ScatterNetz-Routing. Multihopkommunikation für medizinische Bluetooth ad hoc Netzwerke

Transkript

1 ScatterNetz-Routing Multihopkommunikation für medizinische Bluetooth ad hoc Netzwerke Andreas Kuntz, Moritz Gmelin, Martin Schönegg, Armin Bolz Institut für Biomedizinische Technik, 8. September 2006

2 Motivation Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 2

3 Anforderungen Multihopkommunikation für Bluetooth Selbstorganisierend Ad hoc fähig Automatische Reparatur unterbrochener Pfade Funktionsfähig in heterogenem Umfeld Plattformunabhängigkeit Userspace, Java, JSR-82 Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 3

4 Einordnung der Arbeit Name (Autor) Sim/Impl Routing Scatternet Topologie Plattform Besonderheiten RVM (Bhagwat 1999) BlueTree (Sun 2002) ZRP (Kapoor 2003) SRS (Liu 2003) XHop (Beutel 2003) SNR (Kuntz 2006) k.a. k.a. Simulation Simulation Implementierung Implementierung Source Routing Binäre Suche Zone Routing ähnlich AODV minimales Source Routing AODV gegeben BT Radio Labels statt BT Adressen BlueTree (statisch) gegeben On Demand gegeben On Demand k.a. über Link Manager k.a. L2CAP BTNodes L2CAP JSR-82 Bin-Baum auf BT Adressen, Wurzelknoten verwaltet SN, Knoten in Funkreichweite Im Nahbereich proaktiv, außerhalb reaktiv (AODV) Verändert BT Protokoll effizienter Broadcast, Piconetzweite Synch. Multihop Message Passing statt Routing, mehrere BT Interfaces Multihop Service Search, Verb.-Verwaltung, Switching, unveränderter BT-Stack, plattformunabhängig Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 4

5 SNR Architektur Ziel: Ende zu Ende Datenkommunikation Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 5

6 SNR Architektur Ziel: Ende zu Ende Datenkommunikation Dienst-Adressierung Anycast oder zu dediziertem Knoten Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 5

7 SNR Architektur Ziel: Ende zu Ende Datenkommunikation Dienst-Adressierung Anycast oder zu dediziertem Knoten Verbindungsaufbau Topologieausprägung Sig.-Verbindungen (Hop by Hop) Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 5

8 SNR Architektur Ziel: Ende zu Ende Datenkommunikation Dienst-Adressierung Anycast oder zu dediziertem Knoten Verbindungsaufbau Topologieausprägung Sig.-Verbindungen (Hop by Hop) Wegfindung (AODV), & Dienstsuche Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 5

9 SNR Architektur Ziel: Ende zu Ende Datenkommunikation Dienst-Adressierung Anycast oder zu dediziertem Knoten Verbindungsaufbau Topologieausprägung Sig.-Verbindungen (Hop by Hop) Wegfindung (AODV), & Dienstsuche Datenverbindungen (Ende zu Ende) Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 5

10 SNR Architektur Ziel: Ende zu Ende Datenkommunikation Dienst-Adressierung Anycast oder zu dediziertem Knoten Verbindungsaufbau Topologieausprägung Sig.-Verbindungen (Hop by Hop) Wegfindung (AODV), & Dienstsuche Datenverbindungen (Ende zu Ende) Topologiekontrolle Abbau ungenutzter Sig.-Verbindungen nach Timeout Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 5

11 Fehlerbehandlung Knotenausfall local/global repair Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 6

12 Fehlerbehandlung Knotenausfall local/global repair Abbau der Sig.- und Datenverbindungen Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 6

13 Fehlerbehandlung Knotenausfall local/global repair Abbau der Sig.- und Datenverbindungen Reparatur (local) Topologieausprägung in relevantem Teilnetz neue Sig.-Verbindungen Alternativer Pfad Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 6

14 Fehlerbehandlung Knotenausfall local/global repair Abbau der Sig.- und Datenverbindungen Reparatur (local) Topologieausprägung in relevantem Teilnetz neue Sig.-Verbindungen Alternativer Pfad Neue Datenverbindung Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 6

15 Fehlerbehandlung Knotenausfall local/global repair Abbau der Sig.- und Datenverbindungen Reparatur (local) Topologieausprägung in relevantem Teilnetz neue Sig.-Verbindungen Alternativer Pfad Neue Datenverbindung Topologiekontrolle Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 6

16 Evaluation: Durchsatz Gemittelt über je 3000 Datenpakete à 672 Byte Durchsatz ca. 14.5kBit/sec Durchsatz [kbit/sec] Hops Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 7

17 Evaluation: Latenz bei Verbindungsaufbau Gemittelt über je 200 Messungen Verbindungsaufbauzeit [ms] Warmstart ca. 450ms/Hop Kaltstart ca. 1400ms/Hop Hops Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 8

18 Evaluation: Roundtriptime Gemittelt über je 1000 Messungen RTT ca. 165ms/Hop 1000 RTT [ms] Hops Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 9

19 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Multihopkommunikation für Bluetooth Netze Selbstorganisierend Plattformunabhängig Transparente Fehlerbehandlung Minimaler Sig.-Overhead (2 Nachrichten) Effiziente Weiterleitung (Switching!) Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 10

20 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Multihopkommunikation für Bluetooth Netze Selbstorganisierend Plattformunabhängig Transparente Fehlerbehandlung Minimaler Sig.-Overhead (2 Nachrichten) Effiziente Weiterleitung (Switching!) praktischer Nutzen Vergrößerte Reichweite Beliebige Anzahl Knoten Dynamik-Kompensation BT-Sensoren unverändert anschließbar Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 10

21 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Multihopkommunikation für Bluetooth Netze Selbstorganisierend Plattformunabhängig Transparente Fehlerbehandlung Minimaler Sig.-Overhead (2 Nachrichten) Effiziente Weiterleitung (Switching!) praktischer Nutzen Vergrößerte Reichweite Beliebige Anzahl Knoten Dynamik-Kompensation BT-Sensoren unverändert anschließbar Ausblick Synchronisation der Scatternetze Authentifikation Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 10

22 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Forschungsuniversität gegründet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 11