Mobile ad-hoc network: differenze tra le versioni

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UnaIn [[telecomunicazioni]] una '''rete ad-hoc mobile''' ('''M'''obile '''A'''d-hoc '''NET'''work) è definita come un sistema autonomo di [[terminale (informatica)|terminali]] mobili connessi mediante collegamenti [[wireless]] di tipo ad-hoc. La definizione di ''rete ad hoc'' fornita dall’dall'[[IETF]] è: ''“Una MANET éè un sistema autonomo di [[router]] mobili e dei loro [[host]] associati, connessi con collegamenti di tipo [[wireless]] che sono uniti formando un [[grafo]] di forma arbitraria. Tali router sono liberi di muoversi casualmente e di auto organizzarsi arbitrariamente, sebbene la [[topologia di rete|topologia]] wireless vari rapidamente ed in modo imprevedibile. Tale rete può operare da sola oppure essere connessa alla rete [[Internet]].”''

Vengono costruite all'occorrenza ed utilizzate in ambienti estremamente dinamici, non necessariamente con l'aiuto di un'[[infrastruttura]] già esistente, come ad esempio dopo catastrofi naturali, durante conflitti militari, o altre situazioni d'emergenza oppure eventi locali come conferenze ecc. Tutti i [[Nodo (telecomunicazioni)|nodi]] del sistema collaborano con lo scopo di instradare i [[pacchetto (reti)|pacchetti]] nel modo corretto secondo la modalità di forwarding di tipo ''multihop''.

Un particolare casotipo delledi MANETs sono considerate le Vehicular Ad-hoc Network (''VANET''s), create da veicoli dotate di dispositivi con tecnologie di comunicazione wireless a medio raggio (es. schede wireless IEEE 802.11 a/b/g, anche se lo [[standard (informatica)|standard]] di riferimento per le reti VANET è WAVE -Wireless Access in Vehicular Environments-/802.11p). La comunicazione è limitata a veicoli posti nello stesso raggio di [[trasmissione (telecomunicazioni)|trasmissione]], oppure può coinvolgere veicoli posti a più hop di distanza mediante la presenza di infrastrutture fisse oppure di router mobili.

Le reti Ad-hoc vengono costruite all'occorrenza ed utilizzate in ambienti estremamente dinamici, non necessariamente con l'aiuto di una infrastuttura già esistente, come ad esempio dopo catastrofi naturali, durante conflitti militari o altre situazioni d'emergenza.

Un particolare caso delle MANETs sono considerate le Vehicular Ad-hoc Network (''VANET''s), create da veicoli dotate di dispositivi con tecnologie di comunicazione wireless a medio raggio (es. schede wireless IEEE 802.11 a/b/g, anche se lo standard di riferimento per le reti VANET è WAVE -Wireless Access in Vehicular Environments-/802.11p).La comunicazione è limitata a veicoli posti nello stesso raggio di trasmissione, oppure può coinvolgere veicoli posti a più hop di distanza mediante la presenza di infrastrutture fisse oppure di router mobili.

==Storia==

Le prime MANET si chiamavano reti a "pacchetti radio" e venivano sviluppate con l'appoggio della [[Defense Advanced Research Projects Agency|DARPA]] nei primi [[Anni 1970|anni settanta]]. Tra gli sviluppatori si trovano [[Jerry Burchfiel]], [[Bob Kahn|Robert Kahn]], e [[Ray Tomlinson]], che più tardi avrebbero contribuito alla nascita di [[TENEX]], [[Internet]] e dell' [[email]]. Tra gli esperimenti successivi della DARPA si annovera il progetto [[SURAN]] (Survivable Radio Network) che si svolse negli [[Anni 1980|anni ottanta]]. Una terza ondata di attività accademica focalizzata sull' argomento si verificò a metà degli [[Anni 1990|anni novanta]], con la diffusione di moduli radio 802.11 a basso costo.

== Descrizione ==

=== Al giorno d'oggi ===

Le attuali MANET sono sviluppate in particolare per il loro uso militare, per esempio le reti [[Joint Tactical Radio System|JTRS]] e [[NTDR]].

