Einführung in Ad-Hoc-Netzwerke. Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 1
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- Irmela Wagner
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1 Einführung in Ad-Hoc-Netzwerke Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 1
2 Was sind Ad-Hoc Netzwerke? Ad-Hoc-Netzwerke sind: drahtlose, selbstorganisierende, Multi-Hop-Netzwerke Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 2
3 Was sind Ad-Hoc Netzwerke? Ad-Hoc-Netzwerke sind: drahtlose, selbstorganisierende, Multi-Hop-Netzwerke keine feste Infrastruktur, wie Basisstationen oder Router werden benötigt Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 2
4 Was sind Ad-Hoc Netzwerke? Ad-Hoc-Netzwerke sind: drahtlose, selbstorganisierende, Multi-Hop-Netzwerke keine feste Infrastruktur, wie Basisstationen oder Router werden benötigt sich schnell entwickelnde Netze Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 2
5 Was sind Ad-Hoc Netzwerke? Ad-Hoc-Netzwerke sind: drahtlose, selbstorganisierende, Multi-Hop-Netzwerke keine feste Infrastruktur, wie Basisstationen oder Router werden benötigt sich schnell entwickelnde Netze alle mobilen Endgeräte sind in der Lage Pakete weiterzuleiten Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 2
6 Beispielszenario Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 3
7 Beispielszenario Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 3
8 Beispielszenario Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 3
9 Beispielszenario Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 3
10 Beispielszenario II N Funkeinheiten in einem Gebiet jede bewegt sich Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 4
11 Beispielszenario II N Funkeinheiten in einem Gebiet jede bewegt sich keine feste Infrastruktur Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 4
12 Beispielszenario II N Funkeinheiten in einem Gebiet jede bewegt sich keine feste Infrastruktur Hochgeswindigkeits-Datenkommunikation Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 4
13 Beispielszenario II N Funkeinheiten in einem Gebiet jede bewegt sich keine feste Infrastruktur Hochgeswindigkeits-Datenkommunikation Übertragung von Sprach- und Daten Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 4
14 Beispielszenario II N Funkeinheiten in einem Gebiet jede bewegt sich keine feste Infrastruktur Hochgeswindigkeits-Datenkommunikation Übertragung von Sprach- und Daten billig und zuverlässig Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 4
15 Das Hidden-Terminal-Problem A A überträgt zu B, während D zu C überträgt B C D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 5
16 Das Hidden-Terminal-Problem A A überträgt zu B, während D zu C überträgt B C Übertragungen schla- eine oder beide gen fehl D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 5
17 Das Hidden-Terminal-Problem A A überträgt zu B, während D zu C überträgt B C eine oder beide Übertragungen schlagen fehl häufige Erscheinung D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 5
18 Das Hidden-Terminal-Problem A A überträgt zu B, während D zu C überträgt B C eine oder beide Übertragungen schlagen fehl häufige Erscheinung D Wie können A oder D wissen, wann sie senden dürfen? Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 5
19 Kanalzugriffsverfahren - RTS/CTS A RTS Daten CTS ACK B C D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 6
20 Kanalzugriffsverfahren - RTS/CTS A RTS Daten CTS ACK Steuerung durch Empfänger B C D RTS CTS RTS CTS Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 6
21 Kanalzugriffsverfahren - RTS/CTS A RTS Daten CTS B C ACK Steuerung durch Empfänger C reagiert auf das CTS von B D RTS CTS RTS CTS Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 6
22 Kanalzugriffsverfahren - RTS/CTS A RTS Daten CTS B C ACK Steuerung durch Empfänger C reagiert auf das CTS von B verhält sich wie CSMA D RTS CTS RTS CTS Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 6
23 Kanalzugriffsverfahren - RTS/CTS A RTS Daten CTS B C ACK Steuerung durch Empfänger C reagiert auf das CTS von B verhält sich wie CSMA D RTS CTS RTS CTS problematisch bei Broadcasts Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 6
24 Kanalzugriffsverfahren - Zeitschlitz A Steuerung durch den Sender B C D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 7
25 Kanalzugriffsverfahren - Zeitschlitz A Steuerung durch den Sender B benötigt synchronen Systemtakt C D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 7
26 Kanalzugriffsverfahren - Zeitschlitz A Steuerung durch den Sender B C benötigt synchronen Systemtakt Problem der Ressourcen-Vergabe D Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 7
27 Kanalzugriffsverfahren - Zeitschlitz A Steuerung durch den Sender B C benötigt synchronen Systemtakt Problem der Ressourcen-Vergabe D A und D müssen koordiniert werden Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 7
28 Laufzeit oder Durchsatz? Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 8
29 Laufzeit oder Durchsatz? Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 8
30 Laufzeit oder Durchsatz? Hohe Sendeleistung -> Geringer Durchsatz Geringe Sendeleistung -> Lange Laufzeit Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 8
31 Proaktives Routing - Link State A B C D E F G + globales Wissen + QoS-Routing ist möglich + Muticasts sind unproblematisch A C D G B E F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 9
32 Proaktives Routing - Link State A B C D E F G + globales Wissen + QoS-Routing ist möglich + Muticasts sind unproblematisch A C D G skaliert eher schlecht B E F Globale Signalisierungs-Bursts Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 9
33 Proaktives Routing - Distance Vector A B C D E F G + weniger Signalisierung + einfach zu kodieren C A B D E F G Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 10
34 Proaktives Routing - Distance Vector A B C D E F G + weniger Signalisierung + einfach zu kodieren QoS ist problematisch C A Multicasts sind problematisch B D E F G Signalisierung ist schwer abzuschätzen Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 10
