· pdf file0 ˘ ˇ 1 ˆ 1 1 dtn vehicular networks mannet sensor networks mule networks...
TRANSCRIPT
Company
LOGO
�������������� �� ���������������
���� ����������
�������������� �� ���������������
���� ����������
������������� ���
����� ����������������������������������������� ������� �!�����
Central Connecticut State University
�������������� ����������������� ���
� ���������� ���� ��������������������
� � � ��� ��������� ���
� ������������������ � �
� �������������������� � �
� � ��� �� ���������
������ �� ����������� ��� ��������� �� ����������� ��� ���
� � �� �������!��� ��"������� ��# ������������"�$ $ �����������������������" ��
����"� %�& ����� �����
# � ���"������������$ �������$ �����' ((
�����������������
�������� ��������
LAN / Metro / Core
collaboration
emailchat rooms
telephony
instant messaging
videoconferencing
BeforeBefore
� �������� %��������������� �������� %��������������
Guaranteed end-to-end connectivityGuaranteed end-to-end connectivity
Short and fixed delaysShort and fixed delays
Symmetric data ratesSymmetric data rates
Low error ratesLow error rates
Existing Infrustructure Existing Infrustructure
BeforeBefore
)$ ��"��"� ��� ������� ���)$ ��"��"� ��� ������� ���
Wireless / Metro / Core
collaboration email
chat rooms
telephony
instant messaging
Movies
videoconferencing
� %�������"�����"��������� ����������"���������������$ �����$ ����# � ������������ �������������������
� %$ $ ������������ �$ �������� �������# * � ����"$ �������������$ ���������� �������' (
#IPTV
FutureFuture
� �� � ��� ��%��������������� �� � ��� ��%��������������
Guaranteed end-to-end connectivityGuaranteed end-to-end connectivity
Short and fixed delaysShort and fixed delays
Symmetric data ratesSymmetric data rates
Low error ratesLow error rates
Existing Infrustructure Existing Infrustructure
FutureFuture
������� ��� ���������� ��� ���
� � ������������# + �"� �����"�����, � -�� ��, � -
����������
� � ��� ������$ ���# + ��$ �� ���,���� ��$ �� ���,
����$ ��$ �$ �������,
� � "������������-�-��������������# .������������ ����� ���� ��
� ��������$ �����������������
� .�"� ������ �����"������ ���# � ��$ $ ��������������
� + ����"��������� ������$ ��� ���������# � ������� �/��
Architecture
Challenges
Research
�� ��� ����������� ���
������
������
���� ���
����� �������
� � ��� ������ ��� ���� � ��� ������ ��� ���
� ��� ���%���"����� ��� ���%���"����
LAN
Ad-Hoc
NetworkMobility
Contact Frequency
VehicularNetworks MANNET
SensorNetworks
MuleNetworks
IPN
Delay Tolerant Networks
� 0� ������ ��� ���� 0� ������ ��� ���
� 1 � ��������
� 1 � � ��
� 1 � ����������
DTN
VehicularNetworks
MANNET
SensorNetworks
MuleNetworks IPN
Delay-Tolerant Networking Architecture,” RFC 4838, April
2007. V. Cerf et al.,
When TCP Breaks: Turn to Delay- and Disruption-Tolerant Networking
� ��� ��)2�$ � ���� � � � ��� ��)2�$ � ���� � � � *����� ��� ��� ���
# � ��� ��# 3 ����"������# * � �"����� ��
� 3 � �� ��� ���# 4 �������
� � ��"� ���������"�/�������� � � ���
# 5 6$ �� ��� ��%����������# %��������"���
� 7�%889:,7�%;<9:- $ � �$ ����������"��.���2�����"���
� ��� ��)2�$ � ���� � � � ��� ��)2�$ � ���� � �
� ����� �������� ��� ���# � ������������ ���
� 5 ����� ��� ���# � ������������ �������� ���
� � ���� ��� ���=3 � � )� ># 3 � ������������ ���� ���
