Servicios de Valor Añadido en Redes Móviles Ad-hoc

Servicios de Valor Añadido en Redes Móviles Ad-hoc
Iván Vidal, Carlos García, Ignacio Soto, José Ignacio Moreno
Departamento de Ingeniería Telemática
Universidad Carlos III de Madrid
Avenida de la Universidad, 30
28911 Leganés (MADRID)
E-mail: {ividal, cgarcia, isoto, jmoreno}@it.uc3m.es
Resumen
Mobile ad-hoc networks are currently one of the most important research subjects, due to the huge variety of
applications (military, emergence, industry, private use, etc...). However different services available at traditional
networks now become an unavoidable task that must be solved. This paper reviews current researches on three of
the most important add-on services: QoS, security and service discovery. Although these are still three research
items at traditional networks, special considerations on manet networks must be taken into account to propose a
feasible way to provide QoS, security and service discovery support.
1. Introducción
Una red móvil ad-hoc (MANET) es una colección de
nodos móviles autónomos que se comunican entre si
mediante enlaces wireless, dónde no existe una
infraestructura de red fija y la administración se
realiza de forma descentralizada. En este nuevo
entorno, los nodos participan en la toma de
decisiones, realizando las funciones propias del
mantenimiento de la red y tomando parte en los
algoritmos de encaminamiento.
En general, cualquier propuesta real aplicable a una
MANET deberá tener en cuenta las restricciones
impuestas por las características inherentes a este
tipo de redes. Estas características se definen en [1]
y son las siguientes: topología dinámica, enlaces de
ancho de banda limitado y capacidad variable,
limitaciones de energía y capacidad de
procesamiento en los nodos y seguridad física
limitada.
Hasta ahora, los esfuerzos de investigación, guiados
por el grupo de trabajo MANET [2] dentro del
IETF, se han centrado, principalmente, en temas
relacionados con el encaminamiento. Sin embargo,
existen otros aspectos no menos importantes que
deben ser abordados en el diseño de una red de
elevada funcionalidad y disponibilidad.
provisión de calidad de servicio en redes ad-hoc,
describiendo los principales problemas a los que se
enfrenta, y analizando diferentes propuestas. A
continuación, en el capítulo 3, se profundiza en los
problemas de seguridad asociados a este tipo de
redes y se repasan las principales soluciones
propuestas hasta la fecha. En el capítulo 4 se aborda
el aspecto de descubrimiento de servicios,
Finalmente, en el capítulo 5, se resume el contenido
del artículo.
QoS
Seguridad
Descubrimiento
de servicios
Figura 1. Servicios de valor añadido en MANET
Tal y como comentaba el Agente Smith en Matrix:
“¿Para qué quieres un teléfono si no puedes hablar?”
[32]. Esta frase resume perfectamente el estado de
las redes ad-hoc, donde la presencia de los citados
servicios resulta de vital importancia.
2. Calidad de Servicio
La llegada de nuevas aplicaciones multimedia, o
aplicaciones de gestión con ciertos requisitos en
cuanto a ancho de banda o retardo, han conseguido
que desde hace algunos años la provisión de cierto
nivel de calidad de servicio en la red sea un objetivo
de vital importancia. Sin embargo este problema
lleva siendo estudiado largo tiempo, y han surgido
diferentes iniciativas para resolverlo. Desde el IETF,
dos grupos de trabajo han dado diferentes frutos:
Intserv y Diffserv.
El esquema del resto del artículo se describe a
continuación. En el capítulo 2 se estudiará la
Las redes móviles ad-hoc, debido a sus especiales
características, hacen que la provisión de QoS sea un
En este documento se muestra un estado del arte y
líneas de trabajo futuras en tres de estos apartados:
mecanismos de provisión de calidad de servicio
(QoS), seguridad y descubrimiento de Servicios.
tema especialmente complicado. En la actualidad
diferentes iniciativas han surgido dentro del propio
grupo de trabajo sobre redes ad-hoc del IETF [2], sin
embargo ninguno de ellos presenta especiales
ventajas sobre los demás.
En el presente apartado intentaremos ofrecer una
revisión sobre el estado del arte en cuanto a la
provisión de QoS en redes móviles ad-hoc.
Realizaremos un repaso de las principales iniciativas
surgidas hasta la fecha y se presentarán las líneas de
trabajo que mayor viabilidad presentan en la
actualidad.
2.1.
QoS en redes adhoc
En primer lugar es necesario tener en cuenta las
principales características que presentan las redes
ad-hoc a la hora de proveer QoS [3]. Principalmente
la topología dinámica, que modifica los nodos
vecinos constantemente, así como el estado de los
enlaces, modificando de esta forma el ancho de
banda disponibles, así como el retardo presente en
los enlaces, conducen a que la provisión de QoS sea
poco menos que una locura en este tipo de redes.
En consecuencia, muchas de las iniciativas que
comentaremos se basarán en la suposición de cierto
estacionamiento entre los nodos de la red, pudiendo
distinguir entre nodos con gran movilidad, y otros
con menor movilidad.
