El enrutamiento basado en asociatividad [1] [2] [3] [4] (comúnmente conocido como ABR ) es un protocolo de enrutamiento móvil inventado para redes inalámbricas ad hoc , también conocidas como redes móviles ad hoc (MANET) y redes inalámbricas de malla . ABR se inventó en 1993, solicitó una patente en los EE. UU. En 1996 y se le otorgó la patente en 1999. ABR fue inventado por Chai Keong Toh mientras realizaba su doctorado. en la Universidad de Cambridge.
Fase de descubrimiento de ruta
ABR tiene tres fases. La primera fase es la fase de descubrimiento de ruta. Cuando un usuario inicia la transmisión de datos, el protocolo interceptará la solicitud y transmitirá un paquete de búsqueda a través de las interfaces inalámbricas. A medida que el paquete de búsqueda se propaga de nodo a nodo, la identidad de nodo y la información de estabilidad se añaden al paquete. Cuando el paquete finalmente llega al nodo de destino, habrá recibido toda la información que describe la ruta desde el origen al destino. Cuando eso sucede, el destino elige la mejor ruta (porque puede haber más de una ruta desde la fuente hasta el destino) y envía una RESPUESTA al nodo de origen, a través de la ruta elegida.
Tenga en cuenta que cuando el paquete transita hacia atrás desde el destino hasta la fuente, cada nodo intermedio actualizará su tabla de enrutamiento, lo que significa que ahora sabrá cómo enrutar cuando reciba datos del nodo ascendente. Cuando el nodo de origen recibe la RESPUESTA, la ruta se descubre y se establece con éxito. Este proceso se realiza en tiempo real y solo toma unos milisegundos.
Fase de reconstrucción de ruta
ABR establece rutas que son de larga duración o asociatividad estable, por lo que la mayoría de las rutas establecidas rara vez experimentarán roturas de enlace; sin embargo, si uno o más enlaces se rompen, su ABR invocará inmediatamente la fase de reconstrucción de ruta RRC. Básicamente, el RRC repara el enlace roto haciendo que el nodo ascendente (que detecta la rotura del enlace) realice una reparación de ruta localizada. La reparación de la ruta localizada se realiza mediante la realización de una consulta de difusión localizada que busca una ruta parcial alternativa de larga duración hasta el destino.
El mantenimiento de la ruta ABR consiste en:
- (a) descubrimiento de ruta parcial,
- (b) borrado de ruta inválida,
- (c) actualización de ruta válida, y
- (d) descubrimiento de una nueva ruta (en el peor de los casos).
Fase de eliminación de ruta
Cuando una ruta descubierta ya no sea necesaria, el nodo de origen iniciará un paquete RD (eliminación de ruta) para que todos los nodos intermedios de la ruta actualicen sus entradas de la tabla de enrutamiento y detengan los paquetes de datos de retransmisión asociados con esta ruta eliminada.
Además de usar RD para eliminar una ruta, ABR también puede implementar un enfoque de estado suave en el que las entradas de la ruta caducan o se invalidan después del tiempo de espera, cuando no hay actividad de tráfico relacionada con la ruta durante un período de tiempo.
Sentido práctico
En 1998, ABR se implementó con éxito [5] [6] [7] [8] en el kernel de Linux, en varias computadoras portátiles de diferentes marcas (IBM Thinkpad, COMPAQ, Toshiba, etc.) que están equipadas con adaptadores inalámbricos WaveLAN 802.11a PCMCIA . Se logró una red ad hoc inalámbrica de 6 nodos que funcionaba a una distancia de más de 600 metros y el exitoso evento se publicó en la revista Mobile Computing en 1999. Se realizaron varias pruebas con la red:
- Transmisión de hasta 500 MBytes de datos desde el origen al destino a través de una ruta de 3 saltos.
- Roturas de enlaces y reparaciones automáticas de enlaces que han demostrado funcionar
- Descubrimiento automático de rutas
- Eliminar ruta
- Servidor web en modo Ad Hoc: el origen es el cliente y el destino el servidor web
- Transmisión de información multimedia (audio [9] y video)
- TELNET sobre Ad Hoc
- FTP sobre Ad Hoc
- HTTP sobre Ad Hoc
Además, se realizaron mediciones de rendimiento de la red en lo siguiente:
- Retraso de un extremo a otro
- Rendimiento de TCP
- Tasa de pérdida de paquetes
- Retraso en el descubrimiento de ruta
- Retraso de reparación de ruta
- Impacto del tamaño del paquete en el rendimiento
- Impacto del intervalo de balizas en el rendimiento y la vida restante de la batería
En 2002, el contratista de defensa TRW Inc. implementó una versión mejorada del protocolo en el campo [10] . Las mejoras realizadas al protocolo incluyen: (a) adiciones de QoS en la capa de red y (b) capacidades de precedencia de ruta.
Extensiones de patentes y obras
ABR recibió una patente estadounidense 5987011 [11] y el cesionario fue King's College Cambridge , Reino Unido.