MarsStation
Earth
http://www.netlab.tkk.fi/~jo/teaching/en/documents.html
� � � � ����������� ��?�������� � � � ����������� ��?�������
� � ��������� ��������������"������������� ���# � ��� �����"��� ���� ���
� )������� ����������# � ������������� ���"����� "���# � ����������$ ��������������� �# � �������� ���������������
�������
��� ��
���� �%��������� �%�����
� @ ������� �����������������
� ���� ������ ��� ���-�����"
� %��������������������$ ����������
•Warthman, F. (2003). Delay-Tolerant Networks (DTNs) – A Tutorial. [Online] Available URL: http://www.ipnsig.org/reports/DTN_Tutorial11.pdf
�������
� ���.���
� ��� ��
� �������
� �� ������ � �� ������
�������
� ���.���
� ��� ��
� �������
���� �
TCP/IP DTN
� � � ���"��� � � ���"��
� ����� ������� �������= � ># � ��� �$ �������� ���8::A�
# )2������"��������� ����"������� ���������� �
www.computer.org/.../dsonline/2006/08/w4spot.xml
IPI
DRTNG
DARPADTN
Protocol
Core Research
NASAExperimentalResearch
Pre-standardization efforts: DTN Research Group (DTN RG) in the IRTF
� ��� ��%���������� ��� ��%���������
� � �� ������# � 3 ������",�$ $ ���������,���,
� � ���������������������# � 3 �� �����,�������������
� 3 �� ����������# � �����$ �������,���������,��������� �,���(
� � ��� ���� "�# � ��� ����
� 5 ����� ��"� ���$ �����# � ��� ��"���� �����
� )���"� ��� ���������# � ��$ � ������������ ��
� ������� ����������# � ����� ����,���"�,�����,���(
������� �����
��� ���
��� ��
� ���
� ��
������������������
���
���������
����������������
���
�������
����
���
�������
����
(N=Node, MR=Mobile Node)
" #�$����������#�" #�$����������#�
%�� ��"��%�� ��"��
� � �����������# � �$ ��"������������"
� 7����"���� �# � �������� ���-�-�������$ �����2���
# )��-�-��������"� � ��� ��
# 7����$ ������$ ����������
� 3 � ��- ���������������# ������������"� � � �
� � ������"�# 5 ���"���������,���"�,������� ���
� >*����� ��� � � # * � �"�� ��� ���� >*����� ��� � � # * � �"�� ��� ���
� )2������"�����������# .������������������
# .����������"
� * � �"�������$ �������
� �
� � ��� ��������������# 5 ������������
# 3 �� �������
# 7� ������# � ������������������
� >*����� ��� � � # * � �"�� ��� ���� >*����� ��� � � # * � �"�� ��� ���
��?������
� ��� ��������$ �/������$ ���$ �/��"�����$ ������ ������
��� �$# 7� ������ ���$ �������������� �����
# � ��� ���"�����������"� "����$ �
Formulating the node placement as a cost optimization problem (ILP Problem) &
developing heuristic algorithms
Solution
Solution
�>* ����� ��� � � # 3 � ��-.���� �����������>* ����� ��� � � # 3 � ��-.���� ����������
� 3 �������# ��������"�"����������������=��"��� >��� ����
� %���- ��������������# ���"�����"* � � � ����������� �� �����
# �-��������-�-������"�� ��"
# @ ���"���������$ ����������������� ��"�� �
�>* ����� ��� � � # 3 � ��-.���� �����������>* ����� ��� � � # 3 � ��-.���� ����������
� ����������� �������# � ������� ������"
# �+ �� ��
UNIVERSITY
University of
Winneba, Ghana
%>� ��������" ��* � � � %>� ��������" ��* � � �
� ������������-�$ �����������
� ����-�$ �������������"����"� 5 �� � 5 ��
� ��?������# ����$ �/��"������� ������������= .���$ � ����>
# � ���"���"����������
��������
���
������
��������
���
������!"�����
����������#����
����
����$������
�������
� �
