AG Technische Informatik

Routing und Adressierung in mobilen multi-hop Ad-hoc-Netzen (in german)

Mesut Güneş— 2004

Ein Ad-hoc-Netzwerk besteht aus einer Menge von Knoten, die über Funk miteinander kommunizieren und dafür keinerlei Infrastruktur ben"otigen. Zwei Knoten, die sich in ihrer gegenseitigen Reichweite befinden, k"onnen direkt miteinander kommunizieren. Knoten, die voneinander entfernt sind, ben"otigen die Hilfe von weiteren Knoten, die sich zwischen ihnen befinden. Ein Ad-hoc-Netzwerk ist flexibel, sowohl hinsichtlich der Selbstkonfiguration als auch bezüglich der Anpassung an die Netzwerkstruktur, d.h. an die vorhandenen Netzwerkteilnehmer und die Netzwerktopologie. In dieser Arbeit werden grundlegende Verfahren betrachtet, die für die Entwicklung und Realisierung von zukünftigen Ad-hoc-Netzen erforderlich sind. Obwohl sich Ad-hoc-Netze von klassischen leitungsgebundenen Netzen in nur wenigen Punkten unterscheiden, besitzen sie von Haus aus bestimmte Eigenschaften, wodurch sie sehr schwer handhabbar sind. Vor allem zwei Aspekte von Ad-hoc-Netzen erschweren ihre effiziente Realisierung. Der erste Aspekt ist das verwendete "Ubertragungsmedium, nämlich die Luftschnittstelle, die, verglichen mit anderen Medien, schlechte Eigenschaften für die Kommunikation besitzt. Der zweite Aspekt ist die sich ändernde Netzwerktopologie, welche durch die Knotenmobilität verursacht wird. Diese beiden Problemursachen haben Auswirkungen auf alle Schichten des Kommunika-tions-protokolls. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei aktuelle Fragestellungen von Ad-hoc-Netzen behandelt. Die erste Fragestellung betrifft das Routing und die zweite Fragestellung die Autokonfiguration in Ad-hoc-Netzen. Routing: Das Routing wird in Ad-hoc-Netzen durch die Knotenmobilität erschwert, da im ungünstigsten Fall die Netzwerktopologie sich ständig ändert. Um die Kommunikation effizient gestalten zu k"onnen, müssen die Datenpakete auf einem günstigsten (bzw. kürzesten) Pfad zwischen dem Quell- und Zielknoten übertragen werden. Dies erfordert von den eingesetzten Routingalgorithmen eine hohe Adaptionsfähigkeit an die Netzwerktopologie. Dabei ist darauf zu achten, dass in einem Ad-hoc-Netz, wegen des Fehlens einer Infrastruktur, die Funktionalität von den teilnehmenden Knoten erbracht werden muss. In dieser Arbeit wird ein neuartiger Routingalgorithmus auf der Basis von Ameisenalgorithmen, die ein Teilgebiet der Schwarmintelligenz sind, vorgestellt und mit bekannten Routingalgorithmen für Ad-hoc-Netze verglichen. Adresskonfiguration: Die zweite Frage, mit der sich diese Arbeit beschäftigt, ist die automatische Konfiguration von Ad-hoc-Netzen. Da in Zusammenhang mit Ad-hoc-Netzen implizit auch über Zero-Konfiguration-Netzwerke gesprochen wird, spielt diese Fragestellung eine wichtige Rolle. Es wird also angenommen, dass ein Ad-hoc-Netz sich automatisch selbstkonfiguriert, ohne dass Benutzereingriffe erforderlich sind. Viele Untersuchungen im Bereich der Ad-hoc-Netze gehen davon aus, dass alle Knoten in einem Ad-hoc-Netz eine eindeutige Adresse haben. Bevor jedoch z.B. ein Routingalgorithmus einen Pfad zwischen Quell- und Zielknoten finden kann, müssen die Knoten auf der Netzwerkschicht identifiziert werden. Diese Arbeit stellt einen verteilten Algorithmus für die automatische Konfiguration von Ad-hoc-Netzen und das zugeh"orige Protokoll vor und bewertet seine Leistung.

