ScatterNetz-Routing

Multihopkommunikation fur medizinischeBluetooth ad hoc Netzwerke

Andreas Kuntz, Moritz Gmelin, Martin Schonegg, Armin BolzInstitut fur Biomedizinische Technik,

Universitat Karlsruhe (TH)

8. September 2006

Motivation

Universitat Karlsruhe (TH) A. Kuntz

Forschungsuniversitat · gegrundet 1825 ScatterNetz-Routing (SNR) 2

Anforderungen

I Multihopkommunikation fur Bluetooth

I Selbstorganisierend

I Ad hoc fahig

I Automatische Reparatur unterbrochener Pfade

I Funktionsfahig in heterogenem UmfeldI Plattformunabhangigkeit

I Userspace, Java, JSR-82

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Einordnung der Arbeit

Name(Autor)

Sim/Impl Routing ScatternetTopologie

Plattform Besonderheiten

RVM(Bhagwat 1999)

k.A. SourceRouting

gegeben BT Radio Labels statt BT Adressen

BlueTree(Sun 2002)

k.A. BinareSuche

BlueTree(statisch)

k.A.Bin-Baum auf BT Adressen,Wurzelknoten verwaltet SN,Knoten in Funkreichweite

ZRP(Kapoor 2003)

Simulation ZoneRouting

gegeben uber LinkManager

Im Nahbereich proaktiv,außerhalb reaktiv (AODV)

SRS(Liu 2003)

Simulation ahnlichAODV

OnDemand

k.A.Verandert BT Protokoll→ effizienter Broadcast,→ Piconetzweite Synch.

XHop(Beutel 2003)

Implemen-tierung

minimalesSourceRouting

gegeben L2CAPBTNodes

Multihop Message Passingstatt Routing, mehrere BTInterfaces

SNR(Kuntz 2006)

Implemen-tierung

AODV OnDemand

L2CAPJSR-82

Multihop Service Search,Verb.-Verwaltung, Switching,unveranderter BT-Stack,plattformunabhangig

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SNR Architektur

Ziel: Ende zu EndeDatenkommunikation

I Dienst-AdressierungI Anycast oderI zu dediziertem Knoten

I Verbindungsaufbau

I TopologieauspragungSig.-Verbindungen(Hop by Hop)

I Wegfindung (AODV),& Dienstsuche

I Datenverbindungen(Ende zu Ende)

I TopologiekontrolleI Abbau ungenutzter

Sig.-Verbindungennach Timeout

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SNR Architektur

Ziel: Ende zu EndeDatenkommunikation

I Dienst-AdressierungI Anycast oderI zu dediziertem Knoten

I Verbindungsaufbau

I TopologieauspragungSig.-Verbindungen(Hop by Hop)

I Wegfindung (AODV),& Dienstsuche

I Datenverbindungen(Ende zu Ende)

I TopologiekontrolleI Abbau ungenutzter

Sig.-Verbindungennach Timeout

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SNR Architektur

Ziel: Ende zu EndeDatenkommunikation

I Dienst-AdressierungI Anycast oderI zu dediziertem Knoten

I VerbindungsaufbauI Topologieauspragung

Sig.-Verbindungen(Hop by Hop)

I Wegfindung (AODV),& Dienstsuche

I Datenverbindungen(Ende zu Ende)

I TopologiekontrolleI Abbau ungenutzter

Sig.-Verbindungennach Timeout

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SNR Architektur

Ziel: Ende zu EndeDatenkommunikation

I Dienst-AdressierungI Anycast oderI zu dediziertem Knoten

I VerbindungsaufbauI Topologieauspragung

Sig.-Verbindungen(Hop by Hop)

I Wegfindung (AODV),& Dienstsuche

I Datenverbindungen(Ende zu Ende)

I TopologiekontrolleI Abbau ungenutzter

Sig.-Verbindungennach Timeout

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SNR Architektur

Ziel: Ende zu EndeDatenkommunikation

I Dienst-AdressierungI Anycast oderI zu dediziertem Knoten

I VerbindungsaufbauI Topologieauspragung

Sig.-Verbindungen(Hop by Hop)

I Wegfindung (AODV),& Dienstsuche

I Datenverbindungen(Ende zu Ende)

I TopologiekontrolleI Abbau ungenutzter

Sig.-Verbindungennach Timeout

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SNR Architektur

Ziel: Ende zu EndeDatenkommunikation

I Dienst-AdressierungI Anycast oderI zu dediziertem Knoten

I VerbindungsaufbauI Topologieauspragung

Sig.-Verbindungen(Hop by Hop)

