AD-HOC NETWORKING

Generatia urmatoare de sisteme de comunicatii wireless se va dezvolta in conformitate cu nevoia de interconectivitate rapida a sistemelor mobile.

Balaita Bogdan

Ca exemple se pot da comunicatiile necesare in cazul operatiunilor de urgenta/salvare, in cazul dezastrelor naturale sau necesitati militare.

Acest tip de retele nu se pot baza pe o conectivitate centralizata si organizata, dar pot fi concepute ca Retele mobile ad-hoc

Ce este o retea ad-hoc

O retea mobila ad-hoc (MANET) este o colectie autonoma de dispozitive mobile care comunica prin intermediul unor legaturi wireless cu constrangeri de latime de banda.

Din cauza ca nodurile sunt mobile, topologia retelei se poate schimba rapid si nepredictibil

Cand au aparut

Prima generatie a aparut in 1972 si la acel moment se numeau PRNET(Packet Radio Networks).

In cu ALOHA(Areal Locations of Hazardous Atmospheres) si CSMA (Carrier Sense Medium Access),abordari pt MAC si un fel de routare vector distanta , PRNET au fost folosite ca o incercare de a furniza capabilitati de a crea o retea intr-un mediu de lupta.

Istorie

A doua generatie de retele ad-hoc a aparut in anii 1980, cand sistemele de retele ad-hoc au fost imbunatatite si implementate ca parte a programului SURAN(Survivable Adaptive Radio Networks).

Acesta furniza o retea de comutare de pachete pentru terenul de lupta, intr-un mediu fara infrastructura.

Istorie

In anii 1990, conceptul de retele ad-hoc comerciale a aparut odata cu lansarea pe piata a notebook-urilor si a altor dispozitive cu capabilitati de comunicatii wireless. In acelsai timp , ideea unei colectii de noduri mobile a fost propusa in cadrul a mai multor conferinte ale cercetatorilor.

Istorie

In anul 2009 IEEE reactioneaza la miscarea de pe piata dispozitivelor de comunicare wireless si lanseaza in martie, dupa 2 incercari esuate, standardul 802.11s care defineste cum dispozitive mobile cu capacitati de wireless networking se pot interconecta fara a folosi o autoritate centrala de tip acces-point.

Sa revenim in prezent

Ultimii 2-3 se caracterizeaza printr-o abundenta de dispozitive cu capacitati de comunicatii wireless precum laptop-uri, netbook-uri, PDA-uri, telefoane mobile, tablete grafice.

Odata cu acestea a crescut si necesitatea de interconectivitate a acestor dispozitive, pentru a imbunatati capacitatile de schimburi de date intre utilizatori.

Retele Ad-Hoc – o solutie

Telefoanele si chiar PDA-urile au fost create ca avand principal mod de comunicatie reteaua GSM.

Aceasta furnizeaza din ce in ce mai multe capabilitati de transmisie de date, dar toate acestea sunt cu un cost mai mic sau de cele mai multe ori mai mare.

Retele Ad-Hoc – o solutie

De ce nu as putea sa transmit rapid amicilor mei fotografii, documente sau filmulete atunci cand suntem impreuna, fara a folosi costisitoare retea GSM?

Multi vor spune ca aceasta se poate de mult timp , de cand telefoanelor le-au fost implantate capacitati de comunicatie de tip punct la punct precum infrarosu sau bluetooth

Retele Ad-Hoc – o solutie

Intr-adevar comunicatiile bluetooth sunt o solutie buna, dar daca trebuie sa trimit 10 fotografii la 10 prieteni? Ce fac? 100 de transmisii?

Nu ar fi mai bine ar fi sa avem o retea in care sa fac un folder sharat si acolo sa pun cate fotografii doresc, iar cei care doresc si cu care am creat o retea ad-hoc sa poata sa aiba acces la ele.

Ideea pare buna – a folosit-o cineva pe scara larga?

