Protocolo de enrutamiento de estado de enlace optimizado

El protocolo de enrutamiento de estado de enlace optimizado ( OLSR ) ^{[ 1 ]} es un protocolo de enrutamiento IP optimizado para redes móviles ad hoc , que también puede utilizarse en otras redes inalámbricas ad hoc . OLSR es un protocolo de enrutamiento de estado de enlace proactivo que utiliza mensajes hello y de control de topología (TC) para descubrir y difundir información de estado de enlace por toda la red móvil ad hoc. Los nodos individuales utilizan esta información de topología para calcular los destinos del siguiente salto para todos los nodos de la red mediante rutas de reenvío de salto más cortas.

Los protocolos de enrutamiento de estado de enlace, como Open Shortest Path First (OSPF) e Intermediate System to Intermediate System (IS-IS), eligen un enrutador designado en cada enlace para realizar la inundación de información de topología. En las redes inalámbricas ad hoc, existe una noción diferente de enlace; los paquetes pueden salir por la misma interfaz, por lo que se necesita un enfoque diferente para optimizar el proceso de inundación. Mediante mensajes Hello, el protocolo OLSR en cada nodo descubre información de vecinos de 2 saltos y realiza una elección distribuida de un conjunto de relés multipunto (MPR). Los nodos seleccionan MPR de manera que exista una ruta a cada uno de sus vecinos de 2 saltos a través de un nodo seleccionado como MPR. Estos nodos MPR luego generan y reenvían mensajes TC que contienen los selectores de MPR. Este funcionamiento de los MPR hace que OLSR sea único entre otros protocolos de enrutamiento de estado de enlace de varias maneras: la ruta de reenvío para los mensajes TC no se comparte entre todos los nodos, sino que varía según la fuente; solo un subconjunto de nodos proporciona información de estado de enlace; no se anuncian todos los enlaces de un nodo, sino solo aquellos que representan selecciones de MPR.

Dado que el enrutamiento de estado de enlace requiere que la base de datos de topología esté sincronizada en toda la red, OSPF e IS-IS realizan la inundación de topología mediante un algoritmo confiable. Un algoritmo de este tipo es muy difícil de diseñar para redes inalámbricas ad hoc, por lo que OLSR no se preocupa por la confiabilidad; simplemente inunda los datos de topología con la frecuencia suficiente para garantizar que la base de datos no permanezca desincronizada durante períodos prolongados.

Al ser un protocolo proactivo, las rutas a todos los destinos dentro de la red se conocen y se mantienen antes de su uso. Disponer de las rutas en la tabla de enrutamiento estándar puede resultar útil para algunos sistemas y aplicaciones de red, ya que no existe el retraso en el descubrimiento de rutas asociado a la búsqueda de una nueva ruta.

La sobrecarga de enrutamiento generada, si bien generalmente es mayor que la de un protocolo reactivo, no aumenta con el número de rutas que se crean.

Las rutas predeterminadas y de red se pueden inyectar en el sistema mediante mensajes de Asociación de Host y Red (HNA), lo que permite la conexión a internet u otras redes dentro de la nube MANET de OLSR . Actualmente, los protocolos reactivos no gestionan bien las rutas de red.

Los mensajes que transmiten información contienen valores de tiempo de espera e información de validez, lo que permite utilizar diferentes valores de temporizador en diferentes nodos.

La definición original de OLSR no incluye ninguna disposición para la detección de la calidad del enlace; simplemente asume que un enlace está activo si se han recibido varios paquetes hello recientemente. Esto supone que los enlaces son bimodales (funcionan o fallan), lo cual no siempre ocurre en las redes inalámbricas, donde los enlaces suelen presentar tasas intermedias de pérdida de paquetes. Implementaciones como OLSRd de código abierto (comúnmente utilizada en enrutadores de malla basados ​​en Linux ) se han ampliado (a partir de la versión 0.4.8) con la detección de la calidad del enlace.

Al ser un protocolo proactivo, OLSR utiliza energía y recursos de red para propagar datos sobre rutas posiblemente no utilizadas. Si bien esto no es un problema para los puntos de acceso cableados y las computadoras portátiles, hace que OLSR no sea adecuado para redes de sensores que intentan permanecer inactivas la mayor parte del tiempo. Para puntos de acceso cableados de pequeña escala con baja potencia de CPU , el proyecto de código abierto OLSRd demostró que las redes de malla a gran escala pueden funcionar con OLSRd en miles de nodos con muy poca potencia de CPU. Dispositivos integrados de 200 MHz .

