Δίκτυα ΙΙ. Ενότητα: Φορτίο και Τοπολογία Κωνσταντίνος Οικονόμου Τμήμα Πληροφορικής

Transcript

1 Δίκτυα ΙΙ Ενότητα: Φορτίο και Τοπολογία Κωνσταντίνος Οικονόμου Τμήμα Πληροφορικής

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο«ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ιόνιο Πανεπιστήμιο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος«Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ενωση(Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

3 Περιεχόμενα Αʹ Φορτίο και Τοπολογία 1 Αʹ.1 ΦορτιοΚινησηςΔεδομενων Αʹ.1.1 ΚατεύθυνσητουΦορτίουΚίνησηςΔεδομένων... 1 Αʹ.1.2 ΔεδομέναμεΧρονικούςΠεριορισμούς Αʹ.1.3 ΟγκοςτουΦορτίουΚίνησηςΔεδομένων Αʹ.2 Τοπολογια Αʹ.2.1 ΠυκνότηταΤοπολογίας... 4 Αʹ.2.2 Κινητικότητα Αʹ.3 ΜετρικεςΑποδοσης Αʹ.4 Συνθηκες Ελεγχομενης Τοπολογιας και Καταναλωση Ισχυος... 6 Βιβλιογραφία 8 ii

4 Κατάλογος Σχημάτων Αʹ.1 Παράδειγμαμιαςροήςδεδομένων χ ψ.ημετάδοση u vείναιαπαραίτητη ώστεταδεδομένααπότονκόμβο χναφτάσουνστονκόμβο ψ... 2 Αʹ.2 Ροέςδεδομένων χ 1 ψ 1,...,χ Ku v ψ Ku v,γιατιςοποίεςείναιαπαραίτητηημετάδοση u v Αʹ.3 Κινητικότητακόμβουσεσύστημαμεπαραδοσιακέςκεραίες iii

5 Κατάλογος Πινάκων iv

6 Κεφάλαιο Αʹ Φορτίο και Τοπολογία Αʹ.1 Φορτίο Κίνησης Δεδομένων Οι κόμβοι, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους(π.χ., χρησιμοποιούμενος τύπος κεραίας), μπορούν να επικοινωνούν με συγκεκριμένο τρόπο. Ομως, η συμπεριφορά ενός συνόλου από κόμβους επηρεάζεται και από πολλούς άλλους παράγοντες, όπως η σχετική θέση των κόμβων αυτών, ο όγκος των δεδομένων προς μετάδοση, ο προορισμός τους κ.ά. Αʹ.1.1 Κατεύθυνση του Φορτίου Κίνησης Δεδομένων Προκειμένου να μεταδοθούν τα όποια δεδομένα, πρέπει να υπάρχει κάποιος προορισμός. Εχει ήδη αναφερθεί πως το επίπεδο δρομολόγησης(και συνεπώς το αντίστοιχο πρωτόκολλο δρομολόγησης) είναι αυτό που καθορίζει τον κόμβο προς τον οποίο θα μεταδώσει κάποιος κόμβος. Εστω μια εφαρμογή δικτύου η οποία απαιτεί την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του κόμβου χ καιτουκόμβου ψ. Δενείναιαπαραίτητοοκόμβος ψναβρίσκεταιστηγειτονιάτουκόμβου χ. Το πρωτόκολλο δρομολόγησης καθορίζει τη διαδρομή(άλματα) ανάμεσα στους διάφορους κόμβους και τα πακέτα των δεδομένων από τον έναν κόμβο καταφθάνουν στον άλλο. Στη συνέχεια, θα θεωρείται πως υπάρχει στο σύστημα ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης ικανό να υπολογίζει τη μικρότερη διαδρομή ανάμεσα σε δύο κόμβους. Στο Κεφάλαιο;; θα γίνει εκτενέστερη αναφορά στο θέμα των πρωτοκόλλων δρομολόγησης. Η συγκεκριμένη ροή δεδομένωνανάμεσαστονκόμβο χκαιτονκόμβο ψσυμβολίζεταιμε χ ψκαιέναπαράδειγμα απεικονίζεται στο Σχήμα Αʹ.1. Η διαδρομή που ακολουθούν τα πακέτα δεδομένων της κάθε ροής δεδομένων είναι σημαντική 1