TitelRouting und Adressierung in mobilen multi-hop Ad-hoc-Netzen (in german)
VerfasserMesut Güneş
VerlagRWTH Aachen University, Januar 2004
Datum200401
ArtText
BibTeX Code@phdthesis{Guenes:2004_g, author = {Mesut G{\"u}nes}, title = {{Routing und Adressierung in mobilen multi-hop Ad-hoc-Netzen}}, school = {RWTH Aachen University}, year = {2004}, address = {Aachen, Germany}, month = {Januar}, abstract = {Ein Ad-hoc-Netzwerk besteht aus einer Menge von Knoten, die \"uber Funk miteinander kommunizieren und daf\"ur keinerlei Infrastruktur ben\"otigen. Zwei Knoten, die sich in ihrer gegenseitigen Reichweite befinden, k\"onnen direkt miteinander kommunizieren. Knoten, die voneinander entfernt sind, ben\"otigen die Hilfe von weiteren Knoten, die sich zwischen ihnen befinden. Ein Ad-hoc-Netzwerk ist flexibel, sowohl hinsichtlich der Selbstkonfiguration als auch bez\"uglich der Anpassung an die Netzwerkstruktur, d.h. an die vorhandenen Netzwerkteilnehmer und die Netzwerktopologie. In dieser Arbeit werden grundlegende Verfahren betrachtet, die f\"ur die Entwicklung und Realisierung von zuk\"unftigen Ad-hoc-Netzen erforderlich sind. Obwohl sich Ad-hoc-Netze von klassischen leitungsgebundenen Netzen in nur wenigen Punkten unterscheiden, besitzen sie von Haus aus bestimmte Eigenschaften, wodurch sie sehr schwer handhabbar sind. Vor allem zwei Aspekte von Ad-hoc-Netzen erschweren ihre effiziente Realisierung. Der erste Aspekt ist das verwendete \"Ubertragungsmedium, n\"amlich die Luftschnittstelle, die, verglichen mit anderen Medien, schlechte Eigenschaften f\"ur die Kommunikation besitzt. Der zweite Aspekt ist die sich \"andernde Netzwerktopologie, welche durch die Knotenmobilit\"at verursacht wird. Diese beiden Problemursachen haben Auswirkungen auf alle Schichten des Kommunika\-tions\-protokolls. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei aktuelle Fragestellungen von Ad-hoc-Netzen behandelt. Die erste Fragestellung betrifft das Routing und die zweite Fragestellung die Autokonfiguration in Ad-hoc-Netzen. Routing: Das Routing wird in Ad-hoc-Netzen durch die Knotenmobilit\"at erschwert, da im ung\"unstigsten Fall die Netzwerktopologie sich st\"andig \"andert. Um die Kommunikation effizient gestalten zu k\"onnen, m\"ussen die Datenpakete auf einem g\"unstigsten (bzw. k\"urzesten) Pfad zwischen dem Quell- und Zielknoten \"ubertragen werden. Dies erfordert von den eingesetzten Routingalgorithmen eine hohe Adaptionsf\"ahigkeit an die Netzwerktopologie. Dabei ist darauf zu achten, dass in einem Ad-hoc-Netz, wegen des Fehlens einer Infrastruktur, die Funktionalit\"at von den teilnehmenden Knoten erbracht werden muss. In dieser Arbeit wird ein neuartiger Routingalgorithmus auf der Basis von Ameisenalgorithmen, die ein Teilgebiet der Schwarmintelligenz sind, vorgestellt und mit bekannten Routingalgorithmen f\"ur Ad-hoc-Netze verglichen. Adresskonfiguration: Die zweite Frage, mit der sich diese Arbeit besch\"aftigt, ist die automatische Konfiguration von Ad-hoc-Netzen. Da in Zusammenhang mit Ad-hoc-Netzen implizit auch \"uber Zero-Konfiguration-Netzwerke gesprochen wird, spielt diese Fragestellung eine wichtige Rolle. Es wird also angenommen, dass ein Ad-hoc-Netz sich automatisch selbstkonfiguriert, ohne dass Benutzereingriffe erforderlich sind. Viele Untersuchungen im Bereich der Ad-hoc-Netze gehen davon aus, dass alle Knoten in einem Ad-hoc-Netz eine eindeutige Adresse haben. Bevor jedoch z.B. ein Routingalgorithmus einen Pfad zwischen Quell- und Zielknoten finden kann, m\"ussen die Knoten auf der Netzwerkschicht identifiziert werden. Diese Arbeit stellt einen verteilten Algorithmus f\"ur die automatische Konfiguration von Ad-hoc-Netzen und das zugeh\"orige Protokoll vor und bewertet seine Leistung.}, owner = {guenes}, timestamp = {2007.08.23} }