Progress Report Kenji Kaneda Parallel SMP emulator l

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Progress Report Kenji Kaneda

Progress Report Kenji Kaneda

Parallel SMP emulator l Naïve implementation has been finished

Parallel SMP emulator l Naïve implementation has been finished

Demo l Boot l l Linux SMP on a dual-processor machine Execution of simple

Demo l Boot l l Linux SMP on a dual-processor machine Execution of simple programs Type “yes > /dev/null” three times l Processes are distributed over two CPUs correctly l

Ad-Hoc Mobile Network Routing Kenji Kaneda

Ad-Hoc Mobile Network Routing Kenji Kaneda

Ad-Hoc Mobile Networkとは? E. g. ) rescue operation, meeting, battle 個々のノードが自律して動作 l 近接ノード間のみ通信可能 l

Ad-Hoc Mobile Networkとは? E. g. ) rescue operation, meeting, battle 個々のノードが自律して動作 l 近接ノード間のみ通信可能 l E A C B D F

Ad-Hoc Mobile Network Routing (2/2) l Internet routingと異なり ネットワークトポロジーが頻繁に動的に変化し、 l ノード名が階層的に割り当てられていない l ことを考慮しなければいけない A

Ad-Hoc Mobile Network Routing (2/2) l Internet routingと異なり ネットワークトポロジーが頻繁に動的に変化し、 l ノード名が階層的に割り当てられていない l ことを考慮しなければいけない A C E 133. 11. 12. 101 B D Ad-hoc mobile network routing 133. 11. 12. 1 133. 11. 12. 2 133. 11. 12. 3 Internet routing

Routing Algorithms Many algorithms have been proposed l l l ABR SSR LMR TORA

Routing Algorithms Many algorithms have been proposed l l l ABR SSR LMR TORA DSR l l l AODV WRP DSDV CGSR …

Classification of Algorithms l Proactive vs. Reactive Proactive: ルーティング表を常に最新の状態に保持 l Reactive: メッセージ送信時にルーティング表を構築 l l

Classification of Algorithms l Proactive vs. Reactive Proactive: ルーティング表を常に最新の状態に保持 l Reactive: メッセージ送信時にルーティング表を構築 l l Flat vs. Hierarchical

Rest of This Talk l Proactive Routing l l Reactive Routing l l DSDV

Rest of This Talk l Proactive Routing l l Reactive Routing l l DSDV AODV Hierarchical (Proactive) Routing Dominating-set based DSDV l Landmark l

Proactive Routing

Proactive Routing

Proactive Routing Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) l Clustered Gateway Switch Routing (CGSR) l

Proactive Routing Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) l Clustered Gateway Switch Routing (CGSR) l The Wireless Routing Protocol (WRP) l… l

Routing Table Updateの例1 l 新しくリンクが追加された場合 Dest. Next Metric A B C A B ?

Routing Table Updateの例1 l 新しくリンクが追加された場合 Dest. Next Metric A B C A B ? B 1 0 ∞ A B ? A 0 1 ∞ ? ? C ∞ ∞ 0 C

Routing Table Updateの例1 2. Aは自分のルーティング表が更新されたので、 再度broadcast Dest. Next Metric A B C A B

Routing Table Updateの例1 2. Aは自分のルーティング表が更新されたので、 再度broadcast Dest. Next Metric A B C A B ? A B 1 0 ∞ 2 A B C A 0 1 1 A A C 1 2 0 C

Routing Table Updateの例2 l リンクが削除された場合 Dest. Next Metric A B C A B 1

Routing Table Updateの例2 l リンクが削除された場合 Dest. Next Metric A B C A B 1 0 2 A B C A 0 1 1 A A C 1 2 0 C

Routing Table Updateの例3 l リンクが削除された場合 Dest. Next Metric A B C B 1 0

Routing Table Updateの例3 l リンクが削除された場合 Dest. Next Metric A B C B 1 0 1 A B C A 0 1 1 A B C 1 1 0 C

Counting-to-Infinity Problem l Network topologyの変化のタイミングによ って、loopが発生してしまう AはBを経由してCに到達可能 l BはAを経由してCに到達可能 l Dest. Next Metric A