7 2 Κεφάλαιο Αʹ. Φορτίο και Τοπολογία γιατηνεφαρμογήκαιγιαένανακόμαλόγο,πέρααπότοναριθμότωναλμάτωνπουπρέπει να κάνει ένα πακέτο δεδομένων. Ο λόγος αυτός αφορά τον επηρεασμό από γειτονικούς κόμβους. Οπως θα φανεί αργότερα, όταν ο αριθμός των γειτόνων ενός κόμβου αυξάνει, τόσο αυξάνει η δυσκολία μετάδοσης προς αυτόν. Κατά συνέπεια, υπάρχει πάντα το ενδεχόμενο να είναι προτιμότερη μια εναλλακτική διαδρομή περισσοτέρων αλμάτων ανάμεσα σε κόμβους με λιγότερους γείτονες. χ u υ ψ 02/ 1 û0/ & u υ χ ψ ΣχήμαΑʹ.1: Παράδειγμαμιαςροήςδεδομένων χ ψ. Ημετάδοση u vείναιαπαραίτητηώστεταδεδομένααπότονκόμβο χναφτάσουνστονκόμβο ψ. Αʹ.1.2 Δεδομένα με Χρονικούς Περιορισμούς Εφαρμογές πραγματικού χρόνου, όπως εφαρμογές φωνής και video, απαιτούν συγκεκριμένα όρια χρονικής καθυστέρησης για τις αντίστοιχες ροές δεδομένων. Αν τα πακέτα δεδομένων καθυστερήσουν περισσότερο από το επιτρεπτό όριο, τότε είναι περιττά για την εφαρμογή. Τα περιττά πακέτα είναι ένα ανεπιθύμητο αποτέλεσμα. Προκαλούν προβλήματα στη λειτουργία των εφαρμογών, τα οποία μπορεί να είναι ιδιαίτερα ενοχλητικά για τους χρήστες. Μερικές φορές μάλιστα, είναι προτιμότερο να μην επιτραπεί σε έναν χρήστη να χρησιμοποιήσει μια συγκεκριμένη εφαρμογή παρά να κάνει χρήση της σε συνθήκες μη ικανοποιητικής ποιότητας. Σε γενικές γραμμές, η χρονική καθυστέρηση που προκαλείται μέχρι ένα πακέτο να φτάσει στον προορισμό του, προκύπτει όχι μόνο εξαιτίας του αριθμού των αλμάτων ανάμεσα στην πηγή και στον προορισμό αλλά και εξαιτίας των καθυστερήσεων σε ενδιάμεσους κόμβους πριν τα

