1. Principios de Diseño y Aplicabilidad de AODV

• Diseñado para Redes Ad Hoc Móviles (MANET).
• La población es de decenas de miles de nodos móviles.
• Puede manejar tasas de movilidad bajas, moderadas y relativamente altas.
• Admite una amplia variedad de niveles de tráfico de datos.
• Diseñado para su uso en redes en las que todos los nodos pueden confiar entre sí: por uso de claves preconfiguradas, o porque no hay ningún nodo intruso malicioso.
• Diseñado para mejorar la escalabilidad y el rendimiento mediante:
  • Reducción de la difusión de tráfico de control.
  • Eliminación de la sobrecarga de tráfico de datos.

2. Características del Protocolo AODV

• Referencia: RFC 3561 (Julio 2003) y Draft AODVv2 (Septiembre de 2019).
• Para uso por nodos móviles en una red Ad Hoc.
• Ofrece:
  • Adaptación rápida ante condiciones de enlaces dinámicos.
  • Bajo procesamiento y sobrecarga de memoria.
  • Bajo uso de red.
• Calcula rutas unicast a destinos de la red Ad Hoc.
• Usa Números de Secuencia de Destino (NSD) para evitar bucles en todos los casos.
• El algoritmo AODV realiza enrutamiento multisalto, dinámico y autoconfigurable entre nodos móviles de la red Ad Hoc.
• Los nodos móviles obtienen las rutas para nuevos destinos rápidamente, y no tienen que mantener rutas a destinos que no tienen comunicaciones activas.
• No produce bucles y evita el problema de bucle infinito del algoritmo de Bellman-Ford.
• Cuando un enlace se rompe, se notifica a los nodos afectados para que invaliden las rutas que lo utilizaban.
• El número de secuencia de destino es creado por cada destino.
• Cuando hay dos rutas hacia un mismo destino, el nodo que realiza la petición debe elegir aquella con el número de secuencia mayor.

3. Tipos de Mensajes AODV

Los mensajes de control AODV son:

• RREQS: Peticiones de ruta.
• RREPS: Respuestas de ruta.
• RERRS: Errores de ruta.
• RREP-ACKS: Reconocimiento de Respuestas de ruta.

Estos mensajes:

• Se reciben por UDP (puerto 654).
• La IP de broadcast usada es 255.255.255.255.
• Algunos mensajes se deben difundir ampliamente, puede que por toda la red Ad Hoc (el alcance del RREQ lo decide el TTL de la cabecera IP).

4. Funcionamiento Básico

4.1. Obtención de Rutas

• Si la ruta entre extremos no es válida (requiere ruta), el nodo origen (A) envía RREQ a 255.255.255.255.
• A obtiene la ruta cuando el RREQ alcanza el destino o a un nodo intermedio que tiene una Ruta Actualizada al mismo.
• Si un nodo recibe un RREQ, debe almacenar una ruta de vuelta al origen del RREQ.
• La Ruta Actualizada es una entrada de ruta válida cuyo número de secuencia de ruta asociado es al menos tan grande como el número de secuencia del RREQ.

4.2. Tratamiento de Rotura de Enlaces (Mensajes RERR)

• Los nodos supervisan el estado del enlace de los saltos inmediatos en las rutas activas.
• Cuando se detecta la rotura de un enlace, se usa un mensaje RERR para notificar la pérdida a los otros nodos.
• Cada nodo tiene una Lista de Precursores que contiene la dirección IP de cada uno de los vecinos que pueden utilizarlo como próximo salto hacia cada destino.

4.3. Tablas de Enrutamiento

• AODV debe gestionar la tabla de enrutamiento.
• Es crucial gestionar el número de secuencia para evitar los bucles de enrutamiento.
• Un destino inalcanzable se marca como no válido en la tabla de ruta.

Campos AODV de las entradas de la tabla de enrutamiento:

• Dirección IP destino.
• Número de Secuencia Destino (NSD).
• Flag de NSD válido.
• Otros flags de enrutamiento y estado (p. ej., Válido, No Válido, Reparable, Reparando).
• Interfaz de red.
• Número de Saltos.
• Siguiente Salto.
• Lista de Precursores.
• Tiempo de vida.

5. Términos AODV

Ruta Válida

Ruta a un destino que tiene una entrada marcada como válida en la tabla de enrutamiento.

Radiodifusión (Broadcast)

Transmisión a la dirección IP 255.255.255.255.

Nodo Destino

Dirección IP/Nodo a la/al que se transmiten paquetes.

Descubrimiento de Rutas

Las rutas se obtienen mediante acciones del protocolo AODV, que insertan la dirección IP del nodo destino deseado en mensajes de descubrimiento de rutas.

Nodo Intermedio

Un nodo que ayuda a reenviar paquetes destinados a otro nodo.

Ruta Directa

Ruta para enviar paquetes de datos desde un nodo.

Nodo Origen del Mensaje

Nodo que inicia un mensaje de descubrimiento de rutas AODV.

Ruta Inversa

Ruta establecida para enviar un paquete de tipo RREP al nodo origen.

Número de Secuencia de Destino (NSD)

Un número gestionado por cada destino que se incluye en los mensajes de descubrimiento y enrutamiento.

6. Formatos de Mensajes

• Los Mensajes de reconocimiento de respuesta de ruta (RREP-ACK) deben enviarse en respuesta a mensajes RREP que tengan el bit A activo.
• Esto ocurre habitualmente cuando existe peligro de enlaces unidireccionales, con el fin de prevenir la finalización de un ciclo de descubrimiento de ruta.

7. Funcionamiento Detallado

• Los mensajes se envían por el puerto 654 mediante UDP.

7.1. Número de Secuencia de Destino (NSD)

• Todas las entradas de la tabla de enrutamiento deben incluir la última información disponible sobre el NS.
• AODV depende del NSD para garantizar que no se producen bucles.
• Un nodo de destino incrementa su propio NSD en dos casos:
  • Inmediatamente antes de que un nodo origine un descubrimiento de ruta.
  • Inmediatamente antes de que un nodo destino envíe un RREP en respuesta a un RREQ, actualizando su propio NSD al valor: MAX (NSD actual, NSD del paquete RREQ).
• Si (NS recibido < NS actual) → se descarta el mensaje AODV.

7.2. Mensaje RREQ

• Antes de difundir el RREQ, el nodo almacena el valor de RREQ ID y la IP origen.
• Para comunicaciones bidireccionales, el nodo origen activa el bit G (RREP gratuito) del RREQ.

7.3. Mensaje RREP

• Si un nodo intermedio usa un enlace que suele tener errores o es unidireccional, activa el bit A del RREP para que el nodo que lo reciba le devuelva un mensaje RREP-ACK.
• Cuando un nodo transmite un RREP, actualiza la lista de precursores para el nodo Destino.

7.4. Mensaje RERR

Un nodo inicia el procesamiento de RERR en tres situaciones:

• Mientras transmite datos, detecta la rotura del enlace.
• Recibe un paquete de datos para un nodo para el que no tiene una ruta activa.
• Recibe un mensaje RERR de un vecino.

7.5. Reparación Local

• El primer nodo del enlace roto puede elegir reparar el enlace localmente (solo si el destino no se encuentra a más de MAX_REPAIR_TTL saltos).
• Incrementa el NSD y difunde un mensaje RREQ para buscar una ruta al destino.

8. AODV y Redes Agregadas

• Una subred se forma cuando un grupo de nodos móviles comparten un prefijo de subred y se mueven juntos.
• Un nodo de la subred (router de subred) puede realizar anuncios de accesibilidad para todos los nodos de la red respondiendo con RREP a los RREQ que pidan una ruta a cualquier nodo con el prefijo de enrutamiento de la subred.
• El router debe indicar la longitud del prefijo de subred en el campo Tamaño de prefijo de los mensajes RREP que envíe.
• Los otros nodos de la subred no deben emitir mensajes RREP y deben reenviar los mensajes RREQ a su router de subred.

9. Uso de AODV con Otras Redes

• Una red Ad Hoc puede ser capaz de proporcionar conectividad entre dominios de enrutamiento externos que no utilizan AODV.
• Los puntos de contacto con las otras redes actúan como routers de subred dentro de los dominios de enrutamiento exterior.
• Las redes de enrutamiento externo podrían usar la red Ad Hoc AODV como red de tránsito.

10. Extensiones

(Contenido no detallado en las páginas extraídas).

11. Otras Consideraciones de Seguridad

• AODV no especifica ninguna medida de seguridad especial.
• Los protocolos de enrutamiento son los principales objetivos de los ataques de suplantación.
• En redes donde se conoce el número de miembros y hay peligro de esos ataques, hay que proteger los mensajes de control AODV mediante técnicas de autenticación (generación criptográfica de resumen de mensaje infalsificable y/o firma electrónica).
• Mensajes RREP autenticados → evitan la creación de rutas falsas: un atacante podría hacerse pasar por el destino para negar servicios y/o inspeccionar el tráfico.
• Mensajes RERR autenticados → evitan alterar rutas válidas.
• AODV no impone restricciones a la asignación de direcciones IP de los nodos de la red, solo que deben ser únicas. No hay consideraciones especiales a la aplicación de cabeceras de autenticación IPsec o los mecanismos de intercambio de clave.
• Existe AODVv2 (Borrador Internet) que, aunque está muy relacionado con AODV (RFC3561) y tiene algunas características de DSDV, es un desarrollo posterior.

Resumen de Mensajes de Control AODV

Los mensajes de control AODV son:

• RREQS – Peticiones de ruta.
• RREPS – Respuestas de ruta.
• RERRS – Errores de ruta.
• RREP-ACKS – Reconocimiento de Respuestas de ruta.
• Se reciben por UDP (puerto 654).
• La IP de broadcast usada es 255.255.255.255.
• Algunos mensajes se deben difundir ampliamente, puede que por toda la red Ad Hoc (el alcance del RREQ lo decide el TTL de la cabecera IP).

Etiquetas: AODV, Descubrimiento de Rutas, Manet, NSD, Protocolo de Enrutamiento, Redes Ad Hoc, RREP, RREQ