Counting-to-Infinity Problem l Network topologyの変化のタイミングによ って、loopが発生してしまう AはBを経由してCに到達可能 l BはAを経由してCに到達可能 l Dest. Next Metric A B C A B 1 0 2 A B C B A 0 1 1 3 A A C 1 2 0 C

Counting-to-Infinity Problem もっと複雑なloopが発生しうる sequence numberを導入することにより、 loopを回避する l

Counting-to-Infinity Problem もっと複雑なloopが発生しうる sequence numberを導入することにより、 loopを回避する l

Route Selectionの基準 l Seq. の高い経路を優先的に選択 l Seq. が等しい時には、Metricの小さいもの Dest. Next Metric Seq. A B

Route Selectionの基準 l Seq. の高い経路を優先的に選択 l Seq. が等しい時には、Metricの小さいもの Dest. Next Metric Seq. A B C ? 0 1 2 ∞ 2 4 2 3 A B C A B ? 1 0 ∞ 2 4 3 D G B 6 5 2 D F 4 2 A B

Complexity l Time complexity l l O(d) Communication Complexity l O(N) where N =

Complexity l Time complexity l l O(d) Communication Complexity l O(N) where N = # of nodes l d = network diameter l

Reactive Routing

Reactive Routing

Reactive Routing Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) l Dynamic Source Routing (SOR)

Reactive Routing Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV) l Dynamic Source Routing (SOR) l Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA) l… l

ルーティング表の構築 (1/3) ~ Reverse Path Setup ~ A B B A source A C

ルーティング表の構築 (1/3) ~ Reverse Path Setup ~ A B B A source A C D F D F destination C A C E

ルーティング表の構築 (2/3) ~ Forward Path Setup ~ A B B A source F D

ルーティング表の構築 (2/3) ~ Forward Path Setup ~ A B B A source F D C A F D A C D F destination C A C F D C E A C E

Complexity l Time complexity l l O(2 d) Communication Complexity l O(2 N) where

Complexity l Time complexity l l O(2 d) Communication Complexity l O(2 N) where N = # of nodes l d = network diameter l

Hierarchical Routing

Hierarchical Routing

Hierarchical Routing Dominating-set based DSDV l Landmark Routing l Clustered Gateway Switch Routing (CGSR)

Hierarchical Routing Dominating-set based DSDV l Landmark Routing l Clustered Gateway Switch Routing (CGSR) l… l

Dominating-set based DSDV l 2 -level hierarchy Gatewayとnon-gatewayが存在 l Gateway間では、shortest pathを計算 l Non-gatewayは、隣接gatewayのうちのどれか を中継してメッセージを配送

Dominating-set based DSDV l 2 -level hierarchy Gatewayとnon-gatewayが存在 l Gateway間では、shortest pathを計算 l Non-gatewayは、隣接gatewayのうちのどれか を中継してメッセージを配送 l gateway non-gateway

Gatewayはどうなるべきか? l Minimum Connected Dominating set (MCDS)が望ましい Given a graph G=(V, E), U (⊆V)

Gatewayはどうなるべきか? l Minimum Connected Dominating set (MCDS)が望ましい Given a graph G=(V, E), U (⊆V) is a connected dominating set if ∀v ∈ V–U, ∃u ∈ U, uv ∈ E and the subgraph of G induced by U is connected

Landmark l Landmark of radius r = a node for which all nodes within

Landmark l Landmark of radius r = a node for which all nodes within r hops contain a routing entry vへの経路を知っているノード v Landmark of radius 2

Hierarchy of Landmarks (1/3) l Hierarchy Level 各Landmarkに与えられる0からHまでの値 l levelの高いLandmarkほどradiusも大きい ※ Li をlevel iのLandmarkの集合とする

Hierarchy of Landmarks (1/3) l Hierarchy Level 各Landmarkに与えられる0からHまでの値 l levelの高いLandmarkほどradiusも大きい ※ Li をlevel iのLandmarkの集合とする ※ ri(v)をlevel iのLandmark vのradiusとする l Level 2 Level 1 Level 0

Hierarchy of Landmarks (2/3) 以下の条件を満たすようにLandmarkを定める [条件 1] 全てのノードは、level 0 のLandmark

Hierarchy of Landmarks (2/3) 以下の条件を満たすようにLandmarkを定める [条件 1] 全てのノードは、level 0 のLandmark