8 Αʹ.1. Φορτίο Κίνησης Δεδομένων 3 πακέτα(που έφτασαν κάποια προηγούμενη χρονική στιγμή στον ενδιάμεσο κόμβο) μεταδοθούν με επιτυχία. Οπωσδήποτε, σε έναν κόμβο u θα υπάρχουν πακέτα δεδομένων διαφόρων ροών δεδομένωνπουθααπαιτούνναλάβειχώραημετάδοση u vώστεναπροωθηθούν. Εστω K u v οαριθμόςαυτώντωνροώνδεδομένων,όπωςαπεικονίζεταιστοσχήμααʹ.2. Γίνεται η υπόθεση πως η πολιτική που διαχειρίζεται το ποια πακέτα θα μεταδοθούν για κάθε κόμβο, είναι μια αποδοτική πολιτική(π.χ., Earliest Deadline First). Πάντως, περιττά πακέτα μπορεί να προκύψουν ακόμα και σε αυτή την περίπτωση. χ χ 1 ψ 1 χ K 2 ψ 2 ψ K u υ u υ u υ χ χ 1 ψ 1 χ K 2 ψ 2 ψ K u υ u υ ΣχήμαΑʹ.2: Ροέςδεδομένων χ 1 ψ 1,...,χ Ku v ψ Ku v,γιατιςοποίεςείναιαπαραίτητηημετάδοση u v. Αʹ.1.3 Ογκος του Φορτίου Κίνησης Δεδομένων Οι ροές δεδομένων επηρεάζουν το φορτίο κίνησης δεδομένων στο δίκτυο. Για παράδειγμα, αν υπάρχουν σχετικά λίγες ροές δεδομένων και αν σε αυτές αντιστοιχούν σχετικά λίγα πακέτα δεδομένων, τότε μπορεί να ειπωθεί πως το δίκτυο χαρακτηρίζεται από χαμηλό φορτίο κίνησης κίνησης δεδομένων. Αν πάλι ο αριθμός των ροών δεδομένων σε ένα δίκτυο είναι μεγάλος και ο αντίστοιχος αριθμός από πακέτα δεδομένων είναι επίσης μεγάλος, τότε μπορεί να ειπωθεί πως το δίκτυο χαρακτηρίζεται από υψηλό φορτίο κίνησης δεδομένων. Εστω ληπιθανότηταναυπάρχουνδεδομέναπροςμετάδοσηαπόένανκόμβοσεένανάλλοσε μία χρονοθυρίδα. Προφανώς, η περίπτωση του χαμηλού φορτίου δεδομένων αντιστοιχεί για εκείνεςτιςτιμέςπουτο λ 0,ενώηπερίπτωσητουυψηλούφορτίουδεδομένωναντιστοιχεί γιαεκείνεςτιςτιμέςπουτο λ 1. Σε συνθήκες χαμηλού φορτίου κίνησης δεδομένων και όταν μια μετάδοση πρόκειται να λάβει χώρα, αναμένεται με μεγάλη πιθανότητα οι κόμβοι που επηρεάζουν τη μετάδοση αυτή(δηλαδή οι κόμβοι που μπορούν να φθείρουν τη μετάδοση αν μεταδώσουν ταυτόχρονα) να μην μεταδώσουν(εξαιτίας έλλειψης δεδομένων) και η μετάδοση να καταστεί επιτυχής. Από την άλλη