35 On-Demand Routing 1. Fluten (Optimierung durch Caching) F? A F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 11
36 On-Demand Routing 1. Fluten (Optimierung durch Caching) F? A F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 11
37 On-Demand Routing 1. Fluten (Optimierung durch Caching) F? A F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 11
38 On-Demand Routing 1. Fluten (Optimierung durch Caching) F? A F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 11
39 On-Demand Routing 1. Fluten (Optimierung durch Caching) F? A F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 11
40 On-Demand Routing II 2. Ermitteln der Wege (Optimierung durch Beschneidung) A F F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 12
41 On-Demand Routing III 3. Datenübertragung A F Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 13
42 On-Demand Routing IV Eigenschaften: + kein globales Wissen notwendig + lokale Reparatur + skaliert mit dem Verkehrsfluß Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 14
43 On-Demand Routing IV Eigenschaften: + kein globales Wissen notwendig + lokale Reparatur + skaliert mit dem Verkehrsfluß Ersatzrouten sind suboptimal Probleme bei Multicasts anfällig gegenüber DoS-Attaken Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 14
44 Routing - Gängige Protokolle Proaktives Routing Destination-Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 15
45 Routing - Gängige Protokolle Proaktives Routing Destination-Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Wireless Routing Protocol (WRP) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 15
46 Routing - Gängige Protokolle Proaktives Routing Destination-Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Wireless Routing Protocol (WRP) On-Demand-Routing Ad-Hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 15
47 Routing - Gängige Protokolle Proaktives Routing Destination-Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Wireless Routing Protocol (WRP) On-Demand-Routing Ad-Hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) Temporally-Ordered Routing Algorithm (TORA) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 15
48 Routing - Gängige Protokolle Proaktives Routing Destination-Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) Wireless Routing Protocol (WRP) On-Demand-Routing Ad-Hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) Temporally-Ordered Routing Algorithm (TORA) Signal Stability Routing (SSR) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 15
49 Ein hierarchisches Ad-Hoc-Netzwerk RTS/CTS Backbone Link Cluster Cluster Member Cluster Head Power-Control im Cluster autonom Hirarchical Link State Routing -> gute Ressourcen-Nutzung bei vertretbarer Peer-2-Peer- Laufzeit Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 16
50 Ad-Hoc-Netzwerke in der Praxis LEO s Mobile Endgeräte Drohnen Mobiler Backbone Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 17
51 Biologisch inspirierte Algorithmen und Techniken in Ad-Hoc-Netzwerken Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 18
52 Das Sozialverhalten von Insekten Selbstorganisation Einfache Verhaltensmuster Eignung für den Entwurf komplexer Systeme? Positive Rückmeldung - Rekrutierung Negative Rückmeldung - Sättigung Schwankungen und Zufälligkeiten - zufällige Wege, Fehler wechselseitige Beziehungen Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 19
53 Das Sozialverhalten von Insekten Selbstorganisation Einfache Verhaltensmuster Eignung für den Entwurf komplexer Systeme? Positive Rückmeldung - Rekrutierung Negative Rückmeldung - Sättigung Schwankungen und Zufälligkeiten - zufällige Wege, Fehler wechselseitige Beziehungen Stigmergetic Behaviour Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 19
54 Das Sozialverhalten von Insekten Selbstorganisation Einfache Verhaltensmuster Eignung für den Entwurf komplexer Systeme? Positive Rückmeldung - Rekrutierung Negative Rückmeldung - Sättigung Schwankungen und Zufälligkeiten - zufällige Wege, Fehler wechselseitige Beziehungen Stigmergetic Behaviour Wackel- und Zittertanz bei Bienen Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 19
55 Selbstorganisation Herstellung temporärer Strukturen in einem anfänglich homogenen Medium (Nestbau, Hamsterpfade, Gesellschaft) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 20
56 Selbstorganisation Herstellung temporärer Strukturen in einem anfänglich homogenen Medium (Nestbau, Hamsterpfade, Gesellschaft) Multistability - mögliche koexistens mehrerer stabiler Zustände Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 20
57 Selbstorganisation Herstellung temporärer Strukturen in einem anfänglich homogenen Medium (Nestbau, Hamsterpfade, Gesellschaft) Multistability - mögliche koexistens mehrerer stabiler Zustände Existenz von Gabelungen, wenn sich ein Parameter ändert (Schneeballeffekt) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 20
58 Was tuen Bienen? Hamsterverhalten (Wackeltanz) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 21
59 Was tuen Bienen? Hamsterverhalten (Wackeltanz) Aufgaben- und Arbeitsteilung Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 21
60 Was tuen Bienen? Hamsterverhalten (Wackeltanz) Aufgaben- und Arbeitsteilung Kundschafter-Rekrutierung (Zittertanz) Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 21
61 Ameisen - kleine Entdecker Ameisen entdecken ständig neue Lösungen Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 22
62 Ameisen - kleine Entdecker Ameisen entdecken ständig neue Lösungen nutzen Impuse (Trommeln) um ihre Resource-Tables zu aktualisieren Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 22
63 Ameisen - kleine Entdecker Ameisen entdecken ständig neue Lösungen nutzen Impuse (Trommeln) um ihre Resource-Tables zu aktualisieren passen sich ständig den Fehlern einzelner Einheiten an, integrieren neue Ressourcen und passen sich an Verkehrsbedingungen an Forschungsseminar Betriebssysteme / Marco Günther Startseite 22
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