Hálózati Algoritmusok

Hasonló dokumentumok
Számítógép hálózatok, osztott rendszerek 2009

1: Bevezetés: Internet, rétegmodell Alapok: aszimptótika, gráfok. HálózatokII, 2007

Hálózati réteg. WSN topológia. Útvonalválasztás.

A Barabási-Albert-féle gráfmodell

10: Peer-To-Peer Hálózatok I. HálózatokII, 2007

Algoritmuselmélet. Bonyolultságelmélet. Katona Gyula Y.

Hálózatok II 2005/ : Peer-To-Peer Hálózatok II

A Component-Base Architechture for Power-Efficient Media Access Control in Wireless Sensor Networks

2: Minimális feszítőfák, legrövidebb utak. HálózatokII, 2007

Adatszerkezetek 2. Dr. Iványi Péter

Számítógépes Hálózatok 2010

Számítógépes Hálózatok

Gráfelméleti feladatok. c f

Adott: VPN topológia tervezés. Költségmodell: fix szakaszköltség VPN végpontok

Funkcionálanalízis. n=1. n=1. x n y n. n=1

További forgalomirányítási és szervezési játékok. 1. Nematomi forgalomirányítási játék

DroidLab Androidos eszközökkel épített teszthálózat. Vida Rolland, BME-TMIT szeptember 27.

Hierarchikus skálafüggetlen gráfok generálása fraktálokkal

mobil rádióhálózatokban

Gráf-algoritmusok ERŐS / GYENGE KÖTÉSEK

Bevezetés a párhuzamos programozási koncepciókba

7. Régió alapú szegmentálás

Véletlen gráfok. Backhausz Ágnes Eötvös Loránd Tudományegyetem és MTA Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet december 2.

Építésikivitelezés-Vállalkozás / 2: Gráftechnikai alapfogalmak VÁLLALKOZÁS. javított háttöltés

Újdonságok Nexus Platformon

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Elosztott rendszer architektúrák

Számítógép hálózatok gyakorlat

Adatátviteli rendszerek Mobil IP. Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

Mérnök Informatikus. EHA kód: f

A számítógép-hálózat egy olyan speciális rendszer, amely a számítógépek egymás közötti kommunikációját biztosítja.

Zigbee: vezeték nélküli komplex szenzorhálózatok gyorsan, olcsón, hatékonyan

Kombinatorikus problémák a távközlésben

Az Ön kézikönyve LEXMARK X3550

Hálózati réteg. Feladata: a csomag eljusson a célig Több útválasztó Ez a legalacsonyabb rétek, mely a két végpont

Teljesen elosztott adatbányászat alprojekt

Diszkrét matematika 2.

Bevezetés. Számítógép-hálózatok. Dr. Lencse Gábor. egyetemi docens Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

A számítástudomány alapjai

Hálózati Technológiák és Alkalmazások. Vida Rolland, BME TMIT október 29. HSNLab SINCE 1992

Keresés képi jellemzők alapján. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Számítógépes Hálózatok. 5. gyakorlat

FORD C-MAX + FORD GRAND C-MAX

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat

Hálózati rendszerek adminisztrációja JunOS OS alapokon

Algoritmuselmélet. 2-3 fák. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 8.

Összefoglalás és gyakorlás

Adatbányászat: Klaszterezés Haladó fogalmak és algoritmusok

Problémamegoldás kereséssel. Mesterséges intelligencia március 7.

Csoportos üzenetszórás optimalizálása klaszter rendszerekben

Hálózatok II. A hálózati réteg torlódás vezérlése

Számítógépes Hálózatok 2012

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Szenzorhálózatok és alkalmazásaik. Adatkapcsolati réteg. MAC megoldások.

Hálózati Folyamok Alkalmazásai. Mályusz Levente BME Építéskivitelezési és Szervezési Tanszék

R ++ -tree: an efficient spatial access method for highly redundant point data - Martin Šumák, Peter Gurský

Vezeték nélküli hálózat tervezése és méréstechnikája Ekahau Wi-Fi mérések

Számítógépes képelemzés 7. előadás. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Gráfelméleti alapfogalmak

VI. A tömeg növekedése.

Publikációs lista. Gódor Győző július 14. Cikk szerkesztett könyvben Külföldön megjelent idegen nyelvű folyóiratcikk...

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Autóipari beágyazott rendszerek. A kommunikáció alapjai

Gráfelméleti alapfogalmak-1

Autóipari beágyazott rendszerek. Local Interconnection Network

Routing. Számítógép-hálózatok. Dr. Lencse Gábor. egyetemi docens Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

IP anycast. Jákó András BME TIO

Szenzorok jelátvitele

Hálózatok II. A hálózati réteg funkciói, szervezése

TestLine - zsoltix83 hálozat 1 Minta feladatsor

Gépi tanulás Gregorics Tibor Mesterséges intelligencia

V2V - Mobilitás és MANET

Köztesréteg szolgáltatások hatékony megvalósítása szenzorhálózatokban

Vezeték nélküli M-Bus (Wireless M-Bus) modulok MULTICAL 403 és 603-hoz

Feladatok, amelyek gráfokkal oldhatók meg 1) A königsbergi hidak problémája (Euler-féle probléma) a

UMTS HÁLÓZAT PROTOKOLLJAI. UMTS SZINKRONIZÁCIÓ ÉS

Algoritmusok bonyolultsága

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 3. Kocsis Gergely

Mesterséges Intelligencia MI

V2V - routing. Intelligens közlekedési rendszerek. VITMMA10 Okos város MSc mellékspecializáció. Simon Csaba

Csima Judit BME, SZIT február 18.