9 4 Κεφάλαιο Αʹ. Φορτίο και Τοπολογία πλευρά, σε συνθήκες υψηλού φορτίου κίνησης δεδομένων, αναμένεται πολλές μεταδόσεις που αλληλοεπηρεάζονται να θέλουν να μεταδώσουν ταυτόχρονα και να μειώνεται η πιθανότητα επιτυχίας της εκάστοτε μετάδοσης. Προφανώς, ένας από τους ρόλους μιας πολιτικής πρόσβασης μέσου είναι και ο χειρισμός τέτοιων καταστάσεων με αποδοτικό τρόπο. Αʹ.2 Τοπολογία Εχειήδηοριστείητοπολογίαενόςδικτύουωςτοσύνολοτωνκόμβωντουδικτύουκαιτων ζεύξεων μεταξύ τους. Αυτός ο ορισμός επιτρέπει την αναπαράσταση ενός δικτύου ως γράφου G(V,E),όπου V είναιτωνσύνολοτωνκόμβωντουβράσουκαι Eτοσύνολοτωνζεύξεων αυτού. Αʹ.2.1 Πυκνότητα Τοπολογίας Ανάμεσα στους άλλους παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά ενός συστήματος, είναι και τα χαρακτηριστικά της ίδιας της τοπολογίας του δικτύου, όπως, για παράδειγμα, η πυκνότητα της τοπολογίας αυτού. Συγκεκριμένα, όταν ο αριθμός των γειτόνων των κόμβων στο δίκτυο είναι αυξημένος, τότε αναμένεται να υπάρχει αυξημένος αριθμός παρεμβολών κατά τη διάρκεια των μεταδόσεων με αποτέλεσμα να αυξάνει και ο αριθμός των εσφαλμένων μεταδόσεων(σε ό,τι αφορά εκείνα τα πρωτόκολλα που επιτρέπουν συγκρούσεις). Αʹ.2.2 Κινητικότητα Η κινητικότητα των κόμβων είναι ουσιαστικά αλλαγές στην τοπολογία του δικτύου και συνεπώς επηρεάζει τη συμπεριφορά του συστήματος. Είναι προφανές πως για μια δεδομένη στιγμή μιασυγκεκριμένηζεύξημπορείναυπάρχει,ενώμιαάλληστιγμήαυτήηζεύξηναμηνμπορεί να υπάρχει, λόγω της σχετικής κίνησης των κόμβων. Αυτό φαίνεται στο παράδειγμα του Σχήματος Αʹ.3(α), όπου η μετάδοση u v, για ένα σύστημα με παραδοσιακές κεραίες, είναι σε εξέλιξη όταν ο κόμβος v αρχίζει να μετακινείται κατά την κατεύθυνση του άσπρου βέλους. Μετά από κάποιο χρόνο, Σχήμα Αʹ.3(β), ο κόμβος v βρίσκεται έξω από την εμβέλεια μετάδοσηςτουκόμβου uκαιηζεύξηπλέονανάμεσαστουςκόμβους uκαι vδενυπάρχει,ενώη μετάδοση u v σταματάει. Ενας τρόπος ανάνηψης από αυτή τη ρευστή κατάσταση απαιτεί το πρωτόκολλο δρομολόγησηςναπροσδιορίσειένανέογείτονατουκόμβου u,τονκόμβο v τουσχήματοςαʹ.3(β), στον οποίο θα προωθηθούν τα όποια πακέτα δεδομένων απαιτούν μετάδοση. Είναι προφανές πως η περιγραφείσα διαδικασία εύρεσης ενός νέου προορισμού χρειάζεται κάποιο χρόνο

10 Αʹ.3. Μετρικές Απόδοσης 5 υ υ u υ u υ α. Κίνησητουκόμβου v. β. Νέοςπροορισμόςοκόμβος v. Σχήμα Αʹ.3: Κινητικότητα κόμβου σε σύστημα με παραδοσιακές κεραίες. μέχρι να ολοκληρωθεί. Κατά συνέπεια υπάρχει το ενδεχόμενο κάποιοι πόροι του συστήματος(κάποιες χρονοθυρίδες στη συγκεκριμένη περίπτωση) να μείνουν ανεκμετάλλευτοι, ενώ υπάρχουν δεδομένα προς μετάδοση στο δίκτυο. Σαφέστατα, η κινητικότητα των κόμβων έχει ακόμα μεγαλύτερες επιπτώσεις σε συνθήκες ελεγχόμενης τοπολογίας. Αʹ.3 Μετρικές Απόδοσης Η συμπεριφορά ή η απόδοση ενός συστήματος μπορεί να γίνει αντιληπτή μέσω των τιμών των μετρικώναπόδοσης. Οιμετρικέςαυτές,συνήθως,αφορούντηρυθμαπόδοση 1,τηχρονική καθυστέρηση, τον αριθμό των συγκρούσεων, την κατανάλωση ισχύος κ.ά,[1]. Αναφορικά με τη μετρική ρυθμαπόδοσης, το σύμβολο που θα χρησιμοποιείται γενικότερα, είναι το P. ΟρισμόςΑʹ.1 P i,u v είναιηπιθανότηταημετάδοση u vναείναιεπιτυχήςστηχρονοθυρίδα i. ΟρισμόςΑʹ.2 Ημέσηπιθανότηταεπιτυχίαςτηςμετάδοσης u vσεέναπλαίσιο,ονομάζεται ρυθμαπόδοσητηςμετάδοσης u v καισυμβολίζεταιως P u v. Ορισμός Αʹ.3 Η μέση πιθανότητα επιτυχίας σε ένα πλαίσιο των μεταδόσεων όλων των κόμβων του συστήματος, ονομάζεται ρυθμαπόδοση του συστήματος και συμβολίζεται ως P. 1 Αντιστοιχείστονόρο throughput.

