται στην

επόμενη εικόνα, όπου άνθρωποι έχουν συσκευές που μπορούν να επικοινωνούν με

Ad-Hoc δίκτυα.

Οι συσκευές ενός χρήστη μπορούν να διασυνδέονται μεταξύ τους και να συνδέονται

σε τοπικά κέντρα πληροφόρησης.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Για παράδειγμα, για να αντλούν ενημερώσεις για τις αναχωρήσεις των πτήσεων, αλλαγές

στις πύλες εξόδου και άλλα. Οι Ad-Hoc συσκευές μπορούν επίσης να

προωθήσουν δικτυακή κίνηση σε συσκευές που είναι εκτός εμβέλειας.

Έτσι το σενάριο του αεροδρομίου περιέχει μία μείξη απλών και πολλαπλών radio hops.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Σενάριο Αεροδρομίου

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Για να δούμε τα Ad-Hoc δίκτυα από τη σωστή γωνία, ας κάνουμε κάποιες παρατηρήσεις για την ασύρματη επικοινωνία, ξεκινώντας από τα

κινητά δίκτυα με κυψέλες που βασίζονται έντονα στη σταθερή υποδομή τους.

Η κάλυψη παρέχεται από σταθμούς βάσης (base stations), οι πόροι των

ραδιοσυχνοτήτων διαχειρίζονται από μια κεντρική μονάδα και οι υπηρεσίες είναι

ενσωματωμένες με το σύστημα.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Καθώς απομακρυνόμαστε από τα συστήματα

κεντρικής διαχείρισης, βρισκόμαστε σε καθαρά Ad-Hoc δίκτυα, άλλα single-hop και

άλλα multihop. Οι διαφορές ανάμεσα σε αυτά τα δίκτυα

απεικονίζονται στην επόμενη εικόνα.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Διαφορές single-hop και multihop Δικτύων

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Τέλος, καταλήγουμε στα δίκτυα που δεν έχουν καθόλου κεντρική διαχείριση, όπως τα MANET

και τα PAN (Personal Area Network).

Όλα τα συμπεράσματα συνοψίζονται στην επόμενη Εικόνα.

Ιστορική Αναδρομή στα Ασύρματα ΔίκτυαΙστορική Αναδρομή στα Ασύρματα Δίκτυα

Διαφορές Σταθερού Δικτύων με Ad-Hoc Δίκτυα

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕισαγωγήΕισαγωγή

Με τις πρόσφατες εξελίξεις στην απόδοση των ασύρματων δικτύων, αναμένεται ευρέα

διάδοση και χρήση πιο προχωρημένων ασύρματων δικτύων με κινητούς κόμβους, που θα εξελίξουν κατά πολύ τη χρήση του

Internet Protocol (IP).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕισαγωγήΕισαγωγή

Το όραμα της Ad-Hoc δικτύωσης με κινητούς κόμβους είναι να υποστηρίξει δυνατά και

αποτελεσματικά τη χρήση των ασύρματων δικτύων ενσωματώνοντας λειτουργίες

δρομολόγησης στους κινητούς κόμβους.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANET Εισαγωγή

Τέτοια δίκτυα θα έχουν δυναμικές, πολλές φορές γρήγορα εναλλασσόμενες, τυχαίες,

multihop τοπολογίες, που θα αποτελούνται από σχετικά περιορισμένου εύρους ζώνης

ασύρματες ζεύξεις.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕισαγωγήΕισαγωγή

Στην κοινωνία του Internet, η υποστήριξη δρομολόγησης για κινητούς κόμβους

μορφοποιείται ως τεχνολογία “mobile IP”.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕισαγωγήΕισαγωγή

Αυτή είναι μια τεχνολογία που θα επιτρέπει σε κόμβους «νομάδες» να επικοινωνούν με το

Internet, συνδεόμενοι σε «φιλόξενους κόμβους» (hosts) που θα είναι ήδη

συνδεδεμένοι με το Internet με διάφορα μέσα πέρα από την σταθερή τους διεύθυνση (fixed-

address).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANET Εισαγωγή

Αυτός ο «φιλόξενος κόμβος» μπορεί να είναι είτε φυσικά συνδεδεμένος με το σταθερό

δίκτυο σε ένα ξένο subnet, ή να είναι συνδεδεμένος με μια ασύρματη ζεύξη, ή με μια

σύνδεση dial-up, ή με οτιδήποτε άλλο.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕισαγωγήΕισαγωγή

Αυτή η μορφή του «κινητού φιλόξενου κόμβου» (host mobility) απαιτεί διαχείριση

διευθύνσεων, βελτιώσεις στη διασύνδεση των πρωτοκόλλων και άλλα σχετικά, όμως οι

βασικές δικτυακές λειτουργίες όπως η δρομολόγηση από κόμβο σε κόμβο (hop-by-

hop routing) ακόμα εξαρτώνται στα ήδη υπάρχοντα πρωτόκολλα δρομολόγησης που

λειτουργούν στα σταθερά δίκτυα.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANET Εισαγωγή

Αντίθετα, ο στόχος των δικτύων MANET είναι να επεκτείνουν αυτή την κινητικότητα σε

αυτόνομα, κινητά, ασύρματα domain, όπου ένα σύνολο κόμβων από μόνοι τους

αποτελούν την υποδομή για τη δρομολόγηση με έναν Ad-Hoc τρόπο.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΧαρακτηριστικά των δικτύων Χαρακτηριστικά των δικτύων MANETMANET

Ένα δίκτυο MANET αποτελείται από κινητές μονάδες (π.χ. ένα δρομολογητή με πολλούς

hosts και ασύρματες συσκευές, που θα αποκαλούνται κόμβοι) οι οποίες είναι

ελεύθερες να μετακινηθούν όπου θέλουν.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΧαρακτηριστικά των δικτύων Χαρακτηριστικά των δικτύων MANETMANET

Αυτοί οι κόμβοι μπορούν να βρίσκονται σε αεροπλάνα, πλοία, φορτηγά, αυτοκίνητα,

ακόμα και σε ανθρώπους. Ένα δίκτυο MANET λοιπόν, είναι ένα αυτόνομο σύστημα

αποτελούμενο από κινητούς κόμβους.

Το σύστημα αυτό μπορεί να λειτουργεί απομονωμένο, ή να έχει και διεξόδους

(gateways) και να επικοινωνεί με ένα σταθερό δίκτυο.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΧαρακτηριστικά των δικτύων Χαρακτηριστικά των δικτύων MANETMANET

Στον δεύτερο τρόπο λειτουργίας, το σύστημα θα λειτουργεί σαν ένα «αποκομμένο δίκτυο»

(“stub” network) που συνδέεται με ένα σταθερό δίκτυο.

Τα «αποκομμένα δίκτυα» μεταφέρουν δικτυακή κίνηση που προέρχεται ή

κατευθύνεται προς τους εσωτερικούς κόμβους, αλλά δεν επιτρέπει εξωτερική κίνηση

να μεταφερθεί μέσω του «αποκομμένου δικτύου».