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Számítógép hálózatok 3. gyakorlat Packet Tracer alapok M2M Statusreport 1

Közösség detektálás gráfokban

Járműinformatika bevezetés. 1. Óra

VIRTUAL NETWORK EMBEDDING VIRTUÁLIS HÁLÓZAT BEÁGYAZÁS

Algoritmuselmélet 11. előadás

Méréssel támogatott hálózattervezés ZigBee hálózaton

Tájékoztató. Értékelés. 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

Adatbázis rendszerek I

Térbeli folyamatok elemzése WiFi alapú virtuális szenzor hálózattal

WLAN lefedettségi terv készítés - Site Survey

Csima Judit BME, SZIT február 17.

Hálózati Architektúrák és Protokollok GI BSc. 3. laborgyakorlat

Specifikáció alapú teszttervezési módszerek

Specifikáció alapú teszttervezési módszerek

Fine-Grained Network Time Synchronization using Reference Broadcast

Diszkrét matematika 2 (C) vizsgaanyag, 2012 tavasz

1/ gyakorlat. Lineáris Programozási feladatok megoldása szimplex módszerrel. Pécsi Tudományegyetem PTI

Átírás:

Hálózati Algoritmsok 2015 Topológia felügyelet és roting ad hoc hálózatokban 1 Topológia felügyelet (Topology Control) Ritka topológiák, alacsony fokszám tár hatékonyság Röid és alacsony energiájú tak Energia: akmlátor élete egészségi okok Alacsony maximális terhelés Hatékony elosztott konstrkció és fenntartás skálázhatóság hibatolerancia 2

Topology Control Példa, ha nincs topológia felügyelet Maximális átiteli táolság R Magas energiaigény Magas interferencia Alacsony átitel 3 Topology Control Példa, ha an topológia felügyelet Globális összefüggőség Alacsony energiaigény Alacsony interferencia Magas átitel 4

Pozicó Alapú Roting A csomagokat röptében toábbítjk a kö. csomópontok földrajzi poziciója alapján aktális csomópont, az aktális csomópont szomszédai, cél csomópont Roting tábla nem kell Tár-hatékonyság, alacsony aktalizálási költség Különösen alkalmas olyan hálózatokhoz, ahol a csomópontok gyorsan mozognak gyakori a topológia áltozás Közetlenül támogatja a rotingot egy földrajzi régióba pozicióhoz (pozicióhoz közeli csomópontba) Hogy lehet kideríteni a cél csomópont pozicióját? 5 Elosztott Helymeghatározó Szeríz Centralizált megoldás problámái Minden csomópontnak ismerni kell azoknak a csomópontoknak a pozicióját, amelyek a helymeghatározó szerízt rendelkezésre bocsájtják (tyúk-agy-a-tojás-probléma) Nagyon nagy forgalom a helymeghatározó szerereken és azok környezetében Elosztott helymeghatározó szeriz megkíánt tlajdonságai A terhelés egyenletesen oszlik el a csomópontokon Alacsony tár és kommnikációs költség Röid tak a helmeghatározáshoz hibatolerancia 6

Egy egyszerű fizikai hálózat modell Homogén hálózat, amely n ezeték nélküli állomásból s 1,..,s n áll a síkon elhelyeze Vezeték nélküli átitel Egy frekencia (csatorna) Állítható átiteli hatótáolság Max. hatótáolság > max. táolság az állomások között A küldő hatótáolsági területén belül: tiszta jel agy interferencia Kíül: nincs jel A csomagok egységnyi méretűek 7 Hardware Modell Állítható átiteli energia k küldésre és fogadásra alkalmas antenna csomópontonként Egymástól függetlenül tdnak működni Szektorokat definiálnak p 3 p 1 p 2 sector(,) D(,) 8

Gráf Modell Definíciók: Legyen V csomópontok halmaza a síkon, G=(V,E) egy gráf G egy c-spanner, ha,v egy P út -tól -hez, úgy hogy P 2 := ep e 2 c, 2 G egy weak c-spanner, ha,v egy P út -tól -hez amely teljesen belül an a körlapon, melynek középpontja és sgara c, 2 G is a (c,d)-energia spanner, ha,v egy P út -tól -hez P = (= 1,..., m =), úgy hogy m 1 i=1 ( i, i+1 2 ) d c m 1 min (= 1,..., m = ) i=1 ( i, i+1 2 ) d G egy energia spanner, ha minden d > 1 esetén an egy olyan konstans c, hogy G egy(c,d)-energia spanner. 9 Topológiák Yao gráf [Yao 82]: Minden V csomópont körül felosztjk a síkot egyforma /3 fokú nyílásszögű szektorokra Minden csomópont össze an köte egy éllel a legközelebbi csomóponttal minden szektorban: E := {(,) w : sector(,) = sector(,w) D(,) < D(,w)} 10

