DHT based Naming and Service Discovery for DTNs

Motivation

DTN Verfahren, die auf dem Bundle Protokoll basieren, werden häufig in mobilen IP Netzwerken verwendet. Bei solchen DTNs handelt es sich häufig nicht um Insellösungen, sondern das Internet wird oft benutzt, zusätzliche Dienste bereitzustellen oder um räumlich getrennte DTN Cluster zu verbinden.

Bislang haben Bundle Protokoll basierte DTNs ein Defizit, wenn sie in großen verbundenen Netzen wie dem Internet eingesetzt werden: Es gibt keinen standardisierten Mechanismus der DTN-Namen zu Konvergenzschicht-Adressen (z.B. IPs) auflösen kann. Da bestehende DTN-Routing-Protokolle meist von einem Ad-Hoc Netzwerkszenario ausgehen, gibt es keinen Weg wie ein an das Internet angebundener DTN-Knoten den nächsten Hop zu einem Ziel bestimmen kann, das sich nicht im selben lokalen Subnetz befindet.

Aufgabenstellung

In dieser Arbeit soll ein DHT basierter Namens- und Informationsdienst für DTNs entworfen, implementiert und getestet werden.

Folgende Anforderungen soll die Lösung erfüllen

1. Auflösung von Namen zu Konvergenzschicht-Endpunkten. Hierbei sollen unterschiedliche Konvergenzschichten unterstützt werden, wie z.B. TCP oder UDP
2. Abfrage der verfügbaren Services (Endpoints) auf einem DTN Node
3. Publish-Subscribe Notifikationsmechanismus: Ein DHT-Teilnehmer soll informiert werden, sobald ein bestimmter Node im Netz verfügbar wird oder sich seine Daten ändern.
4. Auch Knoten die aus irgendwelchen Gründen nicht Teilnehmer des DHT werden können (zu wenig Rechenleistung, Konnektivität zu volatil, etc.) sollen von den zusätzlichen Möglichkeiten profitieren können. Hierzu sollen DHT-Teilnehmer (Full Featured Nodes) als Gateways dienen, über die andere Knoten (Reduced Function Nodes) den DHT abfragen oder Informationen publizieren können.
5. Der implementierte Mechanismus soll sich robust gegenüber Knotenausfall der DHT Teilnehmer zeigen.

In dieser Arbeit soll zunächst nach Related Work gesucht und diese Arbeiten vorgestellt werden. Dann soll ein Konzept entworfen werden, welche Daten in welcher Form im DHT gespeichert werden sollen und wie Updates durchgeführt werden sollen. Hierbei ist auch ein Konzept zu entwickeln, wie mit Konflikten umgegangen werden soll, wenn zwei DHT-Teilnehmer widersprüchliche Informationen im DHT abspeichern. Zur Auswahl eines geeigneten DHTs sollen zunächst DHT-Grundlagen erarbeitet und verbreitete DHT-Konzepte erklärt werden. Vorhandene DHT-Implementierungen (zum Beispiel aus Filesharing Applikationen) sollen untersucht werden. Auf Basis der theoretischen Überlegungen und der vorhandenen Implementierungen soll eine DHT-Implementierung ausgewählt oder erstellt werden, die als Basis für diese Arbeit dient.

Der entwickelte Namens- und Informationsdienst soll gemäß den o.g. Anforderungen implementiert und und ein geeignetes Konzept zur Evaluation entwickelt und realisiert werden. Hier kann zum Beispiel untersucht werden, wie schnell und robust der Dienst auf den Ausfall einzelner Teilnehmer reagieren kann.

Schließlich soll der Dienst als Routingmodul in IBR-DTN integriert werden: Ein IBR-DTN Knoten sollte wahlweise dem DHT beitreten (Full Featured Node) oder einen DHT-Teilnehmer als Gateway verwenden (Reduced Function Node) und Informationen speichern und abfragen können. Zudem soll das Routingmodul automatisiert eine DHT Abfrage vornehmen, wenn ein Bundle in der Storage auftaucht für das kein direkter Nachbar bekannt ist.