5 ������� % ��������5 ������� % ��������� ������"5 ������
# � ��)��-� �� ��� ���)2�� �����5 �������$ �� ����"��$ $ � �)@
# � ��� ������3 � ��$ ����B ������� ���������� � ��$ $ ���������# %�� �C .��,����"�
� % �������" ����������# %����� %���������5 ����@ ���������
# ���������� � ��$ $ ���������,� ��� ������3 � ��$ ����B ���,����"�
# @ ����������� �2����� � ��
# 5 �� � 5 ������� 5 ���D� ���,����, �� �
" ���$�������� ���������
" ���$�������� ���������
� �$ ��"���� ��������"� �$ ��"���� ��������"
� @ ��E�����-���������������F��"����,�����G# � ������"��"���
� 5 �������"���������",$ � ��������",���������"# 5 ����������������$ � ��� �����
� � ���������$ ����$ �� ����$ ������ �����"���# � ������$ �����"���� ����������
# 7����"������ ������������$ � ���@ 7 !������H?��������I
Long Delay!
7����"��� � � 7����"��� � � � 7����"�������������
���� ������$ �����# 3 �� ���,$ �� �����������,
�����������,������ ��"��� ��"�,���(
� 7���������$ ����������# 7�E����� �"���$ ����"�# .�"���$ ����"���� ���
���������������� 7����"�?�������
# 3 ���$ �/������ ��# 3 �2�$ �/��������"����
� � � "�����$ ���# ������ "���� �=�("(,
���,$ �� �����������,���(>� ����$ � �����"� �����
# J�� ��"��� �$ � �2���
� %������5 �$ $ ���# � ����"� ������� ��� ���# � ����"������ ����
� %������# )2�����$ ���������# )2�������
� ��������"# � ��� �� �����"�# .�� �� B ��
� � ������� �$ ������� �
����7�������� ����)2���* �(������ 5 ����� ��"
����7�������� ����)2���* �(������ 5 ����� ��"
� 5 �� ����"���$ � ��������� ����������$ �������� ��������"�������2������������ ������ ��"����$ ����# $ � �$ �����"�����$ �-
����������������!$ ������� �?�����D�� "����$
� � ��"����� �����$ ���������� �����"� "����$ �������2������������ �
Performance of Contact
Time Oracle Routing
Performance of average
contact period oracle
Perform
ance
variable
More….. click here
����7�������� ����3 � ��������"������������* � � �
����7�������� ����3 � ��������"������������* � � �
� 3 � ��������"�������$ � �����������$ ������������$ ��������"���������������# K �����"�����$ # � ������� ������"
� 3 ���������"�� ��� ������$ ����������$ � �$ ������������������
� ��?������# 7������"���������$ ���������� ������=����"�,
������ �/����,���(># 3 ���$ �/��"����� �������$ �
� � �$ $ ���������������� ������� ���-������"������������������# � ��� ���"�����$ �-�������5 ������$ � ���������� =� * -
5 3 � >�����������"������������� ��
����7�������� ����3 � ��- ����5 �������� ���
����7�������� ����3 � ��- ����5 �������� ���
� � ��� ���� ���$ �������� �������� �$ ��������"� ��� ��������"� ���������� ����� ����# 3 �������� ��� ������
�����,���� ���,�������?�$ �,���(
� * � � � ���� ������� ����������������� �����������������������������"������������������� ����
.)B�3 ������$ � � ����$.)B�3 ������$ � � ����$� 3 �������
# )2�$ ����"�����$ ����� � ������������ �,
� )2�$ ���� ����"�������������
� ����� ��2�������# @ ���"B �5
# @ �����������"����$ $ ��$ ����
# @ �� �/��"��������� ��� ��������� "�
# %������"�� ������ ��
# @ �� �/��"�� � �
# %$ $ ����������������
Lego Project: http://www.sm.luth.se/csee/courses/smd/147/pages05/projects/DTN_PROPHET_LEGO_project.pdfSoftware: http://sourceforge.net/projects/dynamic-switch
Creating aDTN platform
� ��� �� �7�������' (� ��� �� �7�������' (
7���������7���������
