Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Область применения

История создания

 

Рассказ об истории создания LLN-сетей мы начнём несколько издалека. Вспомним следующие факты:

В начале 2000-х многие проекты по подключению к Интернету самых разных вещей начали претворяться в жизнь. В 2008 - 2009 году количество вещей, подключенных к сети, впервые превысило количество живых пользователей (людей). Сегодня тем, что то или иное устройство имеет выход в Интернет, уже никого не удивишь.

Подключение к Интернету вещей осуществляется при попощи различных технологий и протоколов. Рассмотрим их более подробно.

 

Вещи объединяются в сети, обозначаемые аббревиатурой LLN, которая означает Low Power Lossy Networks (маломощные сети с потерей пакетов). Такие сети состоят из объектов с ограниченными характеристиками (с ограниченной мощностью процессора, памятью, а в некоторых случаях - например, при работе от батареи - еще и ограничениями электропитания). Все эти объекты объединены в сеть на основе нестабильного подключения с потерями данных.

Особенности маршрутизации в таких сетей описаны в RFC 6550.

Работа над конкретными технологиями и протоколами для LLN сетей была начата в конце 1990-х годов специалистами рабочей группы инженеров Интернета. Именно тогда была основана группа MANET, создавшая два семейства протоколов: реактивные протоколы (в частности, АODV, на смену которому впоследствии пришёл DYMO) и проактивные, в числе которых нужно выделить OLSR (сегодня ему на смену пришёл OLSR v2). В 2008 -2009 годах появились протоколы 6LowPan и RPL.

 

Рассмотрим эти протоколы более подробно.

 


Основные протоколы

AODV

 

Аббревиатура AODV означает Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing - децентрализованная векторная маршрутизация по запросу. Этот протокол используется в сетях ZigBee. Алгоритм AODV-маршрутизации можно описать следующим образом:

 

  1. Источник отправляет широковещательный запрос маршрута до некого адресата.
  2. Каждое устройство, получившее запрос маршрута, вносит запись в свою таблицу маршрутизации и транслирует запрос, включив в полезную нагрузку свою запись. В записи указывается «логическое расстояние» от отправителя запроса до его получателя. «Логическое расстояние» учитывает качество связи между отправителем и получателем запроса. Следующие устройства получают запрос, добавляют в пакет свою запись и транслируют его дальше. «Логическое расстояние» с каждым шагом увеличивается. Так продолжается, пока запрос не дойдет до адресата.
  3. Адресат отправляет ответ устройству, от которого пришёл запрос с минимальным “логическим расстоянием”. Ответ будет отправлен по оптимальному пути (с минимальным “логическим расстоянием”), по которому ранее прошёл запрос.
  4. Возвращаясь по оптимальному пути, ответ формирует таблицу прямого маршрута передачи пакетов от источника до адресата.

 

OLSR

 

Протоколы на основе алгоритма OLSR (On Line Link State Routing) основаны на сборе и распространении служебной информации о состоянии сети. Обработав эту информацию, каждый узел может построить модель текущего состояния сети в виде формального описания графа, вершины которого ставятся в соответствие узлам сети, рёбра (или дуги) – линиям связи (линкам). Имея такой граф, любой узел может вычислить “длины” кратчайших путей до всех адресатов в сети и выбрать оптимальный маршрут до любого конкретного узла сети.

Сильной сторой этого алгоритма является то, что он может реагировать на непредвиденные события, в частности:

 

 

Применение протокола OLSR наиболее эффективно в сетях с высокой плотностью узлов, в которых преобладает трафик нерегулярной, спорадической природы.

Область применения

 

 

 

2.4.1 IEEE 802.15.4

 

Маломощные беспроводные персональные сети состоят из устройств, которые соответствуют стандарту IEEE802.15.4. Общие характеристики устройств IEEE 802.15.4 - это малый радиус действия, низкая скорость передачи данных, низкое энергопотребление и низкая стоимость. Многие из устройств также ограничены по объему памятии и энергетической возможности.

Стандарт IEEE 802.15.4 [IEE06] определяет подуровень MAC и физический уровень для маломощной беспроводной персональной сети (LoWPAN).

Стандарт IEEE 802.15.4 определяет маломощную беспроводную встроенную радиосвязь на частоте 2,4 ГГц, 915 МГц и 868МГц.

Стандарт 802.15.4 обеспечивает скорость передачи данных 20-250 кбит/с в зависимости от частоты.

Таблица 2.1 суммирует полосы частот, модуляции, форматы распространения и скорости передачи данных стандарта IEEE 802.15.4.

Передача канала достигается с помощью вероятностного сетевого протокола канального уровня (CSMA), и подтверждения предоставляются для обеспечения надежности. Таблица.

 

Полезная нагрузка физического уровеня составляет до 127 байт, с 72-116 байт полезной нагрузки доступных после кадрирования канального уровня, адресации и дополнительной защиты.

Протокол MAC может быть запущен в двух режимах: без маяков и маячковый. Режим без маяков использует чистый CSMA-CA канальный доступ и работает, как IEEE 802.11, без резервирования канала. Маячковый режим использует гибридный множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), с возможностью резервирования тайм-слота для критически важных данных.

 

2.4.2 6LoWPAN

 

6LoWPAN [KMS07] является аббревиатурой из "IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks" и имени рабочей группы "IETF Working Group" (WG).

6LoWPAN WG вводит новый слой на стек протоколов TCP/IP для транспортировки пакетов IPv6 через ссылки IEEE 802.15.4 (Рисунок 2.2).

6LoWPAN WG от IETF определяет механизмы инкапсуляции и сжатия заголовка, которые позволяют передавать и принимать IPv6-пакеты через LoWPAN.

 

6LoWPAN слой необходим для того, чтобы адаптировать размер пакета IPv6 (1280 байт) к максимальному размеру передаваемого блока канального уровня (MTU), что соответсвует размеру (в байтах) крупнейшего блока данных протокола, который слой может передать.

Как описано в [HT10], новый уровень адаптации разбивает пакет IPv6 на небольшие фрагменты IEEE 802.15.4, которые должны отправлены на ресивер.

В [SB09], авторы представили простое техническое определение 6LoWPAN:

"Стандарты 6LoWPAN позволяют эффективно использовать IPv6 через низкое энергопотребление, низкоскоростную беспроводную сеть на простых встроенных устройствах с помощью уровня адаптации и оптимизации....

Bluetooth 4.2

 

Улучшение безопасности в Bluetooth 4.2 привело к снижению энергопотребления (вероятно, снижена частота опроса сопряженных устройств или ускорен процесс сопряжения). Теперь используются алгоритмы защиты «правительственного уровня», злоумышленникам стало еще сложнее отслеживать устройства по их соединению Bluetooth.

В новой спецификации улучшена скорость передачи данных и механизмы ее поддержки на высоком уровне. Увеличен размер пакетов Bluetooth Smart (до 10 крат), что привело к ускорению передачи данных до двух с половиной раз. Уменьшена вероятность возникновения ошибок при передаче и повышена энергоэффективность.




Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 16 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

History of Geology and Timeline of Geology | By Geoffrey Notkin | The Sliding Rocks of Racetrack Playa | Fluorescent Minerals | The Next Energy "Game Changer"? | Methods of Diamond Formation | Last chance to catch Nazis in South America, say campaigners | Density favoring superior sound. | The Atomic Automobile | The life of a Spartan woman |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав