LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
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Transcript LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
Future Internet Architecture:
Ad Hoc Networking via Named Data
MobiArch’10, September 24, 2010, Chicago, Illinois, USA
汇报人:陈小惠
论文题目
Ad Hoc Networking via Named Data
论文作者
Michael Meisel(UCLA)
Vasileios Pappas(IBM Research)
Lixia Zhang(UCLA)
实验室
Internet Research Lab in University of California, Los Angeles
提纲
论文背景
互联网发展趋势
传统解决方案
Named Data Networking
NDN for Ad-Hoc Networks
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
论文背景(调研补充)
项目来源
A Survey of the Research on Future Internet Architectures, IEEE Communication Magazines 2011.7
论文背景(调研补充)
项目来源
Future Internet Architecture (FIA) program
NSF2010 & $ 8 million & 3years
Named Data Networking
Mobility First
FIA
NEBULA
eXpressive Internet Architecture
1970s
1970s~2009年
CCN概念提出
TRIAD,DONA项目
2009年
2010年
PARC发布CCNx
NSF发布FIA-NDN
http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=117611&org=NSF&from=news
论文背景(调研补充)
课题题目:
Named Data Networking
课题承担人:
Lixia Zhang, UCLA
合作机构:
互联网发展趋势(调研补充)
年均增长率最高
互联网流量与日俱增,
2014年将会达到2010年的3
倍,而其中视频数据的比例
将越来越高
移动网络数据流量剧增,
2014年将达到2010年的16倍,
其中视频数据将达到20倍。
数据来源:Cisco Visual Networking Index:
Forecast and Methodology, 2009-2014, 2010.6
提纲
论文背景
互联网发展趋势
传统解决方案
Named Data Networking
NDN for Ad-Hoc Networks
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
传统解决方案- The IP-Routing-Based Approach
无线网络中的路由协议
Proactive (WRP, DSDV…)
Reactive (DSR, AODV…)
Hybrid proactive-reactive (ZRP, HARP…)
现有基于IP路由机制的共性
1. 网络中每个结点都需要分配IP地址
2. 数据发送方指定接收方地址
3. 单径路由传输数据
4. 单跳间点对点传输数据(没有利用广播特性)
传统解决方案- The IP-Routing-Based Approach
现有解决方案的缺点
1. Infrastructure-free型移动网络,难以实现节点IP分配,
(大量移动设备的出现,而IP地址有限);
2. 传统有线网络中,IP表征了拓扑位置,使得网络可以通
过IP聚合实现规模化。而移动设备组成的Ad-Hoc网络中的
IP由谁来分配?如果IP地址仅是一个唯一的标识,分配IP
还有意义么?
A网段
B网段
传统解决方案- The IP-Routing-Based Approach
现有解决方案的缺点
3. 次优的数据推送机制,如中途节点的Caching机制;
丢包
移动到别处
传统解决方案- The IP-Routing-Based Approach
现有解决方案的缺点
4. 高动态性的大规模移动网络的路由协议开销较大;
5. 发送节点指定接收节点的地址,没有利用无线信道的广播特
性。(动态性接收节点进行路由决策优于发送节点)
C T2
D
路由表
Dest: C Next hop: B
C T1
A
B
提纲
论文背景
互联网发展趋势
传统解决方案
Named Data Networking
NDN for Ad-Hoc Networks
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
Named Data Networking (调研补充)
也被称为CCN(Content-Centric Networks ),是以数据
为第一类实体的新型网络架构。
http://www.parc.com/work/focus-area/content-centric-networking/
Named Data Networking
‘到什么地方’ ->‘要什么东西’
IP 地址->数据名称
数据需求
网站域名
数据需求
数据名称
DNS
……
请求数据
Named Data Networking
3-way exchange
Name prefix announcements
Interest forwarding
Data return
4. 我好像听说过别人有呢
1. 同志们,我下到变形金刚3了
3. 想看变形金刚3呀,
谁有呀?传一个呀!