En primer lugar será necesario establecer un marco
de trabajo para estructurar todas las líneas de
investigación que existen en la actualidad. De esta
forma, podemos identificar diferentes componentes,
todos ellos necesarios a la hora de proveer calidad de
servicio: Modelo de QoS, Señalización para la
reserva de recursos QoS, Encaminamiento QoS,
Control de acceso al medio QoS.
A. Modelo de QoS
En primer lugar debemos realizar un repaso a los
modelos de QoS con mayor auge en Internet, para
posteriormente tener en cuenta las especiales
características de las redes ad-hoc y las restricciones
que nos impondrán. En el mundo Internet las
propuestas de QoS con mayor impacto son las
estudiadas por el IETF a través de dos grupos de
trabajo: Intserv [4] – servicios integrados, y Diffserv
[5] – servicios diferenciados.
La principal idea de la solución Intserv es la reserva
de recursos en la red por flujos. La reserva se realiza
para cada flujo entre fuente y destino, indicando los
recursos que resultarán necesarios (ancho de banda,
retardo, jitter, etc.). Para la provisión del servicio
cada router del núcleo de la red debe mantener una
tabla con el estado de reserva por flujo. La principal
limitación de este modelo es la gran cantidad de
información que es necesario almacenar en cada
nodo intermedio, lo cual hace que la solución no sea
escalable a situaciones comunes con gran cantidad
de flujos entre usuarios finales.
Por otro lado la solución Diffserv propone la
agregación de flujos para la provisión de calidad de
servicio, solucionando de esta forma los problemas
de escalabilidad de Intserv. Diffserv define un
campo Diffserv Code Point (DSCP) asociado a la
cabecera IP (ya sea IPv4 o IPv6), de manera que el
tratamiento de este tráfico en los nodos intermedios
de la red vendrá determinado por el valor asociado a
este campo. De esta forma se logra la agregación de
flujos, consiguiendo un tratamiento especial para
cada servicio en función del código DSCP.
B. Señalización para la reserva de QoS
El mecanismo de señalización será el encargado de
realizar la reserva y liberación de recursos en la red,
así como el establecimiento de flujos en la red.
Los diversos mecanismos de señalización se dividen
entre aquellos que incorporan la información de
control dentro de los paquetes de datos, in-band
signalling [6], y los que utilizan mensajes expresos
de control, out-of-band signalling.
Uno de los mecanismos de señalización más
extendidos es el protocolo RSVP [7], definido por el
IETF. Se trata de un mecanismo fuera de banda, outof-band signalling, que permite la reserva de
recursos de red extremo a extremo para tráfico
unicast y multicast. Se basa en la utilización de dos
mensajes PATH y RESV que recorren el camino
estableciendo una reserva en los nodos intermedios.
Sin embargo este mecanismo de señalización podría
no resultar muy adecuado para una red móvil ad-hoc
debido a la excesiva sobrecarga del protocolo y a la
falta de adaptación a la topología dinámica.
Otra propuesta a considerar sería la desarrollada por
el grupo de trabajo INSIGNIA [6]. El objetivo
principal es el soporte de servicios adaptativos, es
decir, aplicaciones con capacidad de adaptarse a
cambios en el ancho de banda disponible. Se basa en
señalización in-band, utilizando el campo de
opciones de la cabecera IP para indicar los requisitos
de recursos indicando ancho de banda mínimo y
máximo.
C. Encaminamiento QoS
Los protocolos de encaminamiento en redes ad-hoc
se pueden dividir en tres grupos: proactivos,
reactivos y basados en cluster. Los protocolos
proactivos son aquellos que mantienen una ruta hacia
todos los nodos, aunque en ese momento no se
utilicen. El caso de los protocolos reactivos intenta
optimizar el uso de ancho de banda descubriendo la
ruta hacia un destino sólo en el caso en que sea
necesario enviar un paquete. Finalmente los
protocolos basados en cluster son una mezcla de los
dos tipos que hemos visto, y se basan en definir
jerarquías entre los nodos de la red y mantener
información sobre la topología local.
Un protocolo de encaminamiento con capacidades
QoS debería intentar establecer una ruta que
satisficiese determinados requisitos de ancho de
banda, retardo, jitter, etc. Sin embargo, la topología
dinámica presente en redes ad-hoc hace que asegurar
estos parámetros sea una tarea muy complicada.
Inicialmente los protocolos reactivos serían más
interesantes gracias a su menor uso de recursos de
red (escasos en redes ad-hoc).
Probablemente este sea uno de los campos donde
menos trabajo se ha realizado, si bien existen ciertas
iniciativas con un futuro prometedor. A continuación
analizaremos una de estas propuestas llamada
CEDAR (Core-Extraction Distributed Ad-hoc
Routing, [8]).
C.1. CEDAR
Se trata de un protocolo de encaminamiento con
soporte de QoS basado en tres pilares básicos.
