Hálózati Algoritmusok

Átírás

1 Hálózati Algoritmuok 05 GLS: Egy kálázható helymeghatározó zerviz Jinyang Li, John Jannotti, Dougla S. J. De Couto, David R. Karger, Robert Morri: A Scalable Location Service for Geographic Ad Hoc Routing, Mobicom, 000. Áttekinté Motiváció a GRID Location Service-hez (GLS): Skálázható routing nagy ad hoc hálózatokban több 000 comópont Protokoll kálázhatóága: A comagok záma, amit minden cómópontnak továbbítania kell é a comópontoknak tárzükéglete az állapotok nyilvántartáához laan növekzik a hálózat növekedéével.

2 Klaziku Routing Stratégiák Tradícionáli kálázható Internet routing a címek aggregáláa (CIDR) akadályozza a mobilitát Proaktív módzerek (a topológia proaktív elterjeztée (pl. DSDV)) Laan reagál a mobilitára nagyobb hálózatban On-demand eláraztáo lekérdezéek (pl. DSR) Túl nagy protokoll-overhead nagy hálózatokban 3 Az eláraztá túl nagy overhead-et okoz nagyobb hálózatokban Átvitt comagok átlago záma comópontonként máodpercenként Comópontok záma Eláraztá alapú on-demand routing jól működik ki hálózatokban. Hogyan lehet megoldani a routing-ot anélkül, hogy a topológiát imerjük? 4

3 Geographic Forwarding jól kálázható Feltezük, hogy minden comópont imeri a földrajzi pozícióját. C hatótávolága A C D F G B E A megcímezi a comagot G pozíciójával C cak a közvetlen zomzédainak a pozícióját kell hogy imerje ahhoz, hogy továbbíta G felé a comagot. Geographic forwarding -hoz (pozíció alapú routing-hoz) helymeghatározó zerviz kell (location ervice)! 5 Lehetége Helymeghatározó Szervíz Megoldáok Eláraztá, hogy megkapjuk a célcomópont pozícióját (LAR, DREAM). Hatalma mennyiégű eláraztó üzenet Centralizált tatiku helymeghatározó zerver Nem hibatolerán Túl nagy terhelé a zerveren é a hozzá közeli comópontokon A zerver nagyon meze lehet akkor i, ha közeli comópont helyét akarjuk meghatározni. Ha a hálózat partíciókra bomlik, lehet, hogy elérhetetlenné válik a zerver. Minden comópont helymeghatározó zerverként zolgál néhány má comóponthoz. Jól eloztja a terhelét é hibatolerán.

4 Egy Eloztott Helymeghatározó Szerviz megkívánt tulajdonágai A terhelé egyenlete eloztáa a comópontokon. Tűrje a comópontok kieéét. Közeli comópontokra vonatkozó lekérdezéek maradjanak lokáliak. A comópontonkénti tár é a kommunikáció költég laan növekedjen, ha a hálózat mérete nő. 7 Térbeli Hierarchia a GLS-ben réteg-0 réteg- réteg- réteg-3 Minden comópont imeri az origót 8

5 Tetvér réteg-0 négyzetek Tetvér réteg- négyzetek Comópontonként 3 Szerver Rétegenként n Tetvér réteg- négyzetek n helymeghatározó zervere az R négyzetben az a comópont, amelynek a random ID-je nagyobb, mint n ID-je é azok közül a legkiebb (n rákövetkezője R-ben) minden réteg-0 négyzetben minden comópont imeri minden má comópont pozícióját Hogyan deríti ki x az n comópont helyét? x küld egy helymeghatározó lekérdezé comagot Legyen i=0 é 0 =x Ha i tárolja n pozícióját, vége. Legyen R az a réteg-i négyzet amely i -t (x-et) tartalmazza Legyen i+ az a comópont R-ben, melynek pozíciója tárolódik i -n, é amely R-ben rákövetkezője n-nek (melynek ID-je nagyobb, mint n ID-je é azok közül a legkiebb). i i+ Lekérdezéek n 3 x Helmeghatározó lekérdezé útja 0

6 GLS Update (réteg-0) Invarián (minden rétegre): Minden n comópontra egy négyzetben, n rákövetkezője minden tetvér négyzetben imeri n-t. Alap eet: Minden comópont egy réteg-0 négyzetben imer minden má comópontot abban anégyzetben. Helymeghatározó tábla tartalma GLS Update (réteg-) Invarián (minden rétegre): Minden n comópontra egy négyzetben, n rákövetkezője minden tetvér négyzetben imeri n-t helymeghatározó tábla tartalma helymeghatározó update