2. 是嘛,有需要我找你哦。
Named Data Networking
保护通信安全->保证数据安全
Named Data Networking (调研补充)
FIB: Forwarding Information Base
Named Data Networking (调研补充)
提纲
论文背景
互联网发展趋势
传统解决方案
Named Data Networking
NDN for Ad-Hoc Networks
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
NDN for Ad-Hoc Networks
节点不再需要分配IP地址
多径数据传输提升网络传输性能
路由不存在环路(没有基于IP路由表寻路)
更佳的缓存机制,网络稳定性不再影响缓存有效性
传统传输层和IP层的缓存机制受网络稳定性的影响非常大,
且传统的缓存内容为objects,而不是fragments of objects
NDN适用于各种通信网络(3G,P2P,DTN)
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
Request Phase
End-to-end
Communication
Data Phase
LFBL RP
传统路由建立
我要找节点B
我要看变形金刚3
B
A
B
B最终响应A,确定数据传输路径
A
A并不知道谁会响应自己
C
M. Meisel, V. Pappas, and L. Zhang. Listen first,broadcast later: Topology-agnostic
forwarding underhigh dynamics. Technical Report 100021, UCLAComputer Science
Department, 2010.
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
Request Phase
End-to-end
Communication
Data Phase
接收节点决定是否转发带来了两个问题
我是否适合转发数据呢?
其它哪些节点会转发数据?
我要等多长时间呢?
Responder
Requester
LFBL转发机制
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LFBL包头
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节点状态
距离表(N为转发节点,E为终端节点)
三个记录的数值
the highest sequence number
the distance from N to E
the variance of the distance from N to E
距离表的更新
只要听到了广播包就进行距离表更新
所更新的距离为N到终端节点的距离
srcDist + distance metric of this hop
比较seqnum,决定是否更新distance
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节点状态
响应表
数据NAME<->响应者(srcId)
快速定位数据发布者
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
Forwarding阶段
确定自身是否可为转发节点
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Forwarding阶段
确定节点的侦听时间
A purely random listening period
The slotted random metric
The distance + variance + random (DVR) metric
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例:
B
D
A
Requester for Data_1
Responder for Data_1
C
E
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例:
距离表
A1
REQ
响应表
Empty
B
D
A
距离表
响应表
Empty
Empty
检查是否响应表中有
DATA_1对应的数据
发布节点,则进行泛
洪阶段
REQ
C
距离表
A1
响应表
Empty
E
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
例:
距离表
A1
响应表
Empty
距离表
A2
B1
REQ
REQ
响应表
Empty
B
D
A
距离表
Empty
响应表
Empty
REQ
C
距离表
A1
响应表
Empty
REQ
E
距离表
A2
C1
响应表
Empty
LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
例:
距离表
A1
响应表
Empty
距离表
A2
B1
REQ
REQ
B
D
A
距离表
Empty
响应表
Empty
响应表
Empty
REQ
C
距离表
A1
响应表
Empty
REQ
REQ
E
距离表
响应表
A2
Empty
C1
B1
D1
由于到A距离已经存
在,seqnum相等且现
有A的距离为2为较短
距离,不需要更新
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例:
距离表
A1
响应表
Empty
距离表
A2
B1
E1
B
响应表
DATA_1 E
D认为自己不是转发点
D
REP
A
距离表
C1
E2
响应表
DATA 1E
REP
C
距离表
A1
E1
REP
响应表
DATA_1 E
C认为自己是转发点
E
距离表
A2
C1
B1
D1
响应表
Empty
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例:
距离表
A1
响应表
DATA_1 E
REP
B
REP
距离表
A2
B1
E1
D
A
距离表
C1
REP
REP
REQ
响应表
F
距离表
E1
C
响应表
DATA_1 E
REP
响应表
DATA_1 E
E
距离表
A2
C1
B1
D1
响应表
Empty
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仿真实验
QualNet
network simulator
PHY :802.11b 11 Mbps
MAC: CSMA MAC & 802.11 MAC
100 nodes in 1500m by 1500m area
Query period: 100 milliseconds
Data: REQ 36B, REP 1400B
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仿真实验
Roundtrip Delay
time elapsed from when a request is sent by a requester
until it receives a response.
Delivery Ratio
total number of packets received divided by the number of
packets sent
Overhead
the total number of packets sent to the MAC layer for
transmission, divided by the total number of hops traversed
by successfully received packets, minus one
Total data transferred
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LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
constant velocity of 30 meters per second
using a random waypoint model.
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LFBL: Forwarding in Wireless Ad-Hoc Networks
move using a random waypoint model with no pause
time and speeds between 0 and 30 meters per second