Algunos otros protocolos de enrutamiento ad hoc móviles han incorporado el concepto de estabilidad de ABR o han realizado extensiones del protocolo ABR, que incluyen:
- Protocolo de enrutamiento adaptativo basado en estabilidad de señal ( SSA ) [12]
- Protocolo de enrutamiento basado en asociatividad mejorado ( EABR ) [ cita requerida ]
- Mejora alternativa del enrutamiento basado en asociatividad ( AEABR ) [13]
- Enrutamiento de umbral de asociatividad optimizado ( OABTR ) [14]
- Protocolo de agrupamiento basado en asociatividad ( ABCP ), [15]
- Enrutamiento basado en asociatividad de confianza basado difuso ( Fuzzy-ABR )
- Enrutamiento basado en asociatividad promediado por tick de asociatividad ( ATA-AR ), [16]
- ABR de confianza basado en Q-learning autoadaptativo ( QTABR ) [17]
- Extensiones de calidad de servicio a ABR ( QoSE-ABR ) [18]
- Enrutamiento de multidifusión basado en asociatividad ( ABAM ) [19]
- Enrutamiento basado en asociatividad de múltiples rutas ( MABR ) [20]
- Enrutamiento de asociatividad para redes de sensores inalámbricos [21]
- Redes asociativas ad hoc de vehículos (VANET) [22]
Referencias
- ^ Toh, Chai-Keong (marzo de 1997). "Enrutamiento basado en asociatividad para redes móviles ad hoc" . Comunicaciones personales inalámbricas . 4 (2): 103-139. doi : 10.1023 / A: 1008812928561 .
- ^ Toh, Chai-Keong (marzo de 1996). Un nuevo protocolo de enrutamiento distribuido para admitir la informática móvil ad-hoc . Actas de la Decimoquinta Conferencia Anual Internacional Phoenix de Computadoras y Comunicaciones de IEEE .
- ^ Toh, Chai-Keong (diciembre de 2001). Redes inalámbricas móviles ad hoc . Prentice Hall . ISBN 978-0-13-007817-9.
- ^ Enrutamiento ad-hoc de larga duración basado en el concepto de asociatividad, IETF Draft 1999
- ^ "Artículo de entrevista de la revista Mobile Computing - Primera implementación práctica de red inalámbrica ad hoc en exteriores, 1999 (PDF)
- ^ Toh, C.-K .; Lin, G .; Delwar, M. (2000), "Implementación y evaluación de un protocolo de enrutamiento adaptativo para redes móviles sin infraestructura", Implementación y evaluación de un protocolo de enrutamiento adaptativo para redes móviles sin infraestructura, Actas de la 9th International Conference on Computer Communications and Networks, 2000. , págs. 20–27, doi : 10.1109 / ICCCN.2000.885465 , ISBN 978-0-7803-6494-3
- ^ Evaluación del rendimiento de la comunicación de una red inalámbrica ad hoc, IEEE Transactions on Wireless Communications, 2000
- ^ Toh, C.-K .; Chen, Richard; Delwar, Minar; Allen, Donald (2000), "Experimenting with an Ad Hoc wireless network, ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, Volume 28 Issue 3, Dec. 2000", ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review , 28 (3): 21–29, doi : 10.1145 /377616.377622
- ^ Transporte de audio a través de redes inalámbricas ad hoc, Proc. Conferencia internacional sobre radiocomunicaciones personales, interiores y móviles, Pimrc, 2003, v. 1, p. 772-777 (PDF)
- ^ "Redes inalámbricas móviles ad hoc tácticas de próxima generación" . Revista de revisión de tecnología de TRW . 2004.
- ^ Un método de enrutamiento para redes móviles ad hoc, patente estadounidense 5987011, concedida en 1996, presentada en 1994.
- ^ Dube, Rohit; Rais, Cynthia D .; Wang, Kuang-Yeh; Tripathi, Satish K. (1996), Enrutamiento adaptativo basado en la estabilidad de la señal (SSA) para redes móviles ad-hoc
- ^ Mejora alternativa del enrutamiento basado en asociatividad , 2009, doi : 10.1007 / 978-3-642-11817-3_7 , S2CID 8920485
- ^ Enrutamiento de umbral de asociatividad optimizado , CiteSeerX 10.1.1.79.8653
- ^ Protocolo de agrupación en clúster basado en asociatividad para redes móviles ad hoc (PDF)
- ^ Associativity Tick Enrutamiento basado en asociatividad promediado para redes móviles en tiempo real (PDF)
- ^ Vijaya Kumar, A .; Jeyapal, A. (2014), "Protocolo ABR autoadaptativo basado en la confianza para MANET con Q-Learning", The Scientific World Journal , 2014 : 452362, doi : 10.1155 / 2014/452362 , PMC 4164804 , PMID 25254243
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- ^ ABAM: multidifusión basada en asociatividad bajo demanda
- ^ Carthy, PM; Grigoras, D. (2005), "Multipath Associativity Based Routing" , Segunda Conferencia Anual sobre Sistemas y Servicios de Redes Inalámbricas bajo demanda , págs. 60–69, doi : 10.1109 / WONS.2005.24 , ISBN 0769522904
- ^ Eltarras, Ramy; Eltoweissy, Mohamed (2011), "Enrutamiento asociativo para redes de sensores inalámbricos", Computer Communications , 34 (18): 2162–2173, doi : 10.1016 / j.comcom.2011.01.010
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