Il popolare protocollo [[Institute of Electrical and Electronics Engineers|IEEE]] [[802.11]] (meglio conosciuto come "[[Wi-Fi]]") supporta una modalità ''ad-hoc'' in assenza di un [[access point]]. Tale protocollo permette l'invio di traffico attraverso una "nuvola" di apparecchi wireless, ognuno dei quali può trasmettere e ricevere dati, ma non concorre all'instradamento dei pacchetti. Sebbene il ''routing'' in reti ''ad-hoc'' non sia lo scopo primario del Wi-Fi, è in ogni modo possibile sfruttare protocolli di livello superiore per aggregare più reti 802.11 e formare dunque delle MANET più estese.

=== Medium Access Control ===

La problematica del controllo di accesso al mezzo per le reti ad hoc è stata attaccato sfruttando l'esperienza acquisita nella creazione dello standard 802.11 (b e anche g), il quale sfrutta proprio la stessa banda delle ad hoc networks, e che si basa su un protocollo a contesa di tipo [[CSMA]] (''Carrier Sense Multiple Access'').

Solamente in tempi più recenti si è iniziato a pensare a soluzioni diverse per l'accesso al mezzo, come, ad esempio, il [[CDMA]] (''Code Division Multiple Access'').

==Protocolli di Routing==

In una rete ''ad hoc'' è necessario affrontare con occhi nuovi il problema del routing: è proprio questo l'aspetto della rete sul quale ricadono le conseguenze maggiori della mobilità e delle limitate risorse energetiche. Affrontare questi due aspetti, oltretutto, richiede due opposti comportamenti: la mobilità, e quindi la topologia dinamica, richiede uno scambio di informazioni costante, che insegua tali variazioni, mentre la scarsità delle risorse richiede che tale scambio venga il più possibile limitato.

InI unanodi, rete ''ad hoc''infatti, i nodi non hanno alcuna conoscenza a priori della topologia della rete nella quale si trovano, per cui devono scoprirla comunicando con gli altri nodi. Generalmente ogni nodo annuncia la sua presenza nella rete ed ascolta la comunicazione tra gli altri nodi, che dunque diventano conosciuti. Col passare del tempo ogni nodo acquisisce la conoscenza di tutti i nodi della rete e di uno o più modi per comunicare con loro.

Gli algoritmi di routing devono:

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===Proactive===

Questi protocolli cercanosono di''table manteneredriven'': ogni nodo possiede una tabella, aggiornata costantemente, con le informazioni sui collegamenti verso tutti gli altri nodi. In tali protocolli, dunque, lo stato delle proprie tabelle deve rimanere il più aggiornato possibile, anche in mancanza di un effettivo utilizzo della rete.

QuindiSi riesconoriesce così ad ottenere un forwarding immediato dei pacchetti, a discapito però di un overhead considerevole anche quando non vi è traffico da smaltire in rete.

*[[DSDV]] (Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance Vector routing protocol)

*HSLS (Hazy Sighted Link State routing protocol)

*[[OLSR]] (Optimized Link State Routing Protocol, vedi [[Request for comments|RFC]] 3626)

*STAR (Source Tree Adaptive routing protocol)

===Reactive===

Con questo approccio, invece, i nodi ignorano totalmente la posizione del destinatario fin quando non devono comunicarci, quindi il routing viene stabilito su richiesta (''on demand'').

I seguenti protocolli rimangono inerti finché non è richiesto un percorso per l'inoltro di un pacchetti, per cui cercano di trovarne uno dalla sorgente alla destinazione.

Quindi si garantisce che il traffico di controllo è assente se non vi sono delle sessioni dati in corso, ma nel momento in cui una sessione inizia si deve considerare una latenza iniziale per illa calcolofase deldi path dovuto all'algoritmo diroute routingdiscovery.

*[[AODV]] (Ad hoc On Demand Distance Vector routing protocol)

*[[Dynamic Source Routing]] (DSR), vedi RFC 3561)

===Ibridi===

In questo caso si cerca di ottimizzare e sintetizzare i precedenti due, usando il primo per i nodi “vicini”, e il secondo per quelli “lontani”. In questo caso resta comunque da dare una soddisfacente definizione della caratteristica vicino/lontano.