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΧαρακτηριστικά των δικτύων Χαρακτηριστικά των δικτύων MANETMANET

Οι κόμβοι του δικτύου MANET είναι εξοπλισμένοι με ασύρματους πομπούς και

δέκτες χρησιμοποιώντας κεραίες που μπορεί να είναι μη κατευθυντικές (omnidirectional),

πολύ κατευθυντικές (point-to-point), πιθανώς μεταβλητές, ή κάποιος συνδυασμός των

παραπάνω.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΧαρακτηριστικά των δικτύων Χαρακτηριστικά των δικτύων MANETMANET

Σε κάποιο χρονικό σημείο, ανάλογα με τη θέση των κόμβων, την εμβέλεια των πομποδεκτών

τους, τη μεταδιδόμενη ισχύ τους και τα επίπεδα παρεμβολών, μια ασύρματη σύνδεση

στη μορφή ενός τυχαίου “Ad-hoc” δικτύου δημιουργείται ανάμεσά τους.

Αυτή η Ad-hoc τοπολογία μπορεί να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, καθώς οι κόμβοι

μετακινούνται ή αλλάζουν την ισχύ μετάδοσής τους.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΧαρακτηριστικά των δικτύων Χαρακτηριστικά των δικτύων MANETMANET

Τα δίκτυα MANET έχουν πολλά αξιοπρόσεκτα χαρακτηριστικά :

Δυναμικές τοπολογίες Ζεύξεις περιορισμένου εύρους ζώνης και

μεταβλητής χωρητικότητας Λειτουργία με περιορισμένη ενέργεια

τροφοδοσίας Περιορισμένη ασφάλεια του φυσικού μέσου

μετάδοσης (physical layer). Κλιμάκωση (Scalability)

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕφαρμογές των δικτύων Εφαρμογές των δικτύων MANETMANET

Τα MANET έχουν πρακτική εφαρμογή σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει κάποια

σταθερή ενσύρματη δικτυακή υποδομή (fixed wired infrastructure).

Τέτοιες περιπτώσεις έχουμε όταν δεν είναι οικονομικά, πρακτικά ή γεωγραφικά εφικτό να

δημιουργηθεί η απαραίτητη υποδομή, ή επειδή οι καταστάσεις δεν επιτρέπουν την

εγκατάστασή της,

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕφαρμογές των δικτύων Εφαρμογές των δικτύων MANETMANET

Σε μια συνεδριακή αίθουσα κατά τη διάρκεια συναντήσεων, όταν οι συμμετέχοντες θέλουν να ανταλλάξουν πληροφορίες.

Σε μια αίθουσα διδασκαλίας κατά τη διάρκεια συζητήσεων με τον καθηγητή, ή και κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας.

Σε ένα αεροδρόμιο όπου οι εργαζόμενοι θέλουν να ανταλλάξουν αρχεία.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕφαρμογές των δικτύων Εφαρμογές των δικτύων MANETMANET

Σε μια επείγουσα επιχείρηση διάσωσης, όταν τα μέλη του σωστικού συνεργείου θέλουν να συντονίσουν την προσπάθειά τους. Για παράδειγμα σε περίπτωση όταν κάποιος σεισμός ή πλημμύρα καταστρέψει την ενσύρματη υποδομή των σταθερών δικτύων.

Σε μάχες κατά τη διάρκεια πολέμου, για τον συντονισμό των στρατιωτών στην άμυνα και την επίθεση.

Vehicular Ad-Hoc Networks Logo

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΔίκτυαΔίκτυα VANET VANET ((Vehicular Ad-Hoc NetworksVehicular Ad-Hoc Networks))

Τα δίκτυα VANET αποτελούν ειδική περίπτωση των δικτύων MANET, όπου κινούμενα οχήματα και το οδικό δίκτυο

εξοπλίζονται με ασύρματες συσκευές, με αποτέλεσμα τα οχήματα να μπορούν να επικοινωνούν αναμεταξύ τους (Vehicle 2 Vehicle, V2V) αλλά και με το οδικό δίκτυο

(Vehicle 2 Roadside, V2R).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΔίκτυαΔίκτυα VANET VANET ((Vehicular Ad-Hoc NetworksVehicular Ad-Hoc Networks))

Μια άμεση εφαρμογή των δικτύων VANET είναι ανταλλαγή πληροφοριών σχετικά με

περιστατικά στο δρόμο, ώστε να βελτιώνεται η αντίδραση και η ασφάλεια των οδηγών.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΔίκτυαΔίκτυα VANET VANET ((Vehicular Ad-Hoc NetworksVehicular Ad-Hoc Networks))

Εξαιτίας της αυξημένης κινητικότητας των κόμβων, στην προκειμένη οχήματα, τα βασικά

πρωτόκολλα δρομολόγησης για δίκτυα MANET είναι αναποτελεσματικά.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΔίκτυαΔίκτυα VANET VANET ((Vehicular Ad-Hoc NetworksVehicular Ad-Hoc Networks))

Καινούριες προσεγγίσεις έχουν προταθεί, όπως η γεωγραφική δρομολόγηση χωρίς

καταστάσεις (state-less geographical routing), όπου τα πακέτα δρομολογούνται χωρίς

κάποια συγκεκριμένη διαδρομή, αλλά προς την κατεύθυνση του κόμβου-παραλήπτη.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΔίκτυαΔίκτυα VANET VANET ((Vehicular Ad-Hoc NetworksVehicular Ad-Hoc Networks))

Αυτή η κατηγορία πρωτοκόλλων δρομολόγησης απαιτεί τη γνώση τουλάχιστον

των θέσεων του κόμβου-αποστολέα και του κόμβου-παραλήπτη.

Τα περισσότερα από αυτά χρησιμοποιούν συντεταγμένες από το σύστημα GPS (Global

Positioning System). Για να βγει μια απόφαση δρομολόγησης, οι κόμβοι πρέπει να ανταλλάξουν τα δεδομένα

της γεωγραφικής τους θέσης.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΔίκτυαΔίκτυα VANET VANET ((Vehicular Ad-Hoc NetworksVehicular Ad-Hoc Networks))

Wireless Sensor Network

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Sensor Wireless Sensor

NetworksNetworks))

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (WSN),

αποτελούν μια ακραία μορφή των δικτύων MANET όσον αφορά τον αριθμό των

συσκευών-κόμβων, και τις πολύ περιορισμένες δυνατότητές τους.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Οι αισθητήρες μπορεί να είναι μαζικά παραγόμενες συσκευές χαμηλού κόστους που

λειτουργούν για χρόνια με ένα ζευγάρι από μπαταρίες τύπου AAA.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Ένα σύνολο από πολλούς αισθητήρες μπορεί να απλωθεί σε μια περιοχή που

παρακολουθείται, και από τη στιγμή εκείνη και μετά οι αισθητήρες είναι σταθεροί και λειτουργούν όσο τους επιτρέπουν οι μπαταρίες τους, που είναι και το πιο

σημαντικό τους κομμάτι.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Γύρω από το δίκτυο των αισθητήρων,

τοποθετούνται σταθμοί (sinks) που συλλέγουν τις μετρήσεις από τους αισθητήρες και