11 6 Κεφάλαιο Αʹ. Φορτίο και Τοπολογία ΔεδομένουπωςέναπλαίσιοαποτελείταιαπόLχρονοθυρίδες,ισχύειπως, P u v = 1 L L i=1 P i,u v. Θεωρώντας V τοσύνολοτωνκόμβωνστοδίκτυοκαι N τοναριθμόαυτών, ισχύειπως, P = 1 N u V P u v,όπουοκόμβος vείναιέναςγείτοναςτουκόμβου u. Αʹ.4 Συνθήκες Ελεγχόμενης Τοπολογίας και Κατανάλωση Ισχύος Η χρήση χρήση εξελιγμένων κεραιών ή ελέγχου της ισχύος μετάδοσης έχει αρχίσει να υ- πεισέρχεται στον σχεδιασμό των πρωτοκόλλων μέσου πρόσβασης, με σκοπό την αύξηση της συνολικής απόδοσης του συστήματος μέσω της αναβάθμισης των ικανοτήτων του φυσικού επιπέδου.μετοντρόποαυτότοδίκτυοβρίσκεταισεσυνθήκεςελεγχόμενηςτοπολογίας 2. Ορισμός Αʹ.4 Συνθήκες ελεγχόμενης τοπολογίας επικρατούν σε ένα δίκτυο όταν οι κόμβοι έχουν την ικανότητα να καθορίζουν το σύνολο των γειτονικών τους κόμβων. Οι περισσότερες από τις αναφερθείσες εργασίες περιλαμβάνουν μελέτες βασιζόμενες στις παραδοσιακέςκεραίες,οιοποίεςμεταδίδουνπροςόλεςτιςκατευθύνσεις 3 μεκαθορισμένηισχύς μετάδοσης. Συνθήκες ελεγχόμενης τοπολογίας θα ήταν εφικτές(ως ένα σημείο βέβαια) σε έναδίκτυο,αν(α)οικεραίεςείχαντηδυνατότηταναμημεταδίδουνπροςόλεςτιςκατευθύνσεις αλλά προς κάποιες συγκεκριμένες και αν(β) η ισχύς της μετάδοσης μπορούσε να αλλάζει ούτωςώστενααλλάζεικαιηεμβέλειάτης. Ηπροφανήςσυνέπειατωνδύοαυτώντεχνικών ελέγχου τοπολογίας θα ήταν ο περιορισμός των παρεμβολών από γειτονικούς κόμβους που τελικά θα οδηγούσε σε αύξηση της απόδοσης του συστήματος. Ηαλήθειαείναιπωςηχρήσηκατευθυντικώνκεραιών 4 δενείναιμιανέαιδέακαιείχεπροταθεί στοπαρελθόν,[4].σήμερα,περισσότεροεξελιγμένεςκεραίες,οιλεγόμενεςέξυπνεςκεραίες 5, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσαρμόσουν τη γωνία της μετάδοσης. Διάφορα πρωτόκολλα πρόσβασης μέσου έχουν προταθεί για τα κατά περίπτωση δίκτυα που κάνουν χρήση των έξυπνων κεραιών. Η πλειοψηφία από αυτά βασίζεται σε σχήματα τυχαίας προσπέλασης μέσου(π.χ., CSMA/CA) και μετατροπές του RTS/CTS μηχανισμού χειραψίας,[5],[6],[7]. Ελεγχοςτηςισχύοςμετάδοσης 6 μπορείεπίσηςναχρησιμοποιηθείγιατηδημιουργίασυνθηκών ελεγχόμενης τοπολογίας. Η ισχύς της μετάδοσης μπορεί να μεταβληθεί ανάλογα με τη σχετική 2 Αντιστοιχείστονόρο topology control. 3 Πρόκειταιγιατις omni-directional κεραίες. 4 Αντιστοιχείστονόρο directional antennas. 5 Αντιστοιχείστονόρο smart antennas. 6 Αντιστοιχείστονόρο power control.

