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Experimentelle Untersuchung gerichteter und ungerichteter Verteilungsstrategien in mobilen ad-hoc Netzwerken

Ein ad-hoc-Netzwerk bezeichnet in der Informationstechnologie eine drahtlose Verbindung zwischen zwei oder mehreren mobilen Endgeräten, die ohne feste Infrastruktur auskommt.  Meist handelt es sich hierbei um kleine Geräte (z.B. PDA's, Smartphones), die sich über Bluetooth oder auch WLAN verbinden.

In ad-hoc Netzen kommt es auf Grund der beschränkten Ressourcen dieser kleinen Geräte, instabiler drahtloser Übertragung und der Bewegung der Knoten im Netz, häufig zu Ausfällen von Knoten.  Eine Möglichkeit, trotz der häufigen Ausfälle der Geräte, Verfügbarkeit von Daten zu garantieren, ist, Kopien dieser Daten (Informations-Items) im Netz zu verteilen.  Hierbei muss abgeschätzt werden, wie viele Kopien verteilt werden.  Werden zu wenige Kopien verteilt, so besteht die Gefahr, dass alle Knoten, die eine solche Kopie tragen, zu einem späteren Zeitpunkt ebenfalls nicht im Netz zur Verfügung stehen.  Werden zu viele Knoten im Netz verteilt, so werden die Ressourcen aller beteiligten Geräte zu stark strapaziert.  Ziel dieser Arbeit ist es daher, mit möglichst geringem Aufwand (Netzwerk- und Speicherkosten) die höchste Wahrscheinlichkeit zu erreichen.  Um dies zu erreichen sollen kontext-abhängige Informationen der beteiligten Knoten (im Besonderen Ausfallwahrscheinlichkeit) zusätzlich in Betracht gezogen werden.  Folgende Strategien stehen dabei zur Verfügung:

  • Bei der gerichteten Verteilung werden die Ausfallwahrscheinlichkeiten der benachbarten Knoten betrachtet, so dass eine Menge von ihnen ausgewählt werden kann, die das Log speichern, um damit einen bestimmten Wahrscheinlichkeitsschwellwert zu überschreiten.  Ein Knoten, der ein Log sucht, muss dann unter Kenntnis der Identifiern dieser Knoten versuchen, das Informations-Item wieder zu finden.
  • Die ungerichtete Verteilung zielt darauf ab, das Log zufällig im ganzen Netz zu verteilen, so dass ein bestimmter Verteilungsgrad (Anzahl der Knoten mit Log / Gesamtanzahl Knoten) erreicht wird.  Eine Verteilungsstrategie, um das zu erreichen, könnte so aussehen, dass das gesamte Netz geflutet wird, aber die Knoten das Log nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit speichern.  Die Wahrscheinlichkeit, dass das Log wieder gefunden wird, hängt in diesem Fall von der Anzahl der Knoten, die danach gefragt werden ab.

Ziel dieser Arbeit ist es, eine Bewertung der gerichteten, ungerichteten Verteilung und einer Kombination beider Strategien zu erstellen bezüglich Kosten, in Form von Datenlast und Speicherkosten, und Nutzen, der durch die Wahrscheinlichkeit ausgedrückt wird.  Als Basis für diese Bewertung soll eine Simulation im Netzwerksimulator ns2 durchgeführt werden, da Feldversuche auf Grund der begrenzten Geräteanzahl nur in kleinem Rahmen möglich sind.

Referenzen

  1. Detaillierte Beschreibung der Verteilungsstrategien

  2. Netzwerksimulator ns2: http://www.isi.edu/nsnam/ns/