μεταφέρουν τις εντολές από τους ελεγκτές. Έτσι, οι αισθητήρες σχηματίζουν μια δομή που προωθεί πακέτα από τους αισθητήρες

προς τους σταθμούς και μεταδίδει πακέτα στο δίκτυο των αισθητήρων από τους σταθμούς.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Για να δημιουργηθεί μια υποδομή δρομολόγησης και να υπάρξει κλιμάκωση σε

μια μεγάλη γεωγραφική περιοχή, οι αισθητήρες τοποθετούνται έτσι ώστε να

σχηματίζουν τη μορφή ενός δέντρου, ή ενός διχτυού, ή την μορφή οποιουδήποτε

διανεμημένου γράφου (graph) που έχει σκοπό την βελτιστοποίηση της επικοινωνίας και την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ισχύος.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Καθώς οι αισθητήρες μπορούν να γνωρίζουν

μόνο τη δικιά τους θέση, προκειμένου να βελτιωθεί η δημιουργία καινούριων

διαδρομών, μπορούν να ανταλλαχθούν πληροφορίες σχετικές με τις θέσεις των

κόμβων ανάμεσα στους σταθμούς και τους αισθητήρες.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Ακόμα, για τη βελτίωση της ανίχνευσης και εντόπισης μιας συσκευής που εισέρχεται σε

μια περιοχή που παρακολουθείται, οι αισθητήρες μπορούν να ανταλλάξουν

πληροφορίες σχετικά με τις θέσεις και την κινητικότητα των κόμβων ακόμα και

αναμεταξύ τους.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Ακόμα, για τη βελτίωση της ανίχνευσης και εντόπισης μιας συσκευής που εισέρχεται σε

μια περιοχή που παρακολουθείται, οι αισθητήρες μπορούν να ανταλλάξουν

πληροφορίες σχετικά με τις θέσεις και την κινητικότητα των κόμβων ακόμα και

αναμεταξύ τους.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΑσύρματαΑσύρματα ΔίκτυαΔίκτυα ΑισθητήρωνΑισθητήρων ( (Wireless Wireless

Sensor NetworksSensor Networks))

Επειδή τα δίκτυα MANET είναι multihop, δηλαδή ένα πακέτο για να φτάσει από έναν

κόμβο-αποστολέα σε έναν κόμβο-παραλήπτη μπορεί να περάσει από πολλούς ενδιάμεσους

κόμβους, χρειάζεται η ύπαρξη ενός πρωτόκολλου δρομολόγησης πακέτων.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των Πρωτόκολλων Δρομολόγησης για Περιγραφή των Πρωτόκολλων Δρομολόγησης για

Δίκτυα MANETΔίκτυα MANET

Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης έχουν δύο βασικές λειτουργίες : την επιλογή διαδρομών για ζευγάρια αποστολέα-παραλήπτη και την

παράδοση των πακέτων στον σωστό προορισμό.

Η παράδοση των πακέτων είναι θεωρητικά άμεση και χρησιμοποιεί ποικιλία

πρωτοκόλλων και δομών δεδομένων (πίνακες δρομολόγησης - routing tables).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των Πρωτόκολλων Δρομολόγησης για Περιγραφή των Πρωτόκολλων Δρομολόγησης για

Δίκτυα MANETΔίκτυα MANET

Η διανεμημένη λειτουργία. Το πρωτόκολλο θα πρέπει φυσικά να είναι διανεμημένο και ανεξάρτητο από τη διαχείριση από κάποιον κεντρικό κόμβο.

Η ελαχιστοποίηση των επιπλέον πακέτων πληροφορίας (overhead). Θα πρέπει να υπάρχουν ελάχιστες περιοδικές εκπομπές τέτοιων πακέτων, αλλά οι πεσμένες ζεύξεις (broken links) ή οι καινούριες διαδρομές θα πρέπει να ανιχνεύονται όσο το δυνατόν πιο γρήγορα.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Οι αλλαγές στην τοπολογία του δικτύου θα πρέπει να ανιχνεύονται και να δημιουργούνται καινούριες διαδρομές όσο το δυνατόν πιο γρήγορα.

Η ελαχιστοποίησή της απαιτούμενης υπολογιστικής ισχύος και της απαιτούμενης μνήμης στους κόμβους.

Θα πρέπει να εκκινούν από μόνα τους (self starting). Έτσι ώστε να απαιτούνται λιγότερες παρεμβάσεις από τους διαχειριστές του δικτύου.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Δε θα πρέπει να δημιουργούνται αέναοι βρόχοι (loop free), αποφεύγοντας προβλήματα όπως το άθροισμα μέχρι το άπειρο (count to infinity problem).

Θα πρέπει να επεκτείνονται και σε πολύ μεγάλα δίκτυα (scalable).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Θα πρέπει να είναι ανεξάρτητα από το φυσικό μέσο μετάδοσης (physical layer), αλλά και του πρωτοκόλλου μετάδοσης (link layer protocol), αν και θεωρείται ότι το 802.11 (WiFi) θα χρησιμοποιείται κυρίως σαν το πρωτόκολλο μετάδοσης. Επίσης θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη και πρωτόκολλα μετάδοσης περιορισμένης εμβέλειας, όπως οι υπέρυθρες (IrDA) και οι ραδιοσυχνότητες (radio frequency).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Δεν θα πρέπει να θεωρούνται όλες οι ζεύξεις συμμετρικές (symmetric), δηλαδή ότι είναι όλες αμφίδρομες (bi-directional).

Θα πρέπει να εγκαταλείπονται συνετά οι προσπάθειες εύρεσης ενός κόμβου που είναι εκτός εμβέλειας, ώστε να μη δεσμεύεται αναγκαίο εύρος ζώνης (bandwidth). Έτσι αποφεύγονται προβλήματα όταν μέρος του δικτύου βρεθεί εκτός εμβέλειας ή βγει εκτός λειτουργίας.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Θα πρέπει να παρέχει διαδρομές (routes) που δεν αποτελούν βρόχο (loop). Αυτό ισχύει και μετά αλλά και κατά τη σύγκληση (converge) του αλγορίθμου δρομολόγησης.

Θα πρέπει, εάν είναι εφικτό, να παρέχει πολλές διαφορετικές διαδρομές για τον ίδιο κόμβο προορισμού για την αποφυγή συνωστισμού (congestion).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Θα πρέπει, εάν είναι εφικτό, να είναι συμβατό με τα ήδη υπάρχοντα πρωτόκολλα δρομολόγησης των ενσύρματων δικτύων.

