Dokument: Über Präsenzinformationen von Knoten in mobilen Ad-hoc-Netzen
| Titel: | Über Präsenzinformationen von Knoten in mobilen Ad-hoc-Netzen | |||||||
| Weiterer Titel: | On the Presence Information of Nodes in Mobile Ad-hoc Networks | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=12183 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20090722-100858-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Tran, Thi Minh Chau [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Mauve, Martin [Gutachter] Prof. Dr. Conrad, Stefan [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | MANETs, mobile ad-hoc networks, presence detection, soft state bloom filter | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 000 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke » 004 Datenverarbeitung; Informatik | |||||||
| Beschreibungen: | Während die Mobilität im Sinne von Knotenbewegung einen
intensiv studierten Aspekt mobiler Ad-hoc-Netze (MANET) darstellt, ist eine andere Art der Mobilität bisher vernachlässigt worden: Knoten können sich nicht nur innerhalb des Netzes bewegen, sondern auch neu in das Netz kommen oder das Netz verlassen. In der Tat zeigen die vorgeschlagenen Protokolle für MANETs meist Worst-Case-Verhalten, wenn ein Kommunikationspartner zurzeit nicht anwesend ist. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit der Frage, wie auf leichtgewichtige Weise die Anwesenheit von Knoten in MANETs überprüft werden kann. Der zentrale Beitrag der Arbeit besteht in der Entwicklung eines Ansatzes zur Präsenzerkennung. Als Grundlage dienen dabei Bloom-Filter, um Informationen über die Anwesenheit von Netzknoten effizient zu sammeln und zu verteilen. Gewöhnliche Bloom-Filter unterstützen jedoch nicht das Entfernen von Elementen aus einer gespeicherten Menge. Um dieses Problem zu lösen, wurden Bloom-Filter durch einen Soft-State-Mechanismus erweitert. Weiterhin wurde untersucht, wie die Anwesenheitsinformationen vor Missbrauch geschützt werden können. Der Soft-state-Ansatz liefert zusätzlich Informationen über die Distanz zu einem anwesenden Knoten. In einigen Anwendungen ist dies eine nützliche Information. Allerdings stellt sich die Frage, ob ein noch effizienterer Mechanismus zur Präsenzerkennung möglich ist, welcher diese Information nicht bereitstellt. Der zweite Beitrag der Arbeit besteht daher in der Einführung eines Algorithmus zur Phasen-basierten Präsenzerkennung, welcher in vielen Fällen die notwendige Datenrate des Soft-State-Ansatzes deutliche unterschreitet. Dieser Ansatz macht von gewöhnlichen Bloom-Filtern in Kombination mit einem losen Zeitsynchronisation Gebrauch, um Knoten die das System verlassen haben, aus den Präsenzinformationen zu entfernen. Schließlich wird das Problem der Präsenzerkennung im strengen Sinn untersucht. Hier gilt ein Knoten nur dann als anwesend, wenn man eine bidirektionale Kommunikation mit ihm durchführen kann. Es wird eine Verfahren vorgeschlagen, welches die beiden oben erwähnten Ansätze so erweitert, dass nur Knoten als anwesend betrachtet werden, mit denen eine bidirektionale Kommunikation möglich ist. Die Ergebnisse der Arbeit wurden analytisch untersucht, mit Simulationen bewertet und schließlich in einer konkreten Anwendung implementiert. So enstand der Instant Messanger xWhoisthere, der den Präsenzstatus und die Erreichbarkeit von Freunden überwacht. Die Software wurde für die Durchführung einer Reihe von Realwelt-Experimenten verwendet, welche die Ergebnisse der analytischen und simulativen Evaluation bestätigen.While mobility in the sense of node movement has been an intensively studied aspect of mobile ad-hoc networks (MANETs), another aspect of mobility has not yet been subjected to systematic research: nodes may not only move around but also enter and leave the network. In fact, many proposed protocols for MANETs exhibit worst-case behavior when an intended communication partner is currently not present. This thesis addresses the problem of detecting the presence of nodes in MANETs and provides lightweight solutions to the problem. As our major contribution, we introduce soft-state presence detection. It uses a Bloom filter-based beaconing mechanism to aggregate and distribute information about the presence of network nodes. This soft-state approach decays information over time, enabling the removal of no-longer-present nodes from aggregates, which is not possible with standard Bloom filter operations. Privacy issues and design alternatives of this approach are also discussed. While being a lightweight presence detection, the soft-state approach provides an additional feature of estimating hop-distance to nodes at the cost of extra bandwidth usage. We introduce phase-based presence detection that improves upon the soft-state approach by significantly reducing the overhead required to decide whether a node is present. This approach makes use of standard Bloom filters in combination with a loose synchronization mechanism that solves the problem of information removal. Finally, we take one step further to investigate the presence detection problem in the stricter sense of a node being present, i.e. whether communication with the node is possible, and adapt our presence detection approaches to solve it. We also developed xWhoisthere, an instant messenger that monitors presence status, including reachability, of friend nodes. The software can be deployed as an independent group-aware application supporting collaboration among members or simply as an instant messenger that requires no Internet connection. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Informatik » Rechnernetze | |||||||
| Dokument erstellt am: | 22.07.2009 | |||||||
| Dateien geändert am: | 20.07.2009 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 22.06.2009 | |||||||
| Datum der Promotion: | 17.07.2009 |
