10 aplic- telematicas

Universidad Nacional de San Marcos
Facultad de Ingeniería Electrónica y Electrica

Redes ad hoc
PRESENTADO POR
:
Mg.Ing. W
ilbert Chávez Irazabal


Definición Redes ad hoc
Redes inalámbricas en las que no hay una infraestructura
previa, sólo los propios terminales móviles.
Como redes distribuidas, en el caso de tecnologías
inalámbricas reciben el nombre de MANETs (Mobile Ad Hoc
Networks)


Redes Manet
Redes inalámbricas en las que no hay una infraestructura
previa, sólo los propios terminales móviles.
Como redes distribuidas, en el caso de tecnologías
inalámbricas reciben el nombre de MANETs (Mobile Ad Hoc
Networks)


Redes Manet


Redes Manet
Características e inconvenientes:
Las redes Ad Hoc los nodos que la forman están dotados de movilidad,
esto implica que, generalmente, no exista una topología fija, más bien la
topología va a ser cambiante.
Las redes inalámbricas, los nodos no se conectan a puntos de acceso, si
no que se conectan directamente a otros nodos. Esto supone que cada
nodo disponga de una alta conectividad, ya que puede estar conectado a
uno o a varios nodos a la vez.
La retransmisión de datos y de paquetes de control se hace sobre un
medio compartido empleando ondas electromagnéticas, éste tipo de
ondas conllevan una disipación de la señal con la distancia recorrida.


Redes Manet

Características e inconvenientes:

 Cada nodo dispone de un área de retransmisión limitada. Así mismo, existe la
posibilidad de colisión de las ondas con distintos objetos del medio o, simplemente,
con otras ondas Estas colisiones producen interferencias en la señal, las cuales hacen
que la tasa de errores sea más elevada.
 Respecto al empleo de un medio compartido tenemos que añadir dos características
vitales de las redes Ad Hoc:
• La primera es que el ancho de banda del canal es limitado. Este punto es muy
importante a la hora de diseñar un protocolo ya que el envío de paquetes de control
que realice cada nodo no debe de ser elevado para no desaprovechar aún más el ancho
de banda, reducido, si cabe, por las interferencias. El empleo de cabeceras de los
paquetes reducidas, ayudan a aprovechar el ancho de banda del mismo.
• La segunda, es que al ser un medio compartido nodos ajenos a la red pueden tener
acceso a la información y a los paquetes que circulan por el medio. El tema de la
seguridad tendrá que ser desarrollarse.


Capa Física:

Redes Manet

Los nodos pertenecientes a una red inalámbrica se comunican entre si
utilizando como medio de transmisión el espacio libre, mediante
canales de radiofrecuencia (RF).
Los canales de radiofrecuencias presentan características que dificultan
la calidad de servicio en redes inalámbricas, algunas de los efectos que
sufre la señal cuando se transmite en un canal RF son: el efecto
Doppler, la atenuación de la señal, el desvanecimiento por
multitrayecto, etc.
Lo más común, es que los nodos de las redes ad hoc cuentan con
antenas omnidireccionales que les permite comunicarse con cualquier
otro dispositivo dentro de su rango de cobertura, el uso de este tipo de
antenas influye en la velocidad de transmisión de las redes ah doc.


Capa MAC:

Redes Manet

En general, existen básicamente dos categorías principales de protocolos
de control de acceso al medio:
Protocolos de acceso aleatorio, en los cuales los nodos compiten entre
sí para ganar el acceso al medio de transmisión compartido.
Protocolos de acceso controlado, en los cuales un nodo maestro o de
infraestructura decide cuál de los nodos puede acceder al medio de
transmisión en cada momento.
La falta de una infraestructura y la naturaleza peer-to-peer de las redes ad
hoc hacen que los protocolos de acceso aleatorio sean la opción natural
para el control del acceso al medio en redes ad hoc


Capa MAC:

Redes Manet

Protocolos MAC de acceso aleatorio utilizados en las redes ad
hoc tenemos a los siguientes:
MACA (Multiple Access with Collision Avoidance), MACAW
(MACA with Acknowledgment), MACA-BI (MACA by Invitation) y
FAMA (Floor Acquisition Multiple Access). De entre las diversas
propuestas, el Comité IEEE 802.11 eligió a CSMA/CA (Carrier
Sense Multiple Access with Collision Avoidance), una variante de
MACA, como la base para sus estándares, debido a su inherente
flexibilidad y porque resuelve los problemas de los terminales
oculto y expuesto a través del sencillo mecanismo de intercambio
de señales de control RTS/CTSDATA/ACK.