12 Αʹ.4. Συνθήκες Ελεγχόμενης Τοπολογίας και Κατανάλωση Ισχύος 7 θέση του κόμβου λήπτη, μειώνοντας έτσι τον αριθμό γειτονικών κόμβων που επηρεάζονται από τις παρεμβολές που προκαλούνται από τον κόμβο που εκπέμπει,[8],[9],[10],[11],[12]. Πρωτόκολλαπρόσβασηςμέσουέχουνπροταθείκαιγιατοθέματηςκατανάλωσηςισχύος, 7, η οποία αποτελεί σημαντικό παράγοντα στα κατά περίπτωση δικτύων, αφού επηρεάζει αποφασιστικά το χρόνο ζωής του δικτύου. Το αντικείμενο αυτών των προτάσεων είναι(κυρίως) η μείωσητηςκατανάλωσηςισχύος,[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17]. Θα πρέπει πάντως να τονιστεί, πως και η επίτευξη συνθηκών ελεγχόμενης τοπολογίας αλλά και το θέμα του περιορισμού της κατανάλωσης ισχύος, σχετίζονται άμεσα με τη διαπλεκόμενη σχεδίαση των επιπέδων. Πρόκειται δηλαδή, για προβλήματα που είναι δύσκολο να επιλυθούν αποδοτικά δίχως να υπάρχει αλληλεπίδραση ανάμεσα στα διάφορα επίπεδα. 7 Οόρος κατανάλωσηισχύος χρησιμοποιείταιωςαντίστοιχοςτουόρου power consumption.οτελευταίος απαντάται ευρύτατα στη βιβλιογραφία. Θα πρέπει να τονιστεί πως στις περισσότερες περιπτώσεις το προς μελέτη μέγεθος είναι η κατανάλωση της ενέργειας, το οποίο, όμως, αναγόμενο στη μονάδα του χρόνου αντιστοιχεί στην ισχύ που καταναλώνεται. Τελικά, οι προαναφερόμενοι όροι χρησιμοποιούνται ευρύτατα ως σχεδόν συνώνυμοι. Στη συνέχεια θα χρησιμοποιείται ο όρος κατανάλωση ισχύος και θα είναι προφανής η αντιστοίχισή του κάθε φορά.

13 Βιβλιογραφία [1] K. Oikonomou, N. B. Pronios, Ad-Hoc Networking: A Unified Evaluation Framework, IST Mobile & Communications Summit 2003, Aveiro- Portugal, June [2] Hend Koubaa, Reflections on Smart Antennas for MAC Protocols in Multihop Ad Hoc Networks, European Wireless 2002, February 25-28, 2002, Florence, Italy. [3] T. Rappaport, Wireless Communications: Principles and Practice, Prentice Hall; 2nd edition, December 31, [AAhmad-2005] Aftab Ahmad, Wireless and Mobile Data Networks, John Wiley & Sons Inc., [Murthy-2004] C. Siva Ram Murthy, and B. S. Manoj, Ad Hoc Wireless Networks, Architectures and Protocols Prentice Hall PRT, Pearson Education Inc., [TRappaport-2002] Theodore S. Rappaport, Wireless Communications, Principles and Practice, 2nd Edition, Prentice Hall Inc., [4] N. Pronios, Performance considerations for slotted spread-spectrum random access networks with directional antennas, in Proc. of IEEE GLOBECOM 89, Nov [5] Y.B. Ko, V. Shankarkumar, and N.H. Vaidya, Medium access control protocols using directional antennas in ad hoc networks, in Proceedings of IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM), volume 1(3), pages 13 21, Tel Aviv, Israel, Mar [6] J. Ward and R. T. Compton, Improving the Performance of Slotted ALOHA Packet Radio Network with an Adaptive Array, IEEE Transactions on Communications, 40(2): , February