Θα πρέπει ο αλγόριθμος να είναι απλός, ώστε να είναι εύκολος στην κατανόηση και στην εφαρμογή.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΕπιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων Επιθυμητά χαρακτηριστικά των Πρωτόκολλων

Δρομολόγησης για Δίκτυα MANETΔρομολόγησης για Δίκτυα MANET

Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης μπορούν να χωριστούν σε διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με τις ιδιότητές τους. Αυτές οι κατηγορίες είναι :

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc

Centralized και DistributedStatic και AdaptiveReactive και Proactive

Ένας τρόπος για την κατηγοριοποίηση των πρωτοκόλλων δρομολόγησης είναι ο

διαχωρισμός σε συγκεντρωμένους (centralized) και διανεμημένους (distributed)

αλγόριθμους. Στους συγκεντρωμένους αλγόριθμους, όλες οι

αποφάσεις για τις διαδρομές παίρνονται σε έναν κεντρικό κόμβο, ενώ στους

διανεμημένους αλγόριθμους, ο υπολογισμός των διαδρομών μοιράζεται σε όλους τους

κόμβους του δικτύου.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc

Άλλη μια κατηγοριοποίηση των πρωτόκολλων δρομολόγησης σχετίζεται με τη δυνατότητα

των πρωτοκόλλων στην αλλαγή των διαδρομών ανάλογα με το μοτίβο της δικτυακής κίνησης (traffic pattern).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc

Στους στατικούς αλγόριθμους, η διαδρομή που χρησιμοποιείται για συγκεκριμένα ζευγάρια αποστολέα-παραλήπτη είναι

αμετάβλητη ανεξάρτητα από τη δικτυακή κίνηση.

Μπορεί να αλλάξει μόνο σε περίπτωση που κάποια ζεύξη ή κόμβος βγουν από το δίκτυο.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc

Αυτός ο τύπος αλγορίθμου δεν μπορεί να πετύχει υψηλή απόδοση σε μια μεγάλη ποικιλία μοτίβων δικτυακής κίνησης.

Τα περισσότερα πρωτόκολλα χρησιμοποιούν προσαρμοστικούς (adaptive) αλγόριθμους όπου οι διαδρομές μπορούν να αλλάξουν ανάλογα με το συνωστισμό στο δίκτυο.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc

Η τρίτη κατηγοριοποίηση είναι αυτή που χρησιμοποιείται κυρίως στα δίκτυα Ad-Hoc και

χαρακτηρίζει τον αλγόριθμο δρομολόγησης είτε proactive, είτε reactive

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc

Κάθε κόμβος επιχειρεί να διατηρήσει ένα συνεπή και ενημερωμένο πίνακα με

πληροφορίες δρομολόγησης για κάθε κόμβο που ανήκει στο δίκτυο, έτσι ώστε όταν χρειαστεί να προωθήσει ένα πακέτο σε

κάποιον προορισμό, η διαδρομή είναι γνωστή εκ των προτέρων και χρησιμοποιείται αμέσως.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc Proactive Πρωτόκολλα

Η μέθοδος αυτή είναι ίδια στη θεωρία με τα πρωτόκολλα δρομολόγησης που

χρησιμοποιούνται στα ενσύρματα δίκτυα, με εξαίρεση κάποιες μετατροπές που έχουν γίνει

ειδικά για τα Ad-Hoc δίκτυα. Κάθε αλγόριθμος είναι μοναδικός στον τρόπο

διατήρησης του πίνακα δρομολόγησης (routing table) και στον τρόπο διασποράς των

πληροφοριών δρομολόγησης

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc Proactive Πρωτόκολλα

Οι διαδρομές δημιουργούνται μόνο όταν είναι απαραίτητο, δηλαδή όταν ένας κόμβος-

αποστολέας θέλει να στείλει πακέτα σε έναν κόμβο-προορισμό για τον οποίο δεν ξέρει τη

διαδρομή. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εύρεση

διαδρομής (route discovery).

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc Reactive Πρωτόκολλα

Οι κόμβοι που δεν βρίσκονται σε ενεργά μονοπάτια, ούτε προωθούν πακέτα, ούτε διατηρούν πληροφορίες δρομολόγησης,

εξοικονομώντας έτσι κατανάλωση μνήμης και ισχύος.

Κάθε αλγόριθμος είναι μοναδικός στη διαδικασία εύρεσης διαδρομής αλλά και στη διατήρηση και διαγραφή των διαδρομών.

Περιγραφή των δικτύων MANETΠεριγραφή των δικτύων MANETΚατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης Κατηγορίες Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης

Για Δίκτυα Για Δίκτυα AdAd--HocHoc Reactive Πρωτόκολλα

Το πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector βασίζεται στις τεχνικές των

παραδοσιακών Distance Vector πρωτοκόλλων δρομολόγησης, όπου κάθε

κόμβος έχει έναν πίνακα διαδρομών ο οποίος περιέχει για όλους τους εφικτούς

προορισμούς τον επόμενο κόμβο (hop) και τον αριθμό των hop που απαιτούνται.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Το DSDV απαιτεί κάθε κόμβος να εκπέμπει περιοδικά ενημερώσεις για τις διαδρομές.

Ανήκει στην κατηγορία των proactive πρωτοκόλλων.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Το πλεονέκτημα του DSDV σε σχέση με τα παραδοσιακά Distance Vector πρωτόκολλα

δρομολόγησης είναι ότι το DSDV εγγυάται την αποφυγή διαδρομών-βρόχων (loop free).

Αυτό το πετυχαίνει χρησιμοποιώντας αριθμούς ακολουθίας (sequence numbers) για

να χαρακτηρίσει κάθε διαδρομή.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Ο αριθμός ακολουθίας δείχνει το πόσο πρόσφατη είναι η συγκεκριμένη διαδρομή και οι διαδρομές με υψηλότερο αριθμό ακολουθίας

είναι προτιμότερες.

Μια διαδρομή R θεωρείται προτιμότερη από μία διαδρομή R’ εάν η R έχει μεγαλύτερο

αριθμό ακολουθίας ή εάν οι διαδρομές έχουν τον ίδιο αριθμό ακολουθίας αλλά η R έχει

μικρότερο αριθμό από hop.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Ο αριθμός ακολουθίας αυξάνεται όταν ένας κόμβος ανιχνεύσει ότι η διαδρομή για έναν

κόμβο-προορισμό είναι άκυρη. Έτσι την επόμενη φορά που αυτός ο κόμβος εκπέμψει τις πληροφορίες για τις διαδρομές

του, θα δώσει άπειρο αριθμό από hop για την άκυρη διαδρομή και έναν αριθμό ακολουθίας

μεγαλύτερο από πριν.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Το DSDV βασικά είναι ένα «παραδοσιακό» πρωτόκολλο distance vector, με μικρές

μετατροπές για να γίνει πιο κατάλληλο για τα δίκτυα Ad-Hoc.

Οι μετατροπές αυτές περιλαμβάνουν εξαναγκασμένες ενημερώσεις (triggered

updates) που αναλαμβάνουν να τακτοποιήσουν τις αλλαγές της τοπολογίας

του δικτύου στα χρονικά διαστήματα ανάμεσα από τις περιοδικές εκπομπές (broadcast).

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Για την μείωση της επιπλέον πληροφορίας σε αυτά τα πακέτα, υπάρχουν δύο τύποι

μηνυμάτων ανανέωσης τα οποία είναι τα full dump και incremental dump.

Τα full dump περιέχουν όλες τις πληροφορίες για τις διαδρομές που υπάρχουν, ενώ τα

incremental dump περιέχουν μόνο τις πληροφορίες που άλλαξαν από το τελευταίο

μήνυμα dump.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Επειδή το πρωτόκολλο DSDV εξαρτάται από τις περιοδικές εκπομπές πληροφορίας,

χρειάζεται κάποιο χρόνο για να συγκλίνει πριν μια διαδρομή μπορέσει να χρησιμοποιηθεί.