Capa MAC:

Redes Manet

Entre los Protocolos MAC de Acceso Controlado se
encuentran los siguientes:
TDMA (Time Division Multiple Access),
FDMA (Frequency Division Multiple Access)
CDMA (Code Division Multiple Access)
TSMA (Time Spread Multiple Access).


Redes Manet
Capa de Red
Los protocolos de encaminamiento para redes ad hoc se clasifican en dos
categorías principales:

Protocolos Proactivos
Protocolos Reactivos
Protocolo Híbridos


Redes Manet
Capa de Red


Redes Manet-Capa de Red
Protocolos Proactivos:
Mantienen las tablas que almacenan la información de encaminamiento
periódicamente actualizada ante cualquier cambio en la topología de la red.
Disparan un mecanismo de propagación de actualización a través de la red,
con el fin de mantener una idea real de su estado en ese instante.
Entre este tipo de protocolo tenemos:
DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector).
WRP (Wireless Routing Protocol).
CGSR (Cluster Gateway Switch Routing).
FSRP (Fisheye State Routing Protocol).
OLSR (Optimizad Link-State Routing).
TBRPF (Topology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding).


Protocolos Proactivos:
Este tipo de protocolo puede causar una cantidad importante de paquetes de
señalización (overhead) que afecte la utilización del ancho de banda, el
caudal (throughput), así como el consumo de energía.
La ventaja es que las rutas a cada destino están siempre disponibles sin el
incremento de paquetes de señalización que ocasiona un mecanismo de
descubrimiento de rutas, pero tales protocolos tienen problemas para
funcionar adecuadamente cuando en la red se presenta una alta tasa de
movilidad o cuando hay un gran número de nodos en la red.


Protocolos Reactivo:
Protocolos de encaminamiento por demanda o reactivos se
caracterizan por iniciar un mecanismo de descubrimiento de ruta cuando
una fuente necesita comunicarse con un destino al cual no sabe cómo
llegar.
El descubrimiento de ruta se realiza normalmente mediante una
inundación de la petición.
El encaminamiento por demanda requiere menos overhead que el
encaminamiento basado en tablas (proactivo), pero incurre en un
retraso de descubrimiento de ruta cada vez que se requiere un nuevo
camino.


Protocolos Reactivo:
El protocolo DSR (Dynamic Source Routing) que ya es un RFC
experimental.
El protocolo AODV (Ad hoc On- Demand Distance Vector) ya es un
RFC experimental.
El protocolo de encaminamiento DYMO (Dynamic MANET Ondemand) es el último protocolo reactivo unicast que está siendo
considerado por el MANET-WG para convertirse en RFC, pero se
encuentra apenas en sus primeras fases para lograrlo.


Protocolos Híbridos:
Entre estos tipos de protocolos tenemos:
HSLS
ZRP


Capa de transporte:

Redes Manet

Los principales protocolos de transporte de la Internet, TCP
(Transmisión Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol), en
entornos ad hoc.
Entre estas mejoras está el emplear mecanismos de señalización explícita
que permitan tener un TCP “amigable” con las redes ad hoc, para que no
active, erróneamente, el mecanismo de control de congestión ante la
pérdida de la ruta entre el nodo fuente y el destino final debida a un fallo
en el enlace.