Topológiák Legyen G Y a Yao gráf. A Fok-korlátos Yao gráf (BondY) [Arya et al. 95] a köetkező procedúra által definiált: For each 2 V és for each körüli szektorra do N() := { w (w,)e(g Y ) and wsector() } cseréljük ki a { (w,) wn() } csillagot egy bizonyos konstans fokú fára 11 Topológiák Legyen G Y a Yao gráf. A Ritkított Yao gráf (SparsY) [Li et al. 01] a köetkező irányított élhalmaz által definiált: E := { (,)E(G Y ) w : (w,)e(g Y ) and sector(,w) = sector(,) D(,) < D(,w) } 12

Topologiák Legyen G Y a Yao gráf. A Szimmetriks Yao gráf (SymmY) [Li et al. 01] a köetkező irányított élhalmaz által definiált: E := { (,)E(G Y ) (,)E(G Y ) } 13 Topologiák Legyen G Y a Yao gráf. A Szimmetriks Yao gráf (SymmY) [Li et al. 01] a köetkező irányított élhalmaz által definiált: E := { (,)E(G Y ) (,)E(G Y ) } 14

Gráf tlajdonságok SymmY(V) SparsY(V) Yao(V) SparsY(V) BondY(V). Legyen V egy normal csomóponthalmaz. Ekkor Topology Yao BondY SparsY SymmY HL in-degree n-1 (k+1) 2 k k O(log n) ot-degree k k k k O(log n) degree n-1+k (k+1) 2 +k 2k k O(log n) 17 Gráf tlajdonságok Legyen V R 2 csomópontok n elemű halmaza. Ekkor Yao(V) egy c-spanner k > 6 esetén [Rppert & Seidel 1991], ahol 1 c= 1 2 sin (Θ /2) egy c-spanner k = 4 esetén [Bose et al. 2010] ahol, egy weak c-spanner k 6 esetén [Fischer et al. 1997], ahol c=max { 1+48 sin 4 (Θ/2), 5 cosθ } egy weak c-spanner k = 4 esetén [Fischer et al. 1998] *, ahol c= 3+ 5 18

Gráf tlajdonságok Tétel*: Legyen V R 2 egy n elemű csomópont halmaz. Ekkor SparsY(V) egy weak c-spanner k > 6 esetén, ahol 1 c= 1 2 sin (Θ /2) 19 Gráf tlajdonságok Tétel*: Legyen V R 2 csomópontok n elemű halmaza. Ekkor SymmY(V) összefüggő, ha k 6 se nem weak c-spanner semmilyen c konstansra, se nem (c,d)-energia spanner w 20

A hálózat fenntartása Egy V, V =n csomóponthalmaz normál, ha egy fix p(n) polinómra: max, V, 2 min, V, 2 p(n ) Tétel*: Legyen V egy normál csomóponthalmaz. Ha a belép egy új csomópont a hálózatba agy egy csomópont elhagyja a hálózatot, akkor ( V ) élet kell aktalizálni a köetkező gráfokban: Yao(V), BondY(V), SparsY(V) or SymmY(V). A HL(V) gráfban O(log V ) élt. U w V 22 A hálózat fenntartása Tétel*: Legyen V egy normál csomóponthalmaz és legyen m a megáltozott élek száma, ha egy csomópont belépése agy kilépése tán. Ekkor Yao(V), BondY(V), SparsY(V) és SymmY(V) aktalizálható O(m log s) időben. HL(V) aktalizálható O(log V + log s) időben. Yao(V) esetén: enter Informáljk a csomópontokat, hogy belépett Keressük meg szomszédját minden szektorban Az informált csomópontok elllenőrzik a (korábban) üres szektorokat, hogy ezekben ane, ha igen, akkor szomszéd lesz Az informált csomópontok ellenőrzik a nemüres szektorokat leae Egy csomópont észleli, hogy elhagyta a hálózatot informálja a csomópontokat, hogy kilépett Minden csomópont, ami adjacens olt -hoz meghatározza az új szomszédait (ez megtehető az enteralgoritms redkált áltozatáal) 23

Irodalom T. Lkoszki, Ch. Schindelhaer, K. Volbert: Resorce Efficient Maintenance of Wireless Network Topologies.Jornal of Uniersal Compter Science, Vol. 12(9), pages 1292-1311, 2006. Y. Wang: Topology Control for Wireless Sensor Networks. Book Chapter of Wireless Sensor Networks and Applications, Series: Signals and Commnication Technology, edited by Li, Yingsh; Thai, My T.; W, Weili, Springer-Verlag, ISBN: 978-0-387-49591-0, 2008. X.-Y. Li: Topology Control in Wireless Ad Hoc Networks. Book Chapter of Mobile Ad Hoc Networking, edited by Stefano Basagni, Marco Conti, Silia Giordano, and Ian Stojmenoic, Wiley-IEEE Press, ISBN: 978-0-471-37313-1, 2004. 24