Entwicklung einer Routing-Applikation fu r ein Software Defined Wireless Mesh Netzwerk

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1 Expose zum Master-Projekt am Fachbereich fu r Informatik der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg Entwicklung einer Routing-Applikation fu r ein Software Defined Wireless Mesh Netzwerk Moritz Schlebusch Matrikelnummer: Betreuer: Michael Rademacher, M.Sc. und Prof. Dr. Karl Jonas Ko ln,

2 1 Einleitung In Software Defined Wireless Mesh Netzen (SDWMN) übernehmen ein oder mehrere Controller die zentrale Steuerung des Netzwerks. Nach dem Prinzip von Software Defined Netwoking werden Router bzw. Mesh-Knoten zu simplen, aber programmierbaren Switchen umfunktioniert. Die Control Plane, die u.a. für das Routing zuständig ist, wird in den Controller verlagert. Auf diesem können beliebige Applikationen zur Netzsteuerung kombiniert werden. So existieren neben den elementaren Routing-Applikationen auch Firewall oder Quality of Service Implementierungen. Der Überblick über die Netztopologie und die Möglichkeit die Linkauslastungen genauer zu bestimmen, bilden die Basis für deutlich effizientere Routing- Pfade. In Wireless Mesh Netzen (WMN) sind allerdings Linkausfälle und Netzsegmentierungen keine Seltenheit. Es müssen also auch Lösungen gefunden werden wie Meshknoten, zumindest für kurze Zeit, auch ohne Controller arbeiten können. Hier sind dezentrale Lösungen im Vorteil. Ziel dieser Arbeit soll eine Routing Applikation sein, die ein SDWMN effizient und ausfallsicher steuert. Zu deren Aufgaben gehört geeignete Metriken für Links zwischen Mesh-Knoten zu berechnen, den optimalen Pfad für jeden Datenstrom zu finden, die Routing-Entscheidungen in Regeln umzuwandeln und die Regeln auf den beteiligten Switchen zu installieren. Für zukünftige Entwicklungen wäre auch die Entwicklung von Features wie dem Bilden von Mesh-Knoten Assoziationen, Channel Assignment und einem intelligentem Roaming denkbar. Um die spätere Applikation auf möglichst unterschiedlichen, beliebig skalierbaren Topologien testen zu können, wird zunächst eine Emulationsumgebung für WMNs aufgesetzt. 2 Ziele der Arbeit Emulation eines Software Defined Wireless Mesh Entwicklung einer rudimentären Routing-Applikation Portierung der App auf ein reales Wireless Mesh Implementierung einer verbesserten Metrik Vergleich der Metriken / Beurteilung der Leistungsverbesserung 3 Zeitplan 3.1 Meilensteine Erstellung bzw. Anpassung der Emulationsumgebung 1

3 Erstellung der Routing-Applikation Portierung der Applikation KW Woche Zeit Teilaufgabe h Erstellung bzw. Anpassung der Emulationsumgebung h Entwicklung der rudimentären Routing-Applikation h Entwicklung der rudimentären Routing-Applikation h Testing und Debugging h Weiterentwicklung: Implementierung einer besseren Wifi Metrik h Portierung der Applikation h Testing und Debugging h Abschluss des Projektbericht 2

4 Literatur [CCH + 14] [CEM + 08] Min-Cheng Chan, Chien Chen, Jun-Xian Huang, T. Kuo, Li- Hsing Yen, and Chien-Chao Tseng. Opennet: A simulator for software-defined wireless local area network. In Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2014 IE- EE, pages , April M.E.M. Campista, P.M. Esposito, I.M. Moraes, L.H.M.K. Costa, O.C.M.B. Duarte, D.G. Passos, C.V.N. de Albuquerque, D.C.M. Saade, and M.G. Rubinstein. Routing metrics and protocols for wireless mesh networks. Network, IEEE, 22(1):6 12, Jan [DCABM03] Douglas S. J. De Couto, Daniel Aguayo, John Bicket, and Robert Morris. A high-throughput path metric for multi-hop wireless routing. In Proceedings of the 9th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, MobiCom 03, pages , New York, NY, USA, ACM. [DKB11] P. Dely, A. Kassler, and N. Bayer. Openflow for wireless mesh networks. In Computer Communications and Networks (IC- CCN), 2011 Proceedings of 20th International Conference on, pages 1 6, July [DPSBM13] A. Detti, C. Pisa, S. Salsano, and N. Blefari-Melazzi. Wireless mesh software defined networks (wmsdn). In Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob), 2013 IEEE 9th International Conference on, pages 89 95, Oct [DPZ04] [KB06] Richard Draves, Jitendra Padhye, and Brian Zill. Routing in multi-radio, multi-hop wireless mesh networks. In Proceedings of the 10th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, MobiCom 04, pages , New York, NY, USA, ACM. C.E. Koksal and H. Balakrishnan. Quality-aware routing metrics for time-varying wireless mesh networks. Selected Areas in Communications, IEEE Journal on, 24(11): , Nov [NGA + 15] C. Niephaus, G. Ghinea, O.G. Aliu, S. Hadzic, and M. Kretschmer. Sdn in the wireless context - towards full programmability of wireless network elements. In Network Softwarization (NetSoft), st IEEE Conference on, pages 1 6, April

5 [PPTI14] F. Pakzad, M. Portmann, Wee Lum Tan, and J. Indulska. Efficient topology discovery in software defined networks. In Signal Processing and Communication Systems (ICSPCS), th International Conference on, pages 1 8, Dec

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