Providing Efficient Key Based Routing for Multiple Applications
Pengfei Di · mediaTUM – the media and publications repository of the Technical University Munich (Technical University Munich) · 2014
In this dissertation, I present an overlay network protocol, Lite-Ring, which aims at providing efficient Key Based Routing (KBR) services to multiple applications, both in the Internet and in wireless ad-hoc networks.The key idea behind Lite-Ring is its predicable address assignment scheme.With this address scheme, a Lite-Ring node can almost exactly locally calculate the ID of the node that is responsible for a given key.By leveraging a public Distributed Hash Table (DHT) service, a Lite-Ring node needs only to maintain O(1) state.Hence, Lite-Ring is more efficient than conventional structured overlay protocols, which have to iteratively route the message to the destination node hop by hop.For the application of Lite-Ring in wireless ad-hoc networks, I also present a novel system architecture as well as some optimizations with cross-layer designs such as Proximity Neighbor Selection (PNS), DHT caching, and link-layer broadcast.Simulations demonstrate the outstanding performance of these optimizations.I II Zusammenfassung In dieser Dissertation wird das Overlay-Netzwerk-Protokoll "Lite-Ring" vorgestellt, das sowohl im Internet als auch in Ad-hoc-Netzen einsetzbar ist.Aufgrund seiner speziellen Adressvergaberegeln erlaubt es den teilnehmenden Knoten, den Zielknoten einer Nachricht (mit einem beliebigen Schlüssel) lokal zu berechnen.Durch die Nutzung eines öffentlichen Distributed Hash Table (DHT) Dienstes, braucht ein Lite-Ring-Knoten nur O(1) Zustände zu speichern.Das macht Lite-Ring effizienter als herkömmliche strukturierte Overlay-Protokolle, die die Nachricht iterativ an den Zielknoten routen müssen.Für die Anwendung des Lite-Ring-Protokolls in drahtlosen Ad-hoc-Netzen, wird eine neuartige Systemarchitektur vorgestellt.Weiterhin werden einige Optimierungen mit Cross-Layer-Designs präsentiert, die sich mit Proximity Neighbor Selection (PNS), DHT Caching und Link-Layer Broadcast befassen.Simulationen zeigen die herausragende Leistungsfähigkeit des Protokolls in Verbindung mit den Optimierungen.