*[[Zone Routing Protocol]] (ZRP)

=== Hierarchical ===

Questi protocolli riducono l'overhead di segnalazione dei protocolli puramente proactive (O(n)), suddividendo i nodi in classi e mantenendo nelle tabelle una entry per ogni classe. In tal modo è possibile ridurre significatimente l'overhead di segnalazione.

=== Hierarchical ===

In dettaglio, si suddivide la rete in rete in cluster, in cui viene eletto un capo cluster.

Questi protocolli riducono l'overhead di segnalazione dei protocolli puramente proactive (O(n)), suddividendo i nodi in classi e mantenendo nelle tabelle una entry per ogni classe. In tal modo è possibile ridurre significatimentesignificativamente l'overhead di segnalazione.

All'interno del cluster, per avere dei percorsi sempre disponibili, si usano tecniche proactive, mentre per le comunicazioni inter-cluster si usano tecniche reactive, in cui i pacchetti passano da un capo cluster all'altro sino a giungere il cluster destinatario.

In dettaglio, si suddivide la rete in cluster, in cui viene eletto un capo cluster, analogamente a quanto avviene per la [[Stazione radio base|Base Station]] nelle reti cellulari: si sacrifica così parte della flessibilità della rete ad hoc, ma si ottiene una struttura centralizzata, che rende più semplice la gestione dei vari aspetti della comunicazione e che consente inoltre di implementare protocolli maggiormente scalabili.

*[[:en:Dynamic Address Routing|DART]] (Dynamic Addressing RouTing)

All'interno del cluster, per avere dei percorsi sempre disponibili, si usano tecniche proactive, mentre per le comunicazioni inter-cluster si usano tecniche reactive, in cui i pacchetti passano da un capo cluster all'altro sino a giungereraggiungere il cluster destinatario.

*[[:en:Augmented Tree-based Routing|ATR]] (Augmented Tree-based routing)

*[[:en:Dynamic Address Routing|DART]] ([[Dynamic Addressing RouTing]])

*[[:en:Augmented Tree-based Routing|ATR]] (Augmented Tree-based routingATR)

*[[Hierarchical State Routing]] (HSR)

*[[Global State Routine]] (GSR)

=== Location Based (Geografici)===

Altri protocolli di routing possono essere progettati in modo tale da organizzare il routing in funzione della posizione del nodo cercato (che può essere nota con l'uso della tecnologia [[GPS]]).

Il routing è ottimizzato affinché avvenga in una determinata area (''Routing Zone'') che contiene la ''Expected Zone'', che è la zona in cui si pensa di trovare il nodo destinazione.

* LAR ([[Location Aided Routing]] (LAR)

* ZRP ([[Zone Routing Protocol]] (ZRP)

===Power-Aware===

In questo caso i nodi sono coscienti della limitatezza delle loro risorse energetiche e questa consapevolezza permette loro di decidere quando stare accesi, cioè ''idle'' oppure spenti, oppure di scegliere il percorso meno dispendioso da un punto di vista della potenza.

* [[PARO]] (Power-Aware Routing Optimized)

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

== Collegamenti esterni ==

*[http{{cita web | 1 = https://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html | 2 = Gruppo MANET IETF] | accesso = 5 luglio 2005 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20071202043658/http://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html | dataarchivio = 2 dicembre 2007 | urlmorto = sì }}

*[{{cita web | 1 = http://zeus.eletws.dei.polimi.it/is-manet/risorseindex.phpshtml | 2 = Infrastrutture Software per Reti Ad-Hoc Orientate ad Ambienti Difficili] | accesso = 18 maggio 2013 | dataarchivio = 22 giugno 2013 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20130622185604/http://zeus.ws.dei.polimi.it/is-manet/index.shtml | urlmorto = sì }}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|Telematica}}

[[Categoria:Sistemi di rete]]

[[de:Mobiles Ad-hoc-Netz]]

[[en:Mobile ad-hoc network]]

[[fr:Réseau ad hoc]]

[[ko:애드혹 네트워크]]

[[zh:Ad Hoc网络]]