Al ser un protocolo de estado de enlace, OLSR requiere una cantidad considerable de ancho de banda y potencia de CPU para calcular las rutas óptimas en la red. En las redes típicas donde se utiliza OLSR (que rara vez superan los pocos cientos de nodos), esto no parece ser un problema.

Al utilizar únicamente MPR para difundir información de topología, OLSR elimina parte de la redundancia del proceso de difusión, lo que puede ser un problema en redes con tasas de pérdida de paquetes moderadas a altas ^{[ 3 ]} ; sin embargo, el mecanismo MPR es auto-poda (lo que significa que, en caso de pérdidas de paquetes, algunos nodos que no habrían retransmitido un paquete, pueden hacerlo).

OLSR utiliza mensajes "Hello" para encontrar a sus vecinos de un salto y de dos saltos a través de sus respuestas. El remitente puede entonces seleccionar sus relés multipunto (MPR) en función del nodo de un salto que ofrece las mejores rutas a los nodos de dos saltos. Cada nodo también tiene un selector de MPR, que enumera los nodos que lo han seleccionado como nodo MPR. OLSR utiliza mensajes de control de topología (TC) junto con el reenvío de MPR para difundir información de vecinos por toda la red. Los mensajes de asociación de host y red (HNA) son utilizados por OLSR para difundir anuncios de rutas de red de la misma manera que los mensajes TC anuncian rutas de host.

El problema del enrutamiento en redes inalámbricas ad hoc se investiga activamente, y OLSR es solo una de las varias soluciones propuestas. Para muchos, no está claro si se necesita un protocolo completamente nuevo o si OSPF podría extenderse con soporte para interfaces inalámbricas. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

En entornos con ancho de banda y energía limitados, es conveniente mantener la red inactiva cuando no hay tráfico que enrutar. Los protocolos de enrutamiento reactivo no mantienen rutas, sino que las construyen bajo demanda. Dado que los protocolos de estado de enlace requieren sincronización de bases de datos, estos protocolos suelen utilizar el enfoque de vector de distancia, como en AODV y DSDV , o enfoques más ad hoc que no necesariamente construyen rutas óptimas, como el enrutamiento dinámico de origen .

Para obtener más información, consulte la lista de protocolos de enrutamiento ad hoc .

OLSRv2 fue publicado por la IETF en abril de 2014 como un protocolo estándar. ^{[ 6 ]} Conserva muchas de las características clave del original, incluyendo la selección y difusión de MPR. Las principales diferencias radican en la flexibilidad y el diseño modular mediante componentes compartidos: el formato de paquete packetbb y el protocolo de descubrimiento de vecindario NHDP. Estos componentes se están diseñando para ser comunes entre los protocolos MANET de próxima generación de la IETF. También existen diferencias entre OLSR y OLSRv2 en el manejo de nodos con múltiples direcciones e interfaces habilitadas.

• OLSR.ORG : Código fuente descargable para OLSR en sistemas Linux, Windows, Mac OS X, FreeBSD, NetBSD y OpenBSD . Incluye una gran cantidad de documentación, entre ella un análisis exhaustivo de trabajos relacionados.
• NRL-OLSR – Código fuente abierto de NRL-OLSR. Funciona en Windows, MacOS, Linux y varios sistemas PDA integrados como Arm/Zaurus y PocketPC, así como en los entornos de simulación ns2 y OPNET. http://cs.itd.nrl.navy.mil/focus/ Archivado el 10/09/2011 en Wayback Machine.
• SOURCEFORGE.NET-OLSR – Creado por MOVIQUITY y basado en estudios del proyecto Workpad, ofrece un código en C# para desplegar una MANET (Ad Hoc, Meshnet) con protocolo OLSR. Desarrollado para WM 6 y Win XP, se puede adaptar a otras plataformas usando .Net Framework y Compact. https://sourceforge.net/projects/wmolsr/

• BATMAN , un mejor enfoque para las redes móviles ad hoc
• IEEE 802.1aq
• TRILL , interconexión transparente de muchos enlaces

• Página principal de la IETF (Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet)
• olsr.funkfeuer.at está actualmente avanzando en la implementación de olsr.org para mejorar la escalabilidad.
• Enrutamiento de estado de enlace optimizado , que incluye esta demostración Flash .
• Pyramid Linux es una distribución integrada para placas x86 integradas con OLSR, interfaz web, etc. Se utiliza principalmente en redes comunitarias.
• La División de Redes y Sistemas de Comunicación del NRL incluye información sobre proyectos y herramientas y software de redes de código abierto desarrollados por el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos.