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Descoberta de Rotas - GTA - UFRJ

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									Ad Hoc On-Demand Distance Vector
            (AODV)

               Carina Teixeira de Oliveira



     CPE 825 - Roteamento em Redes de Computadores

             Prof. Luís Henrique M. K. Costa




                  Rio de Janeiro, Agosto de 2006.
                         Sumário

 Introdução

 Características do AODV

 Descoberta de Rotas

 Caminho Reverso

 Manutenção de Rotas

 Conclusão

 Bibliografia




                        http://www.gta.ufrj.br
                              Introdução

   Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

     •   Projetado para uso em redes móveis ad hoc

          • Redes sem infra-estrutura

          • Nós auto-organizáveis

          • Topologia arbitrária e temporária

              • Tabelas de roteamento precisam ser atualizadas de forma
              rápida o suficiente para retratar a topologia da rede o mais
              próximo possível do atual




                                http://www.gta.ufrj.br
                                                                             3
               Características do AODV

 Protocolo baseado em Vetor de Distância

 Protocolo Reativo

   •   Atua sob demanda

        • Só existe a necessidade de um nó A conhecer uma rota para
        um nó B quando a comunicação entre eles for necessária

        • Evita o desperdício de banda

        • Minimiza o uso de memória e processamento nos nós que
        atuam como roteadores

        • Rotas para destinos com os quais os nós não estejam em
        comunicação ativa não são mantidas




                            http://www.gta.ufrj.br
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               Características do AODV

 Combinação
   • Dynamic Source Routing (DSR)
        • Mecanismos de descoberta e manutenção de rotas

        • Diferença: confia no estabelecimento dinâmico das entradas
        nas tabelas de roteamento dos nós intermediários
             • evita sobrecarga da rede
             • não é preciso que cada pacote contenha todo o caminho da
             fonte até o destino

   •   Destination-Sequence Distance-Vector (DSDV)

        • Adota o conceito de número de seqüência

        • Diferença: cada nó ad hoc mantém um contador de número de
        seqüência monotonicamente crescente usado pra substituir rotas
        passadas
             • assegura roteamento livre de loops


                           http://www.gta.ufrj.br
                                                                          5
                Características do AODV

 Mensagens de Roteamento

   •   Route Request (RREQ)
   •   Route Reply (RREP)
   •   Route Error (RERR)

 Cada nó possui dois contadores

   •   Número de seqüência

        •Incrementado em duas situações:
            •Imediatamente antes de iniciar um processo de
            descobrimento de rota
            •Imediatamente antes de enviar um RREP em resposta a um
            RREQ

   •   Identificador de Broadcast

        •   Mantido separadamente por cada nó
        •   Incrementado sempre que um novo RREQ é transmitido


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                                                                      6
                           Descoberta de Rotas

      Inundação de Route Requests (RREQ)


               Número de                                       Número de
Endereço da                  Identificador de    Endereço do                Contador de
               Seqüência                                       Seqüência
   Fonte                        Broadcast          Destino                    Saltos
                da Fonte                                       do Destino



      Identificam de forma exclusiva um RREQ




                                    http://www.gta.ufrj.br
                                                                                          7
                          Descoberta de Rotas

      Inundação de Route Requests (RREQ)


              Número de                                       Número de
Endereço da                 Identificador de    Endereço do                Contador de
              Seqüência                                       Seqüência
   Fonte                       Broadcast          Destino                    Saltos
               da Fonte                                       do Destino

      Usado para manter as informações mais recentes no caminho reverso
       para a origem




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                           Descoberta de Rotas

      Inundação de Route Requests (RREQ)


               Número de                                       Número de
Endereço da                  Identificador de    Endereço do                Contador de
               Seqüência                                       Seqüência
   Fonte                        Broadcast          Destino                    Saltos
                da Fonte                                       do Destino



      Atualizado sempre que um nó recebe uma nova informação sobre um
       destino

      Especifica o quão recente uma rota para um destino deve estar antes
       de ser aceita pela origem