� %��� * (,��� ��"�5 (,+ �� � (,� �"���� .(,� ����7 (,5 ���J (,�� J (,� K ����+ (=;AA;>(� � ��-� ������ ��� ��� �����������!� ��)� ���" ����� ������� �������( �� 7�������B ��� �������� ����,��������;AA;(K ������"����( L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (����(�"&��������-������&�����-����-����"-����-AN(�2�
� %���,O (,5 �������,�(,%���,J (,���%���,.(=;AAP>� �� ������������������ ��� ���������7�� ������ ��� ��� �����L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (���(������(���(�� &Q������&��� ������&� 7- 5 -AP-AA:(���
� %����,3 (%(,%���",.(,� � �����,� (� (=;AA<>()�������� �������� ������ �� ������ ��� ��� ����������������� �� � �����=)� �O>(��������"�� ))) B ���$ ,� �,;AA<(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&�����(���( ���"�(���&����&���R" ���$ R���� (���
� %����,3 (,O��",�(,� �����,� (� (,� %���".(=;AAP>(5 ���-���-��� ��������$ �������� � � ���������"�� )))PS��*����� ��� ���� "�%��������=*� %>,* �$ �8,��"��8NT-8:8,3 � �����,� ����� ��,3 ��;AAP(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!� � � (���( ���"�(���&Q�����&����&;AAP&*� %&����-���-��� ���-�����$ ����(���
� � �$ $ ��,3 (,���� ��,) (,�� ,J (,U ���,5 (,+ ,3 (,��������,7 (=;AA9> $ � �$ �����"� � ��� ������ ��� ����"L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (����"(�"&������&��$ $ ��-���-��-A9-A;A(���
� �� ,J (=;AAS>(� � � ��-� ������ ��� ��� �������������%�� ��"�� ��������( ����(5 B %�3 3 ;AAS,� �"(;AAS(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!� � � (���� -��������(���&��� �������&����� ��&ASAS;AAS889PR8;A(���
� �� ,J (=;AA9>(3 ����"��"��� ������ �)�����$ ����(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (����"(�"&������&��� -���-��-A9-A8:(���
� �� ,J (,+ �",K (,� 3 �����,5 (=�(�(>(%������ ���������7� ��� �� � �������� � ��� ������ ��� ���(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (����"(�"&������&������-2���-��(���
� ����!&&� � � (��(� $ ���(���&� ��&��?���R�����(��$ - ������������� ��� ���- .��/��.� ���
7���������7���������
� ����� ,5 (,%��� ,* ,B ���"���,� (,+ �$ ������, (,� 3 �� �� �,�(=;AAP>(K ���� %�������!� � ��- ���� ��������-� ������ ��� ����"( ))) �������%$ �����",� (8A,�(9,;AAP,��(T;-TN (L�� ���M� ��� �� �@ 7.!�����!&&�� �(��"(��(���(��&$ ���&��� �"��-���(���
� B ����,� (=;AAP>7�������� ����������� � ��� ������ ��� ���L�� ���M� ��� �� �@ 7.����!&&� � � (��(�������(���&Q��"����&���� -��?���(���
� + �����,J (� (,� � $ ����,J (%(=;AAP> ����-��"��� 3 �����"��5 ����� ��"��� � ��� �����3 �� �� ��� ���(L�� ���M� ��� �� � @ 7.!� � � (��(����(���&Q�������&���&������ ��"(���
� �������)�"�������"� �������=;AAP> )� ����� �5 �����������L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� �(����(�"&"���&����&�����-����-����"-���� �-����-AN (�2�
� U ���,5 (,�� J (,� ����� 7 (=;AA9>(7����"���� � ��� ������ ��� ��(5 B %�3 3 ,� �"&5 ��;AA9 (L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (��"�$ $ (�"&��"�$ $ ;AA9&������&�;::-?���888888(���
� U ���,) (�(%(,� K ���,�(� (5 (=�(�(>7����"5 �����"������ � ��-� ������ ��� ���(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (���"(�� ���� (��&Q���� ���&��� �������&���-�����"-������(��� "Delay and Disruption Tolerant Networking," Stephen Farrell and Vinny Cahill, ISBN 1-59693-063-2, Artech House, 2006.
7���������7���������
� J�$ ��,B (=;AA9>(%�<SN�� �$ �-5 ��������� ����������� �� �������.���������5 �����!� � ��� ������ ��� ���(� ��� ;AA9(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (��(���(��&Q��$ ��&��?&��� ��(���
� 3 �� ���,3 ���3 ��� ,%=;AAP>5 ����-� �$ ��� %$ $ �����������$ ��������� � ��� �����5 ����$ �L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (��(�� (��(��&�����&$ ($ �� ���&������&$ ���$ �AP(���
� 5 ���,J (,� ��� ��"�,5 (=;AA<>(���� ����� 5 �����������( L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (����"(�"&���&�����&�����-����-����"-���� �-����-AS(�2�
� 5 � �"$ ��,3 (,�� ,J (,� 3 �����,�(=;AAP>(� ���������%����������%�"�������� � ��� ������ ��� ���( ����(5 B %�3 3 ;AAPK ������,5 ����$ ���;AAP(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&������(��(����(���&;AAP&������&;-S(���
� 5 � �"$ ��,3 (=�(�(>5 ���"�@ ��"��%������ ���������� � ��� ������ ��� ���� ��� ����$ ������%����������(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � 8(��$ ��(�$ &���&.�5 &%5 7)� ;AAP& %K S:NT (���
� 5 ���,7 (,7�,7 (,U ���,5 (,� ��������,K (=;AAS>(� ���3 @ .)�!3 �� ��"�� ����-����� �������������5 �����5 ����� ��� ���(L�� ���M� ��� �� � @ 7.+ ���!&&� � � (���� -��������(���&��� ������&����� �&A8;;;AS8;APR889(���
� 5 $ � ,� (� + ���,4 (U (=;AA<>(7��������������$ ����� ���������� � ��� ������ ��� ���( ���������"������ %3 5 B %�3 3 K ������� � ��-� ������ ��� ����"=K � � � DA<>,��(;PA#;PT,� �"���;AA<(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (��"�$ $ (�"&��"�$ $ ;AA<&�����-5 $ �+ ��(���
7���������7���������
� 5 ������,U (=;AAP>5 �� ��� ������+ ����"������.������8T=S>(@ ����������B ��"� � ����� �-5 ������%������ ����� L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&���������(�"&�������"&"���& ������8T(���
� K ����$ ��,� (=;AAS>(� � ��-� ������ ��� ���=� � � �># � � ����� (L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (�����"(�"&������&� � � R� ����� 88(���
� O��",U (,%���,O (,� $ $ ��,3 (,���.��,%=;AA<>�����7�� ���$ ������� ���5 �����3 � � )� $ ����"��������"�����$ �L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&����2� ��(����(�"&�� <&:T99&SATS8&A89;9NS;(���
� O��",�(,� %����,3 (=�(�(>�����$ �����$ ��������� �����$ ��� �����"����$ ����� ��������� ������ ��� ���(L�� ���M(� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � S( ���"�(���&�$ �"��&���� $ �"��&?"�;&��"�RSN8S&.@ -%5 )-AP-ASA-�(���
� 4 ���",4 (=;AAP>(7����" � ����$ ������ �%�������3 �� �� �+ �� ��� ���� ��� � ��� ������ ��� ���!�������� � ��%�� ��"��( ))) %$ $ (5 ���������� ����� �,� (N,�(8,;AAP,��(;9#ST(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (�$ ��(�"& �������&�������&��� ��&;AAP&?��&����2(��$