Hierarchy of Landmarks (3/3) 以下の条件を満たすようにLandmarkを定める [条件 2] 全てのlevel i のLandmark vにおいて、 ri(v)ホップ中にlevel i+1 のLandmarkが

Hierarchy of Landmarks (3/3) 以下の条件を満たすようにLandmarkを定める [条件 2] 全てのlevel i のLandmark vにおいて、 ri(v)ホップ中にlevel i+1 のLandmarkが 少なくとも一つの存在 Level 1 の Landmark r 1(u) Level 0 の Landmark u v r 0(v) w Level 2 の Landmark

Routing Table l ノードvは、以下のノードへの経路をもつ l r 0(v)内に位置する全てのlevel 0のLandmark l r 1(v)内に位置する全てのlevel 1のLandmark l… Level

Routing Table l ノードvは、以下のノードへの経路をもつ l r 0(v)内に位置する全てのlevel 0のLandmark l r 1(v)内に位置する全てのlevel 1のLandmark l… Level 1 の Landmark r 1(u) Level 0 の Landmark u v r 0(v) w Level 2 の Landmark

Routing in a Landmark Hierarchy 宛先をLandmark addressで指定 l Landmark addressの下位からみて、経路 の分かるノードに転送 l Level 1

Routing in a Landmark Hierarchy 宛先をLandmark addressで指定 l Landmark addressの下位からみて、経路 の分かるノードに転送 l Level 1 の Landmark u, vへの経路が不明 なのでwに転送 source Level 0 の Landmark u v vへの経路が不明なのでu Level 2 の に転送 Landmark w

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (1/4) 動作の概要 l Electionにより階層構造を動的に構築 l Distance vector routingで経路を計算 l

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (1/4) 動作の概要 l Electionにより階層構造を動的に構築 l Distance vector routingで経路を計算 l ノード名をLandmark addressにmapping

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (2/4) l Electionにより階層構造を動的に構築

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (2/4) l Electionにより階層構造を動的に構築

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (3/4) l Distance vector routingで経路を計算 l Level iのLandmarkであるノードvに関する情報 は、ri(v)だけ伝播される

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (3/4) l Distance vector routingで経路を計算 l Level iのLandmarkであるノードvに関する情報 は、ri(v)だけ伝播される vへの経路を知っているノード v Level i の Landmark ri(v)=2

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (4/4) l ノード名をLandmark addressにmapping l ノード名からLandmark addressへのハッシュ 関数Hを利用して、分散管理 l

Dynamic Algorithms in Landmark Routing (4/4) l ノード名をLandmark addressにmapping l ノード名からLandmark addressへのハッシュ 関数Hを利用して、分散管理 l vのLandmark addressは、Landmark addressが H(v)であるノードが管理 wのLandmark address = H(v) vにメッセージを送信したい. そのためにvのlandmark addressを 知っている必要がある u w vのLandmark Address を問い合わせる 自分の Landmark を登録 v vのLandmark address =xyv

Summary l Ad-hoc mobile network routing DSDV l AODV l Dominating-set based DSDV l

Summary l Ad-hoc mobile network routing DSDV l AODV l Dominating-set based DSDV l Landmark l

References (1/3) l “A Review of Current Routing Protocols for Ad-Hoc Mobile Wireless Networks”

References (1/3) l “A Review of Current Routing Protocols for Ad-Hoc Mobile Wireless Networks” E. Royer and C-K. Toh l IEEE Personal Communications Magazine l 1999 l

References (2/3) l “Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers” l l

References (2/3) l “Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers” l l Charles Perkins and Pravin Bhagwat SIGCOMM 1994 Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing l l l Charles Perkins and Elizabeth M Mobile Computing Systems and Applications 1999

References (3/3) l “The Landmark Hierarchy: a new hierarchy for routing in very large

References (3/3) l “The Landmark Hierarchy: a new hierarchy for routing in very large networks” l l P. F. Tsuchiya Communication Review, vol. 18, No. 4 1998 “A Dominating-Set-Based Routing Scheme in Ad Hoc Wireless Networks” l l l Jie Wu and Hailan Li Telecomm. Systems, A special issue on Wireless Networks 2001

Appendix

Appendix