Capa de transporte:

Redes Manet

Esta en propuesta la creación de TPA (Transport Protocol for Ad hoc
Networks), especialmente diseñado para entornos ad hoc, que incluye
mecanismos para detección de pérdida del enlace y recuperación de
ruta, además de que establece un mecanismo de control de congestión
diferente al de TCP.
Los protocolos de transporte SCTP (Stream Control Transfer Protocol)
y el MRTP (Multiflow Realtime Transport Protocol) han sido
especialmente diseñados para ofrecer un mejor transporte de datos a
las aplicaciones de tipo media-streaming y de tiempo real.


Capa de aplicación

Redes Manet

Las aplicaciones de transmisión de datos que pueden conformarse con una
entrega de datos bajo la filosofía de Best Effort.
Sin embargo, Internet también se utiliza actualmente para otros tipos de
aplicaciones, como aquellas que permiten el acceso en tiempo real a
contenidos de audio y vídeo en repositorios remotos que producen flujos
continuos de datos (streams), así como aplicaciones multimedia
interactivas de tiempo real, como la voz sobre IP (Video over Internet
Protocol, VoIP) o telefonía IP (IP Telephony), la vídeo conferencia y la
vídeo telefonía, que demandan a la red de transporte ciertas garantías
mínimas de retardo en la entrega de paquetes, de variación de este retardo
y de ancho de banda.


Redes Manet
Aplicaciones
Militar

Domotica

Seguridad

Monitorización

Transportes


Militar:

Redes Manet

Prototipo que empleaba motas MICA2 con sensores de sonido de bajo
precio para la detección de francotiradores.
El sistema es capaz de localizar el origen de un disparo, con precisión de
1 metro y latencia de 2 segundos, con tal de que esté separado 0,4
segundos de un segundo disparo.
Otro ejemplo en la industria del armamento, actualmente en fase de
desarrollo avanzado: un campo minado auto-regenerable, se trata de una
red Ad-Hoc donde cada nodo es una mina anti-tanque. Si el enemigo
abre una brecha en el campo, las minas lo perciben y tienen la capacidad
de desplazarse para volver a cerrar el campo.

Domótica:

Redes Manet

Dispositivos heterogéneos de diferentes fabricantes podrán comunicarse
entre sí, librando al usuario de tareas triviales. Las luces pueden atenuar
su intensidad cuando se encienda el televisor o el televisor reducir el
volumen cuando suene el teléfono. Cada persona puede tener su propio
perfil, al que se adapte de forma automática la temperatura, la luz, la
música, la televisión o el ordenador, tanto en casa como en la oficina.


Seguridad:

Redes Manet

Hay muchos elementos que pueden llegar a ser muy peligrosos:
Escapes de gas, instalaciones eléctricas en mal estado, contaminación de
agua o aire, etc.
Que un sensor perciba esto suele ser sencillo, el factor determinante es
poder comunicarlo de forma adecuada en el sitio adecuado y con un
coste adecuado. Muchos sistemas de seguridad han demostrado ser poco
eficaces, bien por ser demasiado complicados y caros como para
aplicarse masivamente, bien por estar muy limitados por la dependencia
de las baterías, por emplear diferentes tecnologías propietarias no
compatibles, o por no estar bien preparados para entrar en una red de
comunicaciones.


Redes Manet
Monitorización :
De instalaciones: la lectura de los contadores de agua y electricidad
puede hacerse mediante una red de sensores, habrá un nodo por vivienda
de un edificio o un barrio sin necesidad de tender nuevos cables.
Un nodo principal recopilará la información para enviarla a la compañía
suministradora.
De esta misma forma se pueden monitorizar cableado eléctrico o
cañerías de agua o gas, sin necesidad de un cableado paralelo.


Redes Vanet
 El Vehicular Ad-Hoc Network, es una red ad-hoc donde sus nodos se corresponden a
vehículos (coches, camiones, autobuses).
 Los nodos formaran la red en pleno movimiento (por ejemplo mientras se circula por
una autopista), por tanto, nodos que se mueven de forma arbitraria.


Transportes :

Car to Car

Redes Vanet

Car to Infraestructura

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