Αυτός ο χρόνος σύγκλισης μπορεί να θεωρηθεί πρακτικά αμελητέος σε ένα στατικό ενσύρματο δίκτυο, όπου η τοπολογία του δεν

αλλάζει τόσο συχνά.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Σε ένα δίκτυο Ad-Hoc όμως, όπου η τοπολογία είναι δυναμική και αλλάζει συνεχώς, αυτός ο

χρόνος σύγκλισης θα δημιουργεί πολλά χαμένα πακέτα πριν ανιχνευθεί μια έγκυρη

διαδρομή.

Οι περιοδικές εκπομπές επίσης προσθέτουν ένα μεγάλο ποσό επιπλέον πληροφορίας

(overhead) στο δίκτυο.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Επειδή οι συγγραφείς του πρωτοκόλλου

εντόπισαν τα προβλήματα αυτά, δημιούργησαν το πρωτόκολλο AODV, που

είναι η reactive έκδοση του DSDV.

Πρωτόκολλο Destination-Sequenced Distance Vector

(DSDV)

Το πρωτόκολλο Ad Hoc On Demand Distance Vector επιτρέπει τη δυναμική,

αυτοεκκινούμενη, multihop δρομολόγηση μεταξύ κινητών κόμβων που επιθυμούν να

αποτελέσουν και να διατηρήσουν ένα δίκτυο Ad Hoc

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το AODV επιτρέπει στους κινητούς κόμβους να βρίσκουν γρήγορα διαδρομές για νέους

προορισμούς και δεν απαιτεί από τους κόμβους να διατηρούν τις διαδρομές με

προορισμούς που δεν βρίσκονται σε ενεργή επικοινωνία, δηλαδή ανήκει στην κατηγορία

των Reactive πρωτοκόλλων.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Επίσης επιτρέπει στους κόμβους να ανταποκρίνονται έγκαιρα σε διακοπές ζεύξεων και σε αλλαγές στην τοπολογία του δικτύου.

Η λειτουργία του AODV είναι loop-free και αποφεύγοντας το πρόβλημα «άθροιση μέχρι το άπειρο» προσφέρει γρήγορη σύγκληση

όταν αλλάζει η τοπολογία του δικτύου, δηλαδή αλλάζει θέση κάποιος κινητός κόμβος.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Όταν μια ζεύξη βγαίνει εκτός λειτουργίας, το AODV αναγκάζει τους κόμβους που

επηρεάζονται να ενημερωθούν ώστε να είναι σε θέση να ακυρώσουν τις διαδρομές που

χρησιμοποιούν τη χαμένη ζεύξη.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Ένα χαρακτηριστικό του AODV που ξεχωρίζει είναι η χρήση του αριθμού ακολουθίας

προορισμού (destination sequence number) για κάθε αποθηκευμένη διαδρομή.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Ο αριθμός ακολουθίας προορισμού δημιουργείται από τον κόμβο-προορισμό για

να συμπεριληφθεί μαζί με τις υπόλοιπες πληροφορίες της διαδρομής που στέλνει

στους κόμβους που τις ζητάνε.

Η χρήση του αριθμού ακολουθίας προορισμού σιγουρεύει την loop-free λειτουργία του

αλγορίθμου, και είναι εύκολη στην υλοποίησή της.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Όταν υπάρχει η επιλογή δύο διαδρομών για έναν προορισμό, ο κόμβος που ζήτησε

διαδρομή υποχρεώνεται να επιλέξει εκείνη με τον μεγαλύτερο αριθμό ακολουθίας

προορισμού.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Ο αλγόριθμος του πρωτοκόλλου χρησιμοποιεί διαφορετικά πακέτα μηνυμάτων για την

εύρεση και διατήρηση διαδρομών.

Όποτε ένας κόμβος επιχειρεί να βρει μια διαδρομή για έναν άλλο κόμβο, εκπέμπει ένα

μήνυμα Αίτησης Διαδρομής RREQ (Route Request) σε όλους τους γειτονικούς κόμβους.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το RREQ διαδίδεται μέσα στο δίκτυο μέχρι να φτάσει τον προορισμό ή κάποιον κόμβο με μια

πρόσφατη διαδρομή προς τον προορισμό.

Η διαδρομή γίνεται διαθέσιμη με την εκπομπή ενός μηνύματος RREP (Route Reply) πίσω

στον κόμβο αποστολέα.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το πρωτόκολλο χρησιμοποιεί μηνύματα HELLO (μια ειδική μορφή των μηνυμάτων RREP) που εκπέμπονται περιοδικά προς τους άμεσους

γειτονικούς κόμβους.

Αυτά τα μηνύματα HELLO αποτελούν τοπικές διαφημίσεις για τη συνεχή παρουσία του

κόμβου και οι γειτονικοί κόμβοι που χρησιμοποιούν διαδρομές μέσω του κόμβου

που εκπέμπει το μήνυμα συνεχίζουν να θεωρούν τη διαδρομή έγκυρη.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Εάν τα μηνύματα HELLO σταματήσουν να εκπέμπονται από κάποιον συγκεκριμένο

κόμβο, ο γειτονικός κόμβος μπορεί να υποθέσει ότι ο κόμβος απομακρύνθηκε και να

θεωρήσει τη διαδρομή άκυρη και να ειδοποιήσει τους κόμβους που επηρεάζονται

στέλνοντας ένα μήνυμα Αποτυχίας Ζεύξης (link failure notice, μια ειδική μορφή του

μηνύματος RREP).

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Μηχανισμός Εύρεσης Διαδρομής

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το πλεονέκτημα με το AODV σε σχέση με τα κλασσικά πρωτόκολλα δρομολόγησης είναι ότι έχει μειώσει σημαντικά τα μηνύματα με

πληροφορίες για τις διαδρομές που στέλνονται στο δίκτυο.

Αυτό το πετυχαίνει χρησιμοποιώντας μια reactive αρχιτεκτονική και είναι απαραίτητο

για τα δίκτυα MANET για να αυξηθεί σημαντικά η απόδοση του δικτύου όταν αλλάζει συχνά η

τοπολογία του.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το AODV χρησιμοποιεί πιο «παραδοσιακές» τεχνικές για τη δρομολόγηση των πακέτων σε

σχέση με πρωτόκολλα όπως το DSR. Το πλεονέκτημα με ένα περισσότερο

«παραδοσιακό» πρωτόκολλο δρομολόγησης σε ένα MANET δίκτυο είναι ότι οι συνδέσεις

από το Ad-Hoc δίκτυο προς το σταθερό δίκτυο του Internet γίνονται αρκετά ευκολότερα.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Οι αριθμοί ακολουθίας που χρησιμοποιεί το AODV αντιπροσωπεύουν το όσο πρόσφατη είναι μια διαδρομή, και αυξάνονται όταν κάτι

συμβεί στην γύρω περιοχή. Η ακολουθία προστατεύει από τη δημιουργία βρόχων, αλλά μπορεί να γίνει η αιτία άλλων

προβλημάτων, όπως ο αποσυγχρονισμός των αριθμών ακολουθίας με το δίκτυο.