      Garante a ausência de loops




                                    http://www.gta.ufrj.br
                                                                                          9
                            Descoberta de Rotas

      Inundação de Route Requests (RREQ)


                Número de                                       Número de
Endereço da                   Identificador de    Endereço do                Contador de
                Seqüência                                       Seqüência
   Fonte                         Broadcast          Destino                    Saltos
                 da Fonte                                       do Destino



      Valor inicial = 0




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                                                                                           10
                       Descoberta de Rotas

                                                           Nó intermediário não
    Nó intermediário recebeu um RREQ                       possui rota válida para
                                                             alcançar o destino

               Verifica o par
<Endereço da Fonte, Identificador de Broadcast>


              É um novo RREQ?


       Sim                         Não

    Incrementa                  É duplicata.
<Contador de Saltos>           Descarta RREQ


  Inunda RREQ
 para seus vizinhos


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                                                                                 11
                 Descoberta de Rotas

                                                     Nó intermediário
     Nó recebeu um novo RREQ                         possui rota válida
                                                      para alcançar o
                                                          destino
Compara <N° de Seqüência do Destino>
         É maior ou igual?

   Sim                        Não

                          Incrementa
 Envia RREP
                      <Contador de Saltos>

                         Inunda RREQ
                        para seus vizinhos




                            http://www.gta.ufrj.br
                                                                          12
Descoberta de Rotas




Nó Destino recebeu um novo RREQ


          Envia RREP




        http://www.gta.ufrj.br
                                  13
                          Descoberta de Rotas

       RREP
         • unicast


                                           Número de
            Endereço da   Endereço do                        Contador de   Tempo de Vida
                                           Seqüência
               Fonte        Destino                            Saltos         da Rota
                                           do Destino


        Antes de enviar o RREP um nó destino deve atualizar seu número de
         seqüência para o MÁXIMO entre o seu valor atual e o seu valor que
         constava no RREQ




                                    http://www.gta.ufrj.br
                                                                                           14
                      Caminho Reverso

 Cada nó que inunda a rede com um RREQ deve armazenar
  automaticamente:

    •   Endereço do vizinho de quem recebeu a primeira cópia do RREQ

    •   Número de Seqüência da Fonte

    •   Tempo de Expiração
          • o caminho reverso é mantido o tempo suficiente para que o
          RREQ atravesse a rede e produza uma resposta para o nó fonte

         ØTodas   essas informações devem ser armazenadas em uma
         entrada relativa ao endereço da fonte

 Todos os nós no caminho reverso aprendem a rota para o destino como
  um sub-produto da descoberta da rota de origem




                            http://www.gta.ufrj.br
                                                                         15
                         Exemplo




                     S          E
                                             F
             B
                         C
                                                      J
      A                               G                           M
                 H                                        D
                                                  K
                                                              N



• Nó S deseja enviar pacotes de dados ao nó D


                         http://www.gta.ufrj.br
                            Exemplo

Broadcast




                        S          E
                                                F
                B
                            C
                                                         J
            A                            G                           M
                    H                                        D
                                                     K
                                                                 N


            RREQ


                            http://www.gta.ufrj.br
                  Exemplo




             S           E
                                      F
     B
                  C
                                               J
A                              G                           M
         H                                         D
                                           K
                                                       N



Caminho reverso


                  http://www.gta.ufrj.br
                        Exemplo




                    S          E
                                            F
            B
                        C
                                                     J
      A                              G                           M
                H                                        D
                                                 K
                                                             N


• Nó C recebe RREQ de G e H
• C não encaminha RREQ (duplicata)

                        http://www.gta.ufrj.br
                       Exemplo




                   S          E
                                           F
           B
                       C
                                                    J
      A                             G                           M
               H                                        D
                                                K
                                                            N



• Nó D não encaminha RREQ


                       http://www.gta.ufrj.br
                            Exemplo


Dest   Next   Saltos
 D      E       4
                        S          E
                                                F
              B
                            C
                                                         J
       A                                 G                           M
                    H                                        D
                                                     K
                                                                 N


• Nó D recebe primeiro RREQ de J
• Nó D envia um RREP para J (unicast)

                            http://www.gta.ufrj.br
                            Exemplo


Dest   Next   Saltos
 D       E      4
                        S           E
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                    H                                        D
                                                     K
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       Caminho estabelecido

                            http://www.gta.ufrj.br
                                Exemplo

   Se outros RREPs forem recebidos por S, somente os RREPs com
    <Número de Seqüência do Destino> maior ou igual com menor
    número de saltos serão atualizados pelo nó fonte

     •   Assegura informações de roteamento mais rápidas e atualizadas

   Ao aprender uma rota melhor, o AODV atualiza as informações de
    roteamento de forma transparente para a aplicação




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                  Manutenção de Rotas

 Nó Fonte

    Movimenta-se durante uma sessão ativa

   •   Reiniciar ou não um processo de descobrimento de rota

 Nó Destino ou Nó Intermediário

    Movimentam-se

    São desativados

    Quebra de Enlace




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                  Manutenção de Rotas

 Maneira de um nó conhecer seus vizinhos
(atestar conectividade)

   •   Escutando pacotes broadcast de outros nós

   •   Mensagens Hello

        • Time-to-Live (TTL) = 1

        • Receber resposta dos vizinhos

        • Não receber confirmação dos vizinhos (quebra de enlace)

        • Receber resposta de novos vizinhos




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                  Manutenção de Rotas

 Nó que detectou a falha deve informar sobre a quebra do enlace

   •   Nós predecessores são mantidos em cada entrada da tabela de
       roteamento

   •   RERR (unicast ou broadcast)

   •   Nó que recebe o RERR encaminha para todos os seus
       predecessores

 Todas as rotas que dependiam do enlace inativo são retiradas
  de todas as tabelas de roteamento da rede

 Quando nó fonte recebe notificação de quebra de link, decide se
  reinicia ou não um novo processo de descobrimento de rota




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                Manutenção de Rotas

 Término do processo é garantido

    Rotas livres de loops

    Número de nós finito

 AODV mais vantajoso em relação ao DSR

    AODV informa todos os nós que usam o enlace quando uma
     falha ocorre




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                            Conclusão

 AODV foi apresentado como um protocolo de roteamento dinâmico
  para redes móveis ad hoc

 Características:

    •   Descoberta de rotas sob demanda

    •   Único encaminhamento de um pacote RREQ

    •   Armazenamento de uma rota por destino

    •   Utilização de números de seqüência

    •   Mecanismos que evitam loops

    •   Rotas mais atualizadas




                            http://www.gta.ufrj.br
                        Bibliografia

 Perkins, C. E.; Belding-Royer, E. M.; Das, S. R.; Ad Hoc On-
  Demand Distance Vector Routing, Request for Comments:
  3561, rfc3561.txt, julho de 2003.

    Cordeiro, C. M.; Agrawal, D. P.; Mobile Ad hoc Networking,
    Tutorial/Short Course in 20 th Brazilian Symposium on
    Computer Networks, May 2002, pp. 125-186.

v Perkins, C. E.; Belding-Royer, E. M.; Ad hoc On-Demand
  Distance Vector Routing. Proceedings of the 2nd IEEE
  Workshop on Mobile Computing Systems and Applications,
  New Orleans, LA, February 1999, pp. 90-100.

 AODV site, http://moment.cs.ucsb.edu/AODV/aodv.html.
  Acessado em 30 de julho de 2006.

 Tanenbaum, A. S.; Redes de Computadores. 4a Ed. Rio de
  Janeiro: Campus, 2003.

 Perkins, C. E.; Belding-Royer, E. M.; Das, S. R.; Marina, M.
  K.; Performance Comparison of Two On-Demand Routing
  Protocols   for Ad Hoc Networks,    IEEE Personal
  Communications, fevereiro de 2001.

                         http://www.gta.ufrj.br
Ad Hoc On-Demand Distance Vector
            (AODV)
          Carina Teixeira de Oliveira

              carina@gta.ufrj.br

         http://www.gta.ufrj.br/~carina




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