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Zuverlässige Datentransportprotokolle für MANETs
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Ein drahtloses Multihop-Netz mit IEEE 802.11 besitzt mehrere Eigenschaften, welche grundsätzlich anders sind als das drahtgebundene Internet, für welches das weitverbreitete Transportprotokoll TCP NewReno entwickelt und optimiert wurde. Im Gegensatz zum drahtgebundenen Internet ist in einem drahtlosen Multihop-Netz die drahtlose Verbindung ein knappes Betriebsmittel, welches von allen mobilen Knoten im Funkbereich gemeinsam benutzt wird. Des Weiteren sind die send-before-receive Priorität in der IEEE 802.11 Verbindungswahl sowie die Effekte des versteckten und des exponierten Terminals spezifische Eigenschaften drahtloser Multihop-Netze, welche im drahtgebundenen Internet nicht vorhanden sind. Insbesondere erfolgen die meisten Paketverluste von TCP in einem drahtlosen Multihop-Netz aufgrund von Überlast auf der Verbindungsschicht und aufgrund von Pufferüberlauf auf der Internetschicht. Daher besitzt TCP NewReno ein sehr schlechtes Leistungsverhalten in drahtlosen Multihop-Netzen und kann die verfügbare Bandbreite nicht in fairer Weise unter konkurrierenden TCP Flüssen aufteilen. Demzufolge müssen neuartige Transferprotokolle für drahtlose Multihop-Netze entwickelt werden, um eine effektive Downloadphase für mobile P2P-Systeme zu ermöglichen.
Die Forschungsarbeiten für Transferprotokolle für mobile P2P-Systeme stehen noch ziemlich am Anfang. Anspruchsvolle, offene Probleme existieren insbesondere in den folgenden Themenstellungen:
- Wie können die Überlastkontrolle von TCP, das MANET-Routingprotokoll und die IEEE 802.11 Verbindungsschicht übergreifend optimiert werden? Ist ein schichtübergreifender Informationsaustausch zur Erzielung von optimalem Durchsatz und Fairness erforderlich?
- Wie kann ein ratenbasiertes Datentransferprotokoll für drahtlose Multihop-Netze realisiert werden, das zum einen TCP-kompatibel und TCP-freundlich bleibt sowie zum anderen Überlast frühzeitig erkennt?
- Wie kann ein zuverlässiger Datentransfer über ein hybrides Multihop-Netz bestehend aus drahtlosen und drahtgebundenen Verbindungen realisiert werden? Wie kann in einem derartigen Netz die Ende-zu-Ende Semantik beibehalten werden?
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Förderung
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Deutsche Forschungsgemeinschaft: 1. Mai 2007 bis 30. April 2009 |
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Publikationen
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S. ElRakabawy, A. Klemm, and C. Lindemann, TCP with Gateway Adaptive Pacing for Multihop Wireless Networks with Internet Connectivity, Elsevier Computer Networks Journal, Special Issue on Performance of Wireless Networks, 52, pp. 180-198, 2008. PDF
S. ElRakabawy, A. Klemm, and C. Lindemann, Gateway Adaptive Pacing
for TCP across Multihop Wireless Networks and the Internet, Proc. 9th ACM/IEEE
International Symposium on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile
Systems (MSWiM 2006) , Malaga, Spain, October 2006. PDF
S. ElRakabawy, C. Lindemann, and M. Vernon, Improving TCP
Performance for Multihop Wireless Networks, Proc.
International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN 2005),
Yokohama, Japan, June 2005. PDF
S. ElRakabawy, A. Klemm, and C. Lindemann, TCP with Adaptive
Pacing for Multihop Wireless Networks, Proc. ACM
International Symposium on Mobile Ad Hoc Networking and
Computing (MobiHoc 2005) , Urbana-Champaign, IL, USA, May 2005.
PDF
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Software
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Den ns-2 Simulation Code finden Sie hier.
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