Αυτό συμβαίνει όταν το δίκτυο χωρίζεται σε τμήματα, ή όταν οι αριθμοί ακολουθίας

επανακκινούνται.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το AODV υποστηρίζει μόνο μια διαδρομή για κάθε προορισμό.

Παρόλα αυτά, είναι σχετικά εύκολη η τροποποίησή του έτσι ώστε να υπάρχει

υποστήριξη για περισσότερες διαδρομές για κάθε προορισμό.

Αντί να γίνεται αίτηση για νέα διαδρομή όταν η παλιά είναι άκυρη, θα δοκιμάζεται η επόμενη

αποθηκευμένη διαδρομή. Η πιθανότητα αυτή η διαδρομή να είναι έγκυρη

είναι αρκετά υψηλή.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το AODV χρησιμοποιεί πακέτα HELLO σε επίπεδο IP.

Αυτό σημαίνει ότι δεν απαιτεί υποστήριξη από το επίπεδο MAC για να λειτουργήσει

σωστά. Ωστόσο τα μηνύματα HELLO επιβαρύνουν

σημαντικά την επιπλέον πληροφορία (overhead) στο δίκτυο.

Πρωτόκολλο Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV)

Το πρωτόκολλο Dynamic Source Routing (DSR), είναι ένα απλό και αποτελεσματικό

πρωτόκολλο δρομολόγησης πακέτων, σχεδιασμένο ειδικά για τη χρήση σε δίκτυα

MANET.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο DSR, το

δίκτυο ρυθμίζεται και οργανώνεται από μόνο του, χωρίς την απαίτηση υπάρχουσας

δικτυακής υποδομής ή κάποιας κεντρικής διαχείρισης.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Οι κόμβοι συνεργάζονται για την προώθηση πακέτων αναμεταξύ τους επιτρέποντας την επικοινωνία με πολλά hop ανάμεσα στους

κόμβους, ώστε να μην απαιτείται η απευθείας επικοινωνία μέσα στην εμβέλεια των κόμβων.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Καθώς οι κόμβοι μετακινούνται και εισέρχονται ή εξέρχονται του δικτύου, και καθώς οι συνθήκες ασύρματης εκπομπής

αλλάζουν λόγω παρεμβολών, όλη η δρομολόγηση των πακέτων καθορίζεται και

διατηρείται από το DSR. Αφού ο αριθμός των ενδιάμεσων hop που

απαιτούνται για την άφιξη σε έναν προορισμό μπορεί να αλλάξει ανά πάσα στιγμή, η

τοπολογία του δικτύου μπορεί να αλλάζει συνέχεια και γρήγορα.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Το DSR σχεδιάστηκε έτσι ώστε να υπάρχει πολύ μικρή επιπλέον πληροφορία (overhead) αλλά ταυτόχρονα να αντιδρά πολύ γρήγορα στις αλλαγές της τοπολογίας του δικτύου.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Ανήκει στην κατηγορία των reactive πρωτοκόλλων και διαθέτει τεχνικές για τη

διαφύλαξη της επιτυχημένης μεταφοράς των πακέτων δεδομένων παρά την κίνηση των κόμβων ή τις αλλαγές στην τοπολογία του

δικτύου.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Ο μηχανισμός του source routing σημαίνει ότι κάθε πακέτο περιέχει όλη την ταξινομημένη

λίστα των κόμβων που πρέπει να περάσει για να φτάσει στον κόμβο-προορισμό

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Το πρωτόκολλο DSR βασίζεται σε δύο κεντρικούς μηχανισμούς που συνεργάζονται για την εύρεση και διατήρηση των διαδρομών σε ένα δίκτυο MANET.

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Εύρεση Διαδρομής Διατήρηση Διαδρομής

Η λειτουργία των μηχανισμών εύρεσης και διατήρησης διαδρομής στο DSR είναι

σχεδιασμένη ώστε να επιτρέπει μονοκατευθυντικές ζεύξεις (unidirectional links) αλλά και μη συμμετρικές διαδρομές

(asymmetric routes).

Πρωτόκολλο Dynamic Spurce Routing (DSR)

Το λογισμικό προσομοίωσης με τίτλο “MANET Simulator”, αναπτύχθηκε εξολοκλήρου σε

Java από το μηδέν, χωρίς να βασιστεί πάνω σε κάποιο άλλο κώδικα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Κατά τη σχεδίαση και ανάπτυξή του, δόθηκε μεγάλη βαρύτητα στην επεκτασιμότητα του

κώδικα, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ή να επεκταθεί και από άλλους χρήστες.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Τα σχόλια στον κώδικα έχουν γραφεί σύμφωνα με το πρότυπο Javadoc, με

αποτέλεσμα να υπάρχει και τεκμηρίωση σε μορφή hmtl.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Core_Sim. Η κλάση αυτή αποτελεί τον πυρήνα της διαδικασίας προσομοίωσης. Περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες κλάσεις για τη λειτουργία της προσομοίωσης.

Graph_GUI. Η κλάση αυτή αποτελεί το γραφικό περιβάλλον για την παρουσίαση των διαφόρων διαγραμμάτων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

IP_addr. Η κλάση αυτή αποτελεί τη δομή δεδομένων για τις διευθύνσεις IP.

Log_GUI. Η κλάση αυτή περιλαμβάνει το γραφικό περιβάλλον για την προβολή μηνυμάτων σχετικά με τη λειτουργία της εφαρμογής, καθώς και όλες τις απαραίτητες συναρτήσεις για την καταγραφή σε αρχείο των λειτουργιών της εφαρμογής. Επίσης είναι τύπου thread, δηλαδή κάθε αντικείμενο που δημιουργείται εκτελείται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

MAC_Preview. Η κλάση αυτή αποτελεί το γραφικό περιβάλλον για την αναπαράσταση της εμβέλειας και της ισχύος του κάθε κόμβου, σύμφωνα με τια παραμέτρους που ορίστηκαν για το επίπεδο MAC.

MAC_GUI. Η κλάση αυτή περιλαμβάνει το γραφικό περιβάλλον για την είσοδο των παραμέτρων για το επίπεδο MAC, καθώς και τις τιμές αυτών των παραμέτρων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Message_GUI. Αυτή η κλάση αποτελεί το γραφικό περιβάλλον που αναφέρει τα μηνύματα λάθους στον χρήστη.