14 Βιβλιογραφία 9 [7] R. T. Compton, Jr. and J. Ward, High throughput slotted ALOHA packet radio networks with adaptive arrays, IEEE Trans. Comm., vol. 41, no. 3, pp , March [8] R. Wattenhofer, L. Li, P. Bahl, and Y. M. Wang, Distributed topology control for power efficient operation in multihop wireless ad hoc networks, in Proc. IEEE Infocom, [9] M. Kubisch, H. Karl, A. Wolisz, L. C. Zhong and J. Rabaey, Distributed Algorithms for Transmission Power Control in Wireless Sensor Networks, in WCNC 2003, New Orleans, LA, March [10] J. Monks, V. Bharghavan, and W. W. Hwu, Transmission power control for multiple access wireless packet networks, in Proceedings of The 25th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2000), Tampa, FL, November [11] S. Narayanaswamy, V. Kawadia, R. S. Sreenivas, and P. R. Kumar, Power control in ad-hoc networks: Theory, architecture, algorithm and implementation of the COMPOW protocol, in Proceedings of European Wireless Conference, [12] J. P. Monks, J.-P. Ebert, A. Wolisz, and W. mei W. Hwu, A study of the energy saving and capacity improvement potential of power control in multi-hop wireless networks, in Workshop on Wireless Local Networks, Tampa, Florida, USA, also Conf. of Local Computer Networks (LCN), Nov [13] R. Zheng and R. Kravets, On-demand power management for ad hoc network, IEEE Infocom 2003, San Franciso, CA, USA, March 30 - April 3, [14] R. Kravets and P. Krishnan, Power management techniques for mobile communication, in Proc. ACM Mobicom 99, pages 24 35, [15] W. Ye, J. Heidemann, and D. Estrin, An energy-efficient MAC protocol for wireless sensor networks, in INFOCOM 2002, New York, June 23-27, [16] S. Singh and C. S. Raghavendra, PAMAS: Power Aware Multi-Access protocol with Signalling for Ad Hoc Networks, (to appear) ACM Computer Communications Review, [17] U. Kozat, I. Koutsopoulos and L. Tassiulas, A Framework for Cross-layer Design of Energy-efficient Communication with QoS Provisioning in Multi-hop Wireless Networks,

15 10 Βιβλιογραφία [18] R. Albert and A.-L. Barabási, Statistical mechanics of complex networks, Rev. Mod. Phys., in press. [19] R. Albert, H. Jeong and A.-L. Barabási, 1999, Nature (London), 401, 130. [20] M. Faloutsos, P. Faloutsos and C. Faloutsos, Computer Communications Review, 29, 251. [21] B. Bollobas, 1981, Discrete Math [22] D. J. Watts and S. H. Strogatz, 1998, Nature (London), 393, 440. [23] A.-L Barabási and R. Albert, 1999, Science 286, 509. [24] R. Krishnan and J.P.G. Sterbenz, An Evaluation of the TSMA Protocol as a Control Channel Mechanism in MMWN, Technical report, BBN Technical Memorandum No. 1279, [25] Dimitri Bertsekas and Robert Gallager, Data networks, 2nd edition, Prentice-Hall, Inc., [26] G. Wang and N. Ansari, Optimal Broadcast Scheduling in Packet Radio Networks Using Mean Field Annealing, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, VOL. 15, NO. 2, pp , February [27] IEEE , Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications, Nov Draft Supplement to Standard IEEE , IEEE, New York, January [28] P. Karn, MACA- A new channel access method for packet radio, in ARRL/CRRL Amateur Radio 9th Computer Networking Conference, pp , [29] F. A. Tobagi and L. Kleinrock, Packet Switching in Radio ChannelsQ Part II - the Hidden Terminal Problem in Carrier Sense Multiple Access Modes and the Busy-Tone Solution, IEEE Transactions on Communications, Vol. 23, pp , [30] V. Bharghavan, A. Demers, S. Shenker, and L. Zhang, MACAW: A Media Access Protocol for Wireless LAN s, Proceedings of ACM SIGCOMM 94, pp , [31] F. Talucci, M. Gerla and L. Fratta, MACA-BI (MACA By Invitation): A Receiver- Oriented Access Protocol for Wireless Multihop Networks, PIMRC 97, the 8th IEEE International Symposium on Personal Indoor and Mobile Communications, Vol. 2, 1997, pp