I Wegfindung (AODV),& Dienstsuche

I Datenverbindungen(Ende zu Ende)

I TopologiekontrolleI Abbau ungenutzter

Sig.-Verbindungennach Timeout

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Fehlerbehandlung

I KnotenausfallI local/global repair

I Abbau der Sig.- undDatenverbindungen

I Reparatur (local)I Topologieauspragung

in relevantem TeilnetzI neue Sig.-VerbindungenI Alternativer Pfad

I Neue Datenverbindung

I Topologiekontrolle

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Fehlerbehandlung

I KnotenausfallI local/global repair

I Abbau der Sig.- undDatenverbindungen

I Reparatur (local)I Topologieauspragung

in relevantem TeilnetzI neue Sig.-VerbindungenI Alternativer Pfad

I Neue Datenverbindung

I Topologiekontrolle

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Fehlerbehandlung

I KnotenausfallI local/global repair

I Abbau der Sig.- undDatenverbindungen

I Reparatur (local)I Topologieauspragung

in relevantem TeilnetzI neue Sig.-VerbindungenI Alternativer Pfad

I Neue Datenverbindung

I Topologiekontrolle

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Fehlerbehandlung

I KnotenausfallI local/global repair

I Abbau der Sig.- undDatenverbindungen

I Reparatur (local)I Topologieauspragung

in relevantem TeilnetzI neue Sig.-VerbindungenI Alternativer PfadI Neue Datenverbindung

I Topologiekontrolle

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Fehlerbehandlung

I KnotenausfallI local/global repair

I Abbau der Sig.- undDatenverbindungen

I Reparatur (local)I Topologieauspragung

in relevantem TeilnetzI neue Sig.-VerbindungenI Alternativer PfadI Neue Datenverbindung

I Topologiekontrolle

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Evaluation: Durchsatz

I Gemittelt uber je 3000 Datenpakete a 672Byte

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Durc

hsa

tz[k

Bit/s

ec]

Hops

Durchsatz ca. 14.5kBit/sec

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Evaluation: Latenz bei Verbindungsaufbau

I Gemittelt uber je 200 Messungen

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ver

bin

dungs

aufb

auze

it[m

s]

Hops

Warmstart ca. 450ms/HopKaltstart ca. 1400ms/Hop

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Evaluation: Roundtriptime

I Gemittelt uber je 1000 Messungen

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8

RT

T[m

s]

Hops

RTT ca. 165ms/Hop

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Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

I Multihopkommunikationfur Bluetooth Netze

I Selbstorganisierend

I Plattformunabhangig

I TransparenteFehlerbehandlung

I Minimaler Sig.-Overhead(2 Nachrichten)

I Effiziente Weiterleitung(Switching!)

praktischer Nutzen

I Vergroßerte Reichweite

I Beliebige Anzahl Knoten

I Dynamik-Kompensation

I BT-Sensoren unverandertanschließbar

Ausblick

I Synchronisation derScatternetze

I Authentifikation

http://sourceforge.net/projects/jsr82-routingUniversitat Karlsruhe (TH) A. Kuntz

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Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

I Multihopkommunikationfur Bluetooth Netze

I Selbstorganisierend

I Plattformunabhangig

I TransparenteFehlerbehandlung

I Minimaler Sig.-Overhead(2 Nachrichten)

I Effiziente Weiterleitung(Switching!)

praktischer Nutzen

I Vergroßerte Reichweite

I Beliebige Anzahl Knoten

I Dynamik-Kompensation

I BT-Sensoren unverandertanschließbar

Ausblick

I Synchronisation derScatternetze

I Authentifikation

http://sourceforge.net/projects/jsr82-routingUniversitat Karlsruhe (TH) A. Kuntz

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Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

I Multihopkommunikationfur Bluetooth Netze

I Selbstorganisierend

I Plattformunabhangig

I TransparenteFehlerbehandlung

I Minimaler Sig.-Overhead(2 Nachrichten)

I Effiziente Weiterleitung(Switching!)

praktischer Nutzen

I Vergroßerte Reichweite

I Beliebige Anzahl Knoten

I Dynamik-Kompensation

I BT-Sensoren unverandertanschließbar

Ausblick

I Synchronisation derScatternetze

I Authentifikation

http://sourceforge.net/projects/jsr82-routingUniversitat Karlsruhe (TH) A. Kuntz

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Vielen Dank fur dieAufmerksamkeit!

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