Capitolo 9
CONCLUSIONI
Le reti MANET costituiscono uno dei settori di ricerca piu attivi in questi ultimi anni. In questo lavoro di tesi abbiamo innanzitutto descritto lo stato dell'arte della ricerca in ambiente MANET. In particolare, dopo aver introdotto le reti wireless e la loro classi cazione, abbiamo a rontato in dettaglio i protocolli di routing per reti ad hoc, analizzando in modo approfondito un protocollo proattivo (OLSR) [JMQ98] ed uno reattivo (AODV) [PR99].
Abbiamo discusso, quindi, dell'importanza e dell'utilita di disporre, anche in ambiente MANET, di soluzioni middleware per sempli care lo sviluppo delle applicazioni. In particolare abbiamo visto come sia estremamente importante disporre di protocolli per la ricerca dei servizi disponibili e della loro collocazione in rete (Service Discovery and Location). Infatti quando un nodo si unisce a una rete ad hoc deve scoprire quali servizi e risorse sono disponibili. Questa operazione e piuttosto critica e puo penalizzare notevolmente le prestazioni del sistema, vista la limitata disponibilita di risorse e la mancanza di una infrastruttura ssa cui appoggiarsi. Quindi abbiamo descritto Pastry [DR01b], un sistema P2P per la distribuzione delle informazioni basato sulla creazione di un overlay strutturato. Pastry e stato scelto per la buona scalabilita rispetto alla dimensione della rete e per la disponibilita di una sua implementazione open source (FreePastry [FRE]) su cui sono state sviluppate varie applicazioni distribuite. Tuttavia, nonostante
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la buona scalabilita, Pastry dispone di procedure interne per la costruzione e il mantenimento dell'overlay che determinano un notevole overhead su una rete ad hoc, come mostrato dai risultati sperimentali presentati in [BCDP05]
e confermati in questo lavoro di tesi.
Per migliorare le prestazioni nella costruzione di un overlay in ambiente MANET e possibile utilizzare un'architettura di tipo cross-layer. Tale architettura permette l'interazione diretta tra livelli non adiacenti della pila di protocolli e risulta particolarmente adatta ad un contesto MANET. Infatti permette di a rontare in maniera ottimizzata alcune problematiche (quali risparmio energetico, cooperazione e sicurezza) che non possono essere risolte da un unico livello della pila di protocolli ma richiedono la collaborazione e l'interazione di tutti i livelli. Vista la dicolta di realizzare un'architettura cross-layer completa, che permetta l'interazione tra generici livelli della pila di protocolli, abbiamo deciso di concentrare la nostra attenzione sulla possibilita di far interagire il livello routing con il livello middleware al ne di sempli care la costruzione e il mantenimento dell'overlay.
Abbiamo quindi illustrato una nuova soluzione middleware ottimizzata per reti ad hoc, chiamata CrossROAD - Cross-Layer Ring Overlay for Ad Hoc Network [Del05] e sviluppata presso l'Istituto di Informatica e Telematica del CNR di Pisa. Questa soluzione segue i principi di base del modello Pastry ma, sfruttando un'interazione cross-layer con il protocollo di routing, mantiene una corrispondenza tra spazio sico e logico in grado di ottimizzare la creazione ed il mantenimento dell'overlay network.
CrossROAD, per poter operare correttamente, deve interagire con un protocollo di routing proattivo in grado di fornirgli una visione costantemente aggiornata della topologia della rete. Inoltre tale protocollo deve essere esteso in modo che possa trasportare, assieme al traco di controllo (necessario per la determinazione delle rotte verso tutte le destinazioni), delle informazioni sui servizi disponibili in rete e sulla loro collocazione, implementando cos
un protocolo di ricerca dei servizi (Service Discovery). CrossROAD associa a ciascun servizio un identi cativo univoco e prevede che il servizio venga annunciato in rete attraverso un opportuno messaggio, incapsulato all'interno dei pacchetti di controllo emessi dal protocollo di routing.
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In questo modo si ottiene, a livello routing, una visione costantemente aggiornata della rete e una completa consapevolezza di quali nodi sono presenti e di quali servizi o rono. In particolare questa informazione deve essere direttamente accessibile da parte di CrossROAD, che la utilizza per costruire e mantenere aggiornato l'overlay.
Abbiamo scelto di far interagire CrossROAD con un'implementazione del protocollo OLSR sviluppata presso l'Universita di Oslo (Norvegia) e chiamata UniKOLSR [UNI]. La scelta e stata motivata dalla disponibilita del codice sorgente di UniKOLSR e dalla possibilita di estendere l'implementazione stessa attraverso il collegamento dinamico di opportune librerie (plugin).
In particolare abbiamo progettato e sviluppato una libreria dinamica (XL-plugin) per rendere possibile un'interazione di tipo cross-layer tra il protocollo proattivo OLSR e CrossROAD. XL-plugin restituisce a CrossROAD l'elenco aggiornato dei nodi della rete che o rono un determinato servizio, indicando per ciascuno di essi l'indirizzo IP e il numero di porta su cui tale servizio viene o erto. Inoltre, attraverso l'introduzione e lo scambio di nuovi messaggi incapsulati dentro pacchetti di controllo del protocollo OLSR, riesce a mantenere consistenti e aggiornate nel tempo le strutture dati interne che associano i servizi presenti in rete ai nodi che li o rono.
Questa soluzione riduce notevolmente l'overhead introdotto sulla rete, non richiedendo la de nizione di un ulteriore protocollo per il recupero delle informazioni sui servizi.
Dopo aver sviluppato l'intera architettura software, abbiamo eseguito una serie di sperimentazioni in un ambiente MANET reale per validare quanto realizzato. E' importante sottolineare il valore dell'attivita di sperimentazione. Infatti, nonostante molti studi sulle reti ad hoc siano stati basati sull'uso dei simulatori, la realizzazione di ambienti di sperimentazione reali (anche di dimensioni medio-piccole) permette di mettere in evidenza problemi che i simulatori, a causa dei modelli sempli cati che utilizzano al loro interno, non sono in grado di rilevare, come illustrato in [GLNT].
Dopo un'estesa attivita di sperimentazione, svolta presso le strutture dell'Area di Ricerca del CNR di Pisa, abbiamo ottenuto dei risultati sperimentali che mostrano il corretto funzionamento e la notevole ecienza
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della soluzione sviluppata. In particolare occorre sottolineare il basso overhead generato dalla soluzione proposta per la gestione dell'overlay rispetto all'originario protocollo Pastry. Inoltre e stato dimostrato che il sistema risponde ad eventi di variazione della topologia, anche in condizioni di mobilita degli utenti e partizionamento della rete.
Sono stati previsti alcuni sviluppi futuri riguardanti questa attivita, tra cui l'utilizzo della libreria dinamica XL-plugin per estendere un nuovo protocolo proattivo in fase di sviluppo presso l'Istituto di Informatica e Telematica del CNR di Pisa, chiamato HSLS [MOB]. Tale protocollo riduce ulteriormente l'overhead utilizzando una frequenza di invio dei pacchetti LSU inversamente proporzionale alla distanza della destinazione. Si prevede inoltre di e ettuare ulteriori test della soluzione proposta in ambienti MANET di medie-grandi dimensioni e con svariate condizioni di mobilita.
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