16 Βιβλιογραφία 11 [32] J. Deng and Z. J. Haas, Busy Tone Multiple Access (DBTMA): A New Medium Access Control for Packet Radio Networks, in IEEE ICUPC 98, Florence, Italy, October 5-9, [33] C. Wu and V.O.K. Li, Receiver-Initiated Busy Tone Multiple Access in Packet Radio Networks, ACM Computer Communications Review, 17(5): , August [34] R. Nelson, L. Kleinrock, Spatial TDMA, A collision-free Multihop Channel Access Protocol, IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-33, No. 9, September [35] C. Zhu and S.M. Corson, A Five-Phase Reservation Protocol (FPRP) for Mobile Ad Hoc Networks, in Proceedings of IEEE Infocom 98, Vol. 1, Pp , San Francisco, CA, March/April [36] I. Chlamtac and A. Farago, Making Transmission Schedules Immune to Topology Changes in Multi-Hop Packet Radio Networks, IEEE/ACM Trans. on Networking, 2:23-29, [37] J.-H. Ju and V. O. K. Li, An Optimal Topology-Transparent Scheduling Method in Multihop Packet Radio Networks, IEEE/ACM Trans. on Networking, 6: , [38] J. A. Stankovic, T. Abdelzaher, C. Lu, L. Sha, J. Hou, Real-Time Communication and Coordination in Embedded Sensor Networks, Proceedings of the IEEE, 91(7): , July (invited paper). [39] R. Rozovsky and P. R. Kumar, SEEDEX: A MAC protocol for ad hoc networks, ACM Mobihoc 01, October [40] Ian Stewart, Galois Theory, Chapman & Hall/CRC Mathematics, 3rd Edition, [41] K. Oikonomou and I. Stavrakakis, Analysis of a Probabilistic Topology-Unaware TDMA MAC Policy for Ad-Hoc Networks, IEEE JSAC Special Issue on Quality-of- Service Delivery in Variable Topology Networks, Vol. 22, No. 7, September 2004, pp [42] C. P.. P. Bhagwat, Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers, Proceedings of ACM SIGCOMM 94, pp , September 1994.

17 12 Βιβλιογραφία [43] S. Murthy and J.J. Garci-Luna-Aceves, A Routing Protocol for Packet Radio Networks, in Proceedings of ACM First International Conference on Mobile Computing & Networking (MOBICOM 95), November [44] C. Perkins and E. Royer, Ad-Hoc On-Demand Distance Vector Routing, Proceedings of 2nd IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, February [45] D. B. Johnson and D. A. Maltz, Mobile Comupting, Kluwer Academic Publishers, [46] M.R. Pearlman, Z.J. Haas, Determining the Optimal Configuration for the Zone Routing Protocol, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 17(8), , August [47] Y,-B. Ko and N.H. Vaidya, Location-Aided Routing (LAR) in Mobile Ad Hoc Networks, in Proceedings of the 4th ACM/IEE International Conference on Mobile Computing and Networking (MobiCom), pp , Dallas, Texas, October 1998.