Raspunsul la intrebarea de mai sus este DA O prima utilizare pe scara larga a modelului

ad-hoc este OLPC(one laptop per child) un proiect de dotare a copiilor tarilor din ”lumea a 3-a” cu un instrument educational dar si ludic.

http://www.laptop.org/en/

Probleme in paradis

Securitatea

Un MANET poate fi aplicat intr-o gama larga de aplicatii, dar totusi este foarte vulnerabila datorita caracteristicilor sale:

- mediu liber (undele se propaga prin mediul inconjurator)

- topologia dinamica

- cooperarea distribuita

- capacitate restransa

Se contureaza astfel 2 modele de retele wireless:- cu un ansamblu de noduri (relativ putine) fixe dar puternice care transmit informatia mai departe. Aceste noduri sunt conectate intre ele prin fir, iar comunicatia dintre un nod fix si unul mobil se face wireless. Acest model de retea necesita o infrastructura fixa permanent pornita. - un alt model este reteaua Ad Hoc (MANET) care propune stabilirea unei conexiuni doar cand este nevoie de ea. Raza de transmisie pentru fiecare nod este limitata cat ii trebuie sa ajunga la primul nod, iar pentru a ajunge la noduri mai indepartate se transmit date prin noduri intermediare.

Cercetarile recente au scos la iveala ca o retea MANET prezinta multe probleme in ceea ce priveste securitatea:- in primul rand, toate semnalele impart aceeasi latime de banda atunci cand vor sa ajunga la alt nod (un nod poate ruta la un moment dat o anumita cantitate de informatie) ceea ce o face vulnerabila la interferente - in al doilea rand nodurile mobile se misca independent unul de altul, asadar, nu poate fi folosit un protocol de securizare statica datorita topologiei mereu in schimbare. In majoritatea protocoalelor de rutare intr-o retea MANET nodurile schimba permanent informatii intre ele despre topologia retelei . Toate aceste mesje se transmit prin aer, astfel un intrus poate furniza informatii eronate de update a retelei si sa pretinda ca este un dispozitiv legitim de rutare in retea. De exemplu, DoS (Denial of Service) poate fi foarte usor lansat daca un nod flood-eaza reteaua cu mesaje de rutare eronate. Astfel nodurile din retea incep sa transmita mesaje aleator.- faptul ca nu are un dispozitiv central de decizii, o retea MANET depinde in totalitate de participarea nodurilor la activitatea retelei. Un nod intrus poate sa blocheze traficul prin el ceea ce ar da peste cap algoritmii de cooperativa in retea. Acest eveniment este indetectabil de majoritatea programelor de detectie a intrusilor. - in al patrulea rand, orice nod depinde in cea mai mare parte de baterie sau alte surse limitate de energie. Un atacator paote crea un nou tip de atac DoS fortand un nod sa retrimita ultimul pachet zicand ca nu a fost receptionat bine ceea ce poate duce la epuizarea sursei de energie. Deconectari fortate sunt frecvente in retele MANET, ceea ce face aproape imposibil sa ne dam seama de astfel de anomalii in retea.

Protocoale de rutare intr-o retea MANET

Protocoalele de rutare intr-o retea MANET pot fi clasificate in 2 categorii:

- cu tabele de rutare (table-driven): acest protocol propune mentinerea unor informatii de rutare up-to-date de la un nod spre toate celelalte noduri. Acest protocol necesita ca fiecare nod sa mentina unul sau mai multe tabele in care sa stocheze informatii de rutare. Orice schimbare in topologia retelei se va propaga prin retea pentru a mentine o schema a retelei. [5]

- dinamic (on demand): acest tip de rutare creaza rute doar la solicitarea nodului sursa. Cand un nod are de trimis informatii el initializeaza mai intai un proces de descoperire a nodurilor in interiorul retelei. Acest proces se incheie o data ce au fost descoperite toate posibilitatile de a ajunge la destinatie.

Protocoale de rutare intr-o retea MANET

Exista 3 protocoale principale de rutare intr-o retea MANET:

- DSDV (Destination Sequenced Distance Vector)

-AODV

-DSR (Dynamic Source Routing)

DSDV este un protocol pe baza de tabele de rutare bazat pe mecanismul clasic de rutare Bellman-Ford. AODV foloseste algoritmul de la DSDV dar aduce o imbunatatire prin faptul ca minimizeaza numarul de boarcast-uri necesare prin crearea rutelor dupa un anumit timp. DSR e diferit in sensul ca fiecare nod tine evidenta nodurilor vecine.