Net_GUI. Αυτή η κλάση περιλαμβάνει το γραφικό περιβάλλον για την είσοδο των παραμέτρων για το εικονικό δίκτυο και τα χαρακτηριστικά των κόμβων που το αποτελούν, καθώς και τις τιμές αυτών των παραμέτρων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Net_Node. Αυτή η κλάση αποτελεί τη δομή δεδομένων για τον κάθε δικτυακό κόμβο και περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες συναρτήσεις για τη σωστή λειτουργία του κόμβου. Επίσης είναι τύπου thread, δηλαδή κάθε αντικείμενο που δημιουργείται εκτελείται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Network_Preview. Αυτή η κλάση αποτελεί το γραφικό περιβάλλον για τη γραφική αναπαράσταση του εικονικού δικτύου. Επίσης είναι τύπου thread, δηλαδή κάθε αντικείμενο που δημιουργείται εκτελείται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα. Επίσης είναι τύπου thread, δηλαδή κάθε αντικείμενο που δημιουργείται εκτελείται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Packet_List. Αυτή η κλάση αποτελεί τη δομή δεδομένων για την αποθήκευση των πακέτων σε μια μορφή συνδεδεμένης λίστας (linked list).

Packet_Parameters. Αυτή η κλάση αποτελεί τη δομή δεδομένων που περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες παραμέτρους για κάθε τύπο πακέτου.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Prob_Form. Αυτή η κλάση περιλαμβάνει συναρτήσεις για τον υπολογισμό κατανομών πιθανοτήτων.

Protocol_GUI. Αυτή η κλάση περιλαμβάνει το γραφικό περιβάλλον για την είσοδο των παραμέτρων για το εξεταζόμενο πρωτόκολλο δρομολόγησης πακέτων, καθώς και τις τιμές αυτών των παραμέτρων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Route_Table_Entry. Αυτή η κλάση αποτελεί τη δομή δεδομένων για την αποθήκευση του πίνακα δρομολόγησης του κάθε κόμβου.

Start_GUI. Αυτή η κλάση αποτελεί το σημείο εκκίνησης της εφαρμογής. Περιλαμβάνει το γραφικό περιβάλλον για την πρόσβαση στα GUI για την είσοδο των απαραίτητων παραμέτρων για την προσομοίωση, καθώς και την εκκίνηση της διαδικασίας προσομοίωσης.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Stats_GUI. Αυτή η κλάση αποτελεί το γραφικό περιβάλλον για την εμφάνιση των διαγραμμάτων, την εμφάνιση της γραφικής απεικόνισης του δικτύου, την εμφάνιση του παράθυρου κατάστασης της εφαρμογής και την εξαγωγή των αποτελεσμάτων σε αρχείο κειμένου. Επίσης είναι τύπου thread, δηλαδή κάθε αντικείμενο που δημιουργείται εκτελείται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Status_GUI. Αυτή η κλάση αποτελεί το γραφικό περιβάλλον για την εμφάνιση στοιχείων σχετικά με την κατάσταση λειτουργίας της εφαρμογής. Επίσης είναι τύπου thread, δηλαδή κάθε αντικείμενο που δημιουργείται εκτελείται ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Περιγραφή των κλάσεων της εφαρμογής

Οι υπάρχοντες εφαρμογές προσομοίωσης, όπως οι NS2, OPNET Modeler, βασίζονται

στην αρχιτεκτονική Sequential Discrete Event Simulation, δηλαδή στη σειριακή καταχώρηση

των γεγονότων του συστήματος προσομοίωσης σε μια ουρά γεγονότων (event

queue) και την εκτέλεσή τους με βάση τη χρονική στιγμή που συμβαίνουν.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Αρχιτεκτονική της εφαρμογής προσομοίωσης

Η εφαρμογή προσομοίωσης που αναπτύχθηκε, δε χρησιμοποιεί αυτή την

αρχιτεκτονική, καθώς η συνεχής κίνηση των κόμβων δημιουργεί πολλά προβλήματα στη

σωστή εκτέλεση των γεγονότων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Αρχιτεκτονική της εφαρμογής προσομοίωσης

Αντίθετα, βασίστηκε σε τεχνικές πολύ-νηματικής επεξεργασίας, που έχει σαν

αποτέλεσμα κάθε κόμβος και κάθε πακέτο να δρα ταυτόχρονα και ανεξάρτητα από τα

υπόλοιπα. Με αυτό τον τρόπο διασφαλίζεται η συνεχής

κίνηση των κόμβων αλλά και η δρομολόγηση των πακέτων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Αρχιτεκτονική της εφαρμογής προσομοίωσης

Βέβαια υπάρχουν και μειονεκτήματα, όπως η απαίτηση πολύ δυνατού επεξεργαστή, η

δυσκολία προσομοίωσης σχετικά μεγάλων δικτύων και δικτύων με αυξημένη δικτυακή

κίνηση, αφού μεγαλώνει πολύ ο αριθμός των νημάτων που εκτελούνται

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Αρχιτεκτονική της εφαρμογής προσομοίωσης

Έχουν αναπτυχθεί παρόμοιες αρχιτεκτονικές, αλλά για συγκεκριμένους επεξεργαστές, όπως

το πρωτόκολλο CTBS (Continuous Time-Based Synchronization) για την αρχιτεκτονική

Parallel Discrete-Event Simulation για τον επεξεργαστή NoC (Network on a Chip).

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET Αρχιτεκτονική της εφαρμογής προσομοίωσης

Εικόνα Start_GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Αυτή είναι η πρώτη οθόνη εκκίνησης της εφαρμογής. Με τα τρία πρώτα κουμπιά,

έχουμε πρόσβαση στις οθόνες εισαγωγής των παραμέτρων για το δίκτυο, τους κόμβους, το

επίπεδο MAC και το πρωτόκολλο δρομολόγησης.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Όταν συμπληρώνονται σωστά οι παράμετροι, το αντίστοιχο κόκκινο τετράγωνο γίνεται

πράσινο. Όταν συμπληρωθούν όλες οι απαραίτητες παράμετροι και γίνουν όλα τα τετράγωνα

πράσινα, τότε μπορούμε να πατήσουμε το τελευταίο κουμπί και να ξεκινήσει η διαδικασία

της προσομοίωσης.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Net_GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Στην οθόνη εισαγωγής των παραμέτρων για το δίκτυο και τους κόμβους εισάγουμε τον συνολικό

αριθμό των κόμβων, τη συνολική χρονική διάρκεια της προσομοίωσης, το ρυθμό

ανανέωσης της γραφικής αναπαράστασης του δικτύου, το πλάτος και το μήκος της περιοχής

που μελετάμε, την ανάλυση του παραθύρου της γραφικής αναπαράστασης του δικτύου, το

μοντέλο κινητικότητας, την ελάχιστη και μέγιστη ταχύτητα των κόμβων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα MAC_GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Oοθόνη εισαγωγής των παραμέτρων για το επίπεδο MAC.

Εδώ εισάγουμε τη μέγιστη και ελάχιστη ταχύτητα της κάθε ζεύξης, τη μέγιστη και ελάχιστη εμβέλεια του κάθε κόμβου και την κατανομή μείωσης της

ταχύτητας της ζεύξης. Μπορούμε να δούμε μια προεπισκόπηση του

κόμβου και της εμβέλειάς του με βάση τα στοιχεία που δώσαμε πατώντας το κουμπί “Preview”.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα MAC_Preview

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Oθόνη προεπισκόπησης της εμβέλειας του κόμβου, με βάση τις παραμέτρους που

εισήγαγε ο χρήστης στην οθόνη εισαγωγής των παραμέτρων του επιπέδου MAC

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Protocol GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Οθόνη εισαγωγής των παραμέτρων για το πρωτόκολλο δρομολόγησης πακέτων.

Εδώ μπορούμε να εισάγουμε τη χρονική διάρκεια του Timeslot και τη χρονική διάρκεια

του Timeout. Φυσικά ανάλογα με το πρωτόκολλο

δρομολόγησης που θα εξεταστεί, αυτή η οθόνη θα έχει διαφορετική μορφή, και θα μπορούμε να

εισάγουμε και άλλες παραμέτρους

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Start GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Οθόνη που βλέπουμε αφού έχουμε εισάγει όλες τις απαραίτητες παραμέτρους για τη

διαδικασία της προσομοίωσης.

Πατώντας το κουμπί “Simulate!”, ξεκινάει η διαδικασία προσομοίωσης

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Network Preview

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Οθόνη γραφικής αναπαράστασης του δικτύου. Αυτή ανανεώνεται με βάση την τιμή που

έχουμε δώσει στην οθόνη για την εισαγωγή των παραμέτρων του δικτύου, και απεικονίζει

τη θέση των κόμβων και την κίνησή τους.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Status_GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Οθόνη που απεικονίζει στοιχεία για τη λειτουργία της διαδικασίας προσομοίωσης.

Εδώ μπορούμε να δούμε τον πραγματικό χρόνο που έχει περάσει από την εκκίνηση της

διαδικασίας προσομοίωσης, τη χρονική στιγμή που βρίσκεται η διαδικασία

προσομοίωσης, καθώς και την πρόοδο της διαδικασίας προσομοίωσης

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Stats_GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Οθόνη που μας δίνει πρόσβαση στα διαγράμματα, την γραφική απεικόνιση του

δικτύου, την οθόνη με τα στοιχεία λειτουργίας της εφαρμογή.

Επίσης μας επιτρέπει την επιλογή των στατιστικών που θέλουμε για απεικόνιση σε

διάγραμμα ή την εξαγωγή τους σε αρχείο κειμένου

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Εικόνα Graph_GUI

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Οθόνη που απεικονίζει το διάγραμμα των στατιστικών που επιλέχθηκαν στην οθόνη

Stats_GUI. Απεικονίζει δε τα στατιστικά αυτά ανά πάσα

χρονική στιγμή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προσομοίωσης

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Screenshots και λειτουργίες της εφαρμογής

Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε δεν υποστηρίζει κάποιες δυνατότητες σε επίπεδο MAC. Οι σημαντικότερες από αυτές είναι :

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Γνωστοί Περιορισμοί

Multiple Channels Asymmetric Links Multicast

Τα δίκτυα MANET αποτελούν την πιο εξελιγμένη μορφή των δικτύων Ad-Hoc και προβλέπεται να έχουν πολλές εφαρμογές.

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας του ασύρματου εξοπλισμού, που επιτρέπει

γρηγορότερες ταχύτητες και πιο σταθερές ζεύξεις, πλέον τα MANET αρχίζουν να

εφαρμόζονται στην πράξη.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Συμπεράσματα-Σχόλια

Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα δίκτυα MANET είναι αυτό της δρομολόγησης της δικτυακής κίνησης,

καθώς τα παραδοσιακά πρωτόκολλα δρομολόγησης δεν καλύπτουν τις ανάγκες των

δικτύων MANET. Μέχρι σήμερα έχουν προταθεί πολλά

πρωτόκολλα, με κυριότερα τα AODV, DSR και ZRP, που προσφέρουν μεν λύσεις αλλά δεν έχει

επιτευχθεί ακόμη η τυποποίησή τους.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Συμπεράσματα-Σχόλια

Για την ανάλυση της απόδοσης των παραπάνω πρωτοκόλλων δρομολόγησης

χρησιμοποιούνται εφαρμογές προσομοίωσης σε υπολογιστή.

Ακόμα δεν έχουν αναπτυχθεί εφαρμογές αμιγώς για δίκτυα MANET.

Με τροποποιήσεις και παραδοχές χρησιμοποιούνται εφαρμογές προσομοίωσης που έχουν αναπτυχθεί αρχικά για ενσύρματα

και στατικά ασύρματα δίκτυα.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Συμπεράσματα-Σχόλια

Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής αναπτύχθηκε στη γλώσσα προγραμματισμού Java, ένα πλαίσιο λογισμικού με σκοπό την

προσομοίωση δικτύων MANET. Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε είναι επεκτάσιμη, χρησιμοποιεί τεχνικές

πολυνηματικής επεξεργασίας (multithreading) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την

προσομοίωση πολλών πρωτοκόλλων.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Συμπεράσματα-Σχόλια

Σημαντικό πλεονέκτημα της εφαρμογής είναι η δυνατότητα εκτέλεσής της σε πολλά

υπολογιστικά περιβάλλοντα και σε πολλά λειτουργικά συστήματα, λόγω της ανάπτυξής

της στη γλώσσα Java.

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Συμπεράσματα-Σχόλια

«Εισαγωγή στα Δίκτυα Επικοινωνίας Ηλεκτρονικών Υπολογιστών», Δ. Μητράκος«Wireless ad hoc networking - The art of networking without a network», Magnus Frodigh, Per Johansson and Peter Larsson«Mobile Ad hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations», S. Corson, J. Macker«Routing Protocols in Wireless Ad-hoc Networks - A Simulation Study», Tony Larsson, Nicklas Hedman

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Βιβλιογραφία

«Routing in Ad Hoc Networks of Mobile Hosts», David B. Johnson«A Performance Comparison of Multi-HopWireless Ad Hoc Network Routing Protocols», Josh Broch, David A. Maltz, David B. Johnson, Yih-Chun Hu, Jorjeta Jetcheva«A Survey of Mobility Models for Ad Hoc Network Research», Tracy Camp, Jeff Boleng, Vanessa Davies«Effects of Detail inWireless Network Simulation», John Heidemann, Nirupama Bulusu, Jeremy Elson, Chalermek Intanagonwiwat, Kun-chan Lan, Ya Xu, Wei Ye, Deborah Estrin, Ramesh Govindan

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Βιβλιογραφία

«Evaluating Mobility Models Within An Ad Hoc Network», Vanessa Ann Davies«On the Accuracy of MANET Simulators», David Cavin, Yoav Sasson, Andre Schiper«Mobility Models in Ad-Hoc Networks», Deepanshu Shukla«An outsider's view of MANET», F. Baker«Highly Dynamic Destination Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers», Charles E. Perkins, Pravin Bhagwat

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Βιβλιογραφία

«Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing», C. Perkins, E. Belding-Royer, S. Das«An Implementation Study of the AODV Routing Protocol», Elizabeth M. Royer, Charles E. Perkins«The Dynamic Source Routing Protocol (DSR) for Mobile Ad Hoc Networks for IPv4», D. Johnson, Y. Hu, D. Maltz«Wireless Network Simulation Done Faster Than Real Time», Clinton Wayne Kelly, IV«The ns Manual», Kevin Fall, Kannan Varadhan

Περιγραφή του Λογισμικού Προσομοίωσης Δικτύων MANET

Βιβλιογραφία