AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector) Routing Protocol

Resumo.

O artigo descreve o algoritmo de roteamento Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV), um algoritmo de roteamento dinâmico para redes móveis, será apresentado seu modo operante, formato das mensagens que fazem parte do AODV, o AODV e redes agregadas e a segurança para este tipo de rede. E características importantes sobre o AODV, para o leitor concluir a viabilidade e a utilidade do algoritmo.

1.Introdução

O Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) possibilita um roteamento dinâmico, auto iniciativo e multihop entre dois nós que solicitam estabelecer uma rede adhoc. O AODV permite que os nós obtenham rotas rápidas para novos destinos, e não requer nós que serviriam de rota para destinos que não estão em comunicação. O AODV também permite os nós agirem em tempo hábil em situações onde ocorre a quebra de um link ou uma mudança na topologia da internet. Por exemplo, quando ocorre a queda de um link, os nós afetados são capazes de invalidar rotas de comunicação, graças as notificações do AODV. Uma característica distintiva do AODV é o uso de um número da sequência de destinos para cada entrada de rota. O número de sequência dos destinatários é criado pelo destinatário para ser incluído junto de qualquer informação de rota enviada aos nós que as requisitam. A organização feita pelo número de sequência dos destinatários permite uma simplicidade maior na operação e uma liberdade de loop. Por exemplo, diante duas rotas para um destino, o nó solicitante terá de escolher a com o maior número da sequência.

2.Características Gerais

Requisições de rotas (RREQs), Requisições de respostas (RREPs) e Erros de rota (RERRs), são tipos de mensagens definidas pelo AODV. Tais mensagens são recebidas via UDP. Se espera que o nó solicitante utilize o seu endereço IP como remetente das mensagens. Para a transmissão de mensagens, será utilizado o IP limitado (255.255.255.255), isso significa que tais mensagens não são enviadas às cegas. Entretanto, as operações do AODV requerem certas mensagens (exemplo: RREQ), para serem disseminadas através da rede ad hoc. O alcance de tais RREQ é indicado pelo TTL (Tempo de...), localizados no cabeçalho do IP. Enquanto os extremos da rota a ser comunicada possuírem rotas validas, o AODV não desempenha nenhuma tarefa. Quando é necessária uma rota para um destino novo, o nó transmite uma mensagem RREQ afim de encontrar tal rota. A rota é determinada quando o RREQ alcança seu destino ou um nó intermediário uma rota “suficientemente nova” para o destino. Uma rota “suficientemente nova” é uma entrada de rota valida paro destino, no qual o número de sequência associado é maior do que o contido no RREQ. A rota se torna disponível quando a origem recebe uma transmissão RREP de volta para a origem do RREQ. Os nós monitoram o status do link dos próximos hops em rotas ativas. Quando uma quebra do link em uma rota ativa é detectada, uma mensagem RERR notifica outros nós que uma quebra ocorreu. A mensagem RERR indica os destinos (possivelmente sub redes) inalcançáveis devido à quebra do link. Visando ativar esse feedback de erros, cada nó possui uma “precursor list”, contendo o endereço IP de cada vizinho que provavelmente será usado como hop. O conteúdo de uma “precursor list” é adquirido durante o processo gerador de uma mensagem RREP, que por definição, deverá ser enviada à um nó definido na própria “precursor list”. Se a RREP tem um prefixo de comprimento diferente de 0, o remetente da RREQ, que solicitou a RREP, está incluído entre os precursores da rota para a sub rede O AODV é um protocolo de roteamento que lida com a administração de tabelas de rotas. As informações contidas nessas tabelas devem abranger até mesmo rotas de vida curta, tais como as criadas para armazenar temporariamente os caminhos em direção reversa aos nós que originaram RREQs. Comumente são utilizados os seguintes campos para cada entrada na tabela de rotas: - Endereço de IP destino. - Número da sequência de destinos - Estado da rota (Válida, inválida, necessita reparos, em reparação) - Interface de rede - Hop counts (número de hops (saltos) necessários para alcançar cada destino) - Lifetime (Tempo de expiração da rota) Gerenciar o número de sequência é crucial para evitar loops de roteamento, mesmo quando ocorre uma quebra de link e o nó se torna inalcançável para fornecer a sua informação sobre o número de sequência. Quando ocorre alguma das situações de quebra ou desativação de um link e o destino se torna inalcançável, o número de sequência dessa rota se torna indisponível para o manuseio e a sua entrada na tabela é marcada como inválida.

3.Terminologia

O protocolo utiliza especificações para palavras maiúsculas com significados convencionais como, MUST, SHOULD, etc., para indicar níveis de solicitações em vários de seus recursos. Active ou Valid route: Uma rota em direção ao destino que possui uma tabela de entradas de roteamentos marcada como válida. Apenas active routes podem ser usadas para encaminhar pacotes de dados. Broadcast: Transmite para o IP de transmissão limitado, 255.255.255.255. Um pacote de broadcast pode não ser encaminhado “cegamente”, mas é útil para disseminação de mensagens do AODV para a rede ad hoc. Destination node (nó): Endereço IP no qual os pacotes de dados serão enviados. Os nós de destino e origem são capazes de se identificar em uma transição de dados quando o seu endereço foi gravado no cabeçalho do endereço IP. As rotas para os nós de destino são fornecidas graças ao protocolo AODV, que leva o endereço IP do nó de destino desejado em mensagens RREQ e RREP. Forwarding node (encaminhamento): Nó que encaminha pacotes destinados a outro nó, retransmitindo-os para um próximo hop que está mais perto do destino unicast ao longo de um caminho que já foi especificado usando mensagens de controle. Forward route: Uma rota configurada para o envio de pacotes de dados de um nó que origina uma operação de descobrimento de rota em direção ao destino desejado para os pacotes. Invalid route: Rota expirada que foi definida em um status de invalidez em sua entrada na tabela de roteamento. É usada para armazenar informações de rotas validas por um período de tempo estendido. Este tipo de rota não pode ser usada para encaminhar pacotes, mas pode prover informações uteis para reparações de rotas e para futuras mensagens RREQ. Originating node: Inicia uma mensagem de descobrimento de rota AODV (RREQ) para ser processada e possivelmente retransmitida por outros nós dentro da rede ad hoc. Reverse route: Rota configurada para encaminhar um pacote reply (RREP) emitido do destino ou de um nó intermediário, para a origem. Número de sequência: Um algarismo crescente mantido por nós de origem. Contido nas mensagens do protocolo de roteamento, é usado por outros nós para determinar quão nova é a informação enviada.

4.Aplicabilidade

O protocolo AODV é projetado para redes com milhares de nós móveis, podendo assim gerenciar taxas de mobilidades baixas, moderadas e altas assim como uma variedade de níveis de trafego de dados. AODV é utilizado para o uso em redes onde os nós podem “confiar” uns aos outros, seja por uso de chaves pré-configuradas ou porque sabe-se que não há nós maliciosos intrusos. AODV objetiva reduzir a disseminação do trafego de controle e eliminar sobrecargas em trafego de dados, otimizando a performance da rede.

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