7 3, 3 GLS Update (réteg-), 3 7 Invarián (minden rétegre): Minden n comópontra egy négyzetben, n rákövetkezője minden tetvér négyzetben imeri n-t helymeghatározó tábla tartalma 3 GLS Update (réteg-) 3, 3, 3 7 Invarián (minden rétegre): Minden n comópontra egy négyzetben, n rákövetkezője minden tetvér négyzetben imeri n-t helymeghatározó tábla tartalma helymeghatározó update 4

8 , GLS Lekérdezé 3 3, Helymeghatározó tábla tartalma lekérdezé 3-tól -re 5 Kihíváok egy Mobil Hálózatban Elavult információ a helymeghatározó zervereken. Tradeoff a helyinformáció pontoága é a zükége update üzenetek között. Az update rátát határozzuk meg a ebeég alapján. Távoli zervereket ritkábban update-eljük, mint a közelieket. Ha egy comópont elhagy egy négyzetet, hagyjunk a comópontokon u.n. forwarding pointer-t, amíg az update nem éri el az uj zervert.

9 Performance Hogyan működik a GLS mobilitáal együtt? Mennyire kálázható a GLS? Hogyan működik a GLS, ha comópontok kienek? Mennyire lokáliak a közeli comópontokra vonatkozó lekérdezéek? 7 Szimuláció Környezet Szimuláció: n, CMU vezeték nélküli kiterjeztéével (IEEE 80.) Mobilitá modell: random way-point (kéőbb rézleteebben) ebeég: 0-0 m/ A négyzet területe nő a comópontok zámával. A pektrum térbeli újrafelhaználhatóágát eredményezi GLS réteg-0 négyzet: 50m x 50m 300 ec. per zimuláció 8

10 GLS Megtalálja a Comópontokat Nagy Hálózatban Lekérdezé eredményeégi ráta A legnagyobb zimulált hálózat: 00 comópont, 00x00m (4-réteg rác hierarchia) Comópontok záma ikertelen lekérdezéek nem lettek újra elküldve egy lekérdezé ikertelenégének oka: elavult információ a célcomópontokról, vagy a következő zerverről GLS Protokoll Overhead Laan Nő Átlagoan átvitt comagok comópontonként máodpercenként Comópontok záma Protokoll comagok: GLS update, GLS query/reply 0

11 Az Átlago Helymeghatározó Tábla Méret Kici Átlago helymeghatározó tábla méret Comópontok záma Átlago helymeghatározó tábla méret nagyon laan nő a hálózat növekedéével Nem-Uniform Helymeghatározó Tábla Méret Szimulált univerzum A 3 z. comópont minden má comópontnak helymeghatározó zervere 3 3,,,7,8,,8,,3,5 8 5 A rác hierarchia itt 3 rétegből áll Lehetége megoldá: dinamikuan igazítuk a négyzetek határát

12 GLS Hibatolerán A lekérdezéek ikereégének mért rátája, közvetlenül azután, amikor a comópontok egy hányada egyidőben kieik. (00-comópontból álló hálózat) Lekérdezéek ikereégének rátája Kieett comópontok aránya 3 Lekérdezéi Utak Hoza Arányo a Lekérdező é a Cél Comópont Távolágával A lekérdezéi útvoal hozának é a lekérdező-cél távolágának aránya Hop zám a lekérdező é a cél között 4

13 GLS é DSR Özehaonlítáa DSR (Dynamic Source Routing) A forrá elárazt egy útlekérdezé-comaggal, hogy megtalálja a célt. A válaz a lekérdezére tartalmazza az utat a forrától a célig. A forrá ezt az utat haználja az adatok küldééhez. Szimuláció zcenário: Mbp radio bandwidth CBR forráok, 4 db. 8-byte comag/máodperc 0 máodpercig. A comópontok 50%-a inicializálódik a zimuláció 300 máodperce alatt. 5 Sikereen Kizállított Adatok Aránya Sikereen kizállított adatok Grid DSR Comópontok záma Geographic forwarding kevébé érülékeny, mint a ource routing. Miért van a DSR-nek problémája > 300 comópontnál?

14 Protokoll Comag Overhead Comagok átlago záma comópontonként máodpercenként DSR Grid Comópontok záma DSR érzékeny a torlódára nagy hálózatokban: A forráoknak újra el kell áraztani a hálózatot, hogy találjanak új utat egy megzakadt út helyett Ezek torlódát okoznak GLS lekérdezéei kiebb terhelét okoznak. A lekérdezéek unicat-tal történnek, nem eláraztáok. Nem routolható comagokat a forrá nem küldi el, ha a lekérdezé ikertelen. 7 Özefoglalá GLS lehetővé tezi, hogy geographic forwarding -ot (pozíció alapú routingot) haználjunk GLS megőrzi a geographic forwarding kálázhatóágát. GLS implementáció Linux-ra: 8