� 4 ��,K (,� $ $ ��,3 ,� 4 �"���,) (=;AA9>� 3 ����"��������"� ��������� ���� � �������5 �����3 �� �� �+ �� ��� ���L�� ���M� ��� �� �@ 7.!����!&&� � � (��"$ �� �(�"&$ ����&;AA9&������������&�8NT-/��(���
� 4 ��,K (,� $ $ ��,3 (,� 4 �"���,) (=;AA<>%��� ��"���3 �� ����3 � ��� �� ���� ������������������ � ��-� ������ ��� ��(L�� ���M� ��� �� �@ 7.!� � � (��("�����(���&��� �&�$ �&� �/��&���&����$ A<(���
� 4 ��,K (,� � $ $ ��,3 (=;AAS>(3 ����"��������"!��������7����"��+ �"� �-����������K ��� ���� �+ �� ��� ���( ���������"���� ))) K ������ ������� �������� ����������%$ �����"5 ����$ �,�����7 ��,3 ��;AAS(L�� ���M � ��� �� �@ 7.!� � � (��("�����(���&��� �&�$ �&� �/��&���&�����AS(���
%���������%���������
� % ��� �% ����������������&���� �'�����(( ������� � ���(������ � )**+( ,' ������ � ' ����������������!���
� -�������������% �����������������.��$���#���� �������/ �!������� �#�������� �� �����0 )**1�������(( �� �!��������(
� " ���� ����������������'�����(( ����������($������(% ����� ����� �
� �222������������ �� ����#� �����% �������% ������3�/ �!�������/ #���� ������ �� ����'�����((����' � � �� �����!#��������#(
�
5 �$ �����&@ �����������5 �$ �����&@ �����������
� ���(U ���-�����7�� ��� # ����� ������� �������- ����!&&���(����$ ����(��-��� ��(��&�������"&R�������-�����&;AAP-�V ;A ����� �������V ;A �������V ;A5 �$ ����&����2(��$
� � �(- �"( � ��� J������� - � � � ����!&&� � � (�/�(��&Q���&��������(��$
�� ���7��������� ���7�������
� � ��%��� ������%$ $ �������5 ����� ���5 ����$ �=%%5 � 5 >- =����������$ $ ��������>����!&&��� ��(�����(�"&����� �(���2
� 3 �"��� �����?���- ����!&&� � � ($ �"������(���&� � ��� � ��-� ������ ��� ����"7�������B ���
=� � � 7B >- ����!&&� � � (����"(�"&� ���� 3 ���� ��?����
����!&&� � � ($ ����(�"&��� �&������&����AP&S(��$
5 3 @ .� ��755 3 @ .� ��75
� W �� � �� - ����!&&��� �� �-���� ���(�$ &
� � � � 5 3 ;�����!&&���2(�� ���� (��&�����$ ;&
� � ����"� ������$ � ��������!&&�$ ���"�(�� � � �(�$ &$ �?�$ �&��������&� �����R ��R��������&��$ � ����R� �(��$
��������7��� � ����� ��������7��� � �����
� K �//� ��?���# 5 ���� �����-����!&&� � � (� �//�(�"(/�& ���&����"��&<&
� � )7 ��?���-����!&&����(��(����� ��(���&� ���&+ $ � - � ����$ ����� )7 ��?������������������� ��"��������"��"��� ���$ ����� ���� "���� ��������$ ������������� ���"��"�������� � �
� @ �����* � �"������!&&� � � (�������� �"��(�$ &
An online list: http://del.icio.us/faridfarahmand/rural