En primer lugar la extracción de núcleo permite
identificar un conjunto mínimo de nodos en la red
que formarán parte del núcleo. Todo nodo debe
formar parte del núcleo o ser vecino de un nodo del
núcleo. CEDAR propone un algoritmo para la
elección de los nodos que compondrán el núcleo de
la red, y define un proceso de pseudo-broadcast para
el intercambio de información entre los nodos del
núcleo. En la Figura 22 podemos ver un ejemplo de
topología lógica construida con CEDAR.
Figura 2. Topología en una red CEDAR
Otro de los pilares que componen CEDAR es la
propagación del estado de enlace, cuyo objetivo es
que cada nodo del núcleo conozco el estado y
topología de los enlaces locales, así como de los
enlaces más lejanos pero estables y con gran ancho
de banda.
Finalmente el último pilar de la propuesta CEDAR
es el cálculo de la ruta. Cuando una fuente desea
enviar tráfico a un destino, previamente manda un
mensaje indicando <origen, destino, ancho de banda
solicitado>. Esta información se propaga por el
núcleo a través del pseudo-broadcast, hasta que
alcanza el destino, mientras los nodos intermedios
comprueban la disponibilidad de ancho de banda en
cada salto intermedio.
D. Control de acceso al medio QoS
Los diferentes elementos, que hemos visto
anteriormente, involucrados en la provisión de QoS
no tendrían ningún sentido si el control de acceso al
medio (MAC) no nos proporcionase algún
procedimiento para la reserva de recursos.
Gran cantidad de protocolos MAC se han propuesto
para entornos wireless [10][11], si bien la mayoría
no ofrece la posibilidad de realizar una reserva de
recursos.
3.
Seguridad
3.1.
Introducción
Los requisitos de seguridad en una red móvil ad hoc
son los mismos que los existentes en redes
tradicionales, y se enumeran a continuación:
confidencialidad, integridad, autenticación, no
repudiación y disponibilidad. Sin embargo, las
características generales de una MANET de
topología dinámica, enlaces de ancho de banda
limitado y capacidad variable, limitaciones de
energía y capacidad de procesamiento en los nodos y
seguridad física limitada, hacen del cumplimiento de
los requisitos anteriores un problema mucho más
complejo de abordar, mostrando la dificultad de
diseñar una solución general en términos de
seguridad sobre un escenario móvil ad hoc.
La política de seguridad a aplicar en un entorno ad
hoc dependerá, en gran medida, de la aplicación y
del escenario concretos para los que se realiza el
despliegue de la red. Las propuestas de seguridad se
centran en aspectos concretos del problema. En [13]
se identifican tres aspectos clave que deberán ser
cubiertos por cualquier política de seguridad en
redes ad-hoc: sistemas de detección de intrusiones
(SDI),
seguridad
de
los
protocolos
de
encaminamiento y servicios de gestión de claves.
3.2.
Sistemas de detección de intrusiones
Las técnicas de prevención, tales como el cifrado y
la autenticación, son necesarias como primera línea
de defensa en una MANET. Sin embargo, una red
wireless ad-hoc presenta vulnerabilidades inherentes
que no son fácilmente previsibles. La detección de
intrusiones permite establecer una segunda línea de
defensa, y puede ser necesaria en beneficio del
requisito de disponibilidad.
En [14] los autores proponen una arquitectura
distribuida y cooperativa para la detección de
intrusiones que utiliza un modelo de detección de
anomalías. En el sistema propuesto, cada nodo de la
red ejecuta un agente SDI que monitoriza las
actividades locales al nodo. Si el SDI detecta una
intrusión a partir de las trazas locales inicia un
procedimiento de respuesta. Si detecta una anomalía,
pero no tiene una evidencia concluyente de que se
esté produciendo un ataque, puede iniciar un proceso
cooperativo con sus nodos vecinos, de modo que
puedan determinar finalmente si la intrusión ha
tenido o no lugar. Los autores proponen además una
estructura multicapa, en la que la detección se realiza
a diferentes niveles en la torre de protocolos.
En [15] se propone un SDI distribuido basado en
tecnología de agentes móviles. Un agente móvil es
una entidad software autónoma poco pesada y
dinámicamente actualizable que atraviesa la red y se
ejecuta sobre ciertos nodos. Los autores indican que
la tecnología de agentes es especialmente apropiada
en el caso de MANETs, dónde los recursos en forma
de ancho de banda en los enlaces y de capacidad en
los nodos pueden ser limitados. Se propone una
arquitectura no monolítica en la que las diferentes
funciones a realizar por el SDI se distribuyen entre
diferentes tipos de agentes, de modo que, finalmente,
la carga introducida por el SDI se distribuye de
forma eficiente entre los nodos de la red.
En cualquier caso, el empleo de técnicas de
detección dependerá siempre de las características de
la aplicación y del escenario concreto sobre el que
dicha aplicación se ejecuta. Dada la sobrecarga que
pueden introducir estos mecanismos, en términos de
transmisión sobre el medio wíreless y de
procesamiento y almacenamiento en los nodos, su
uso puede resultar justificable únicamente en
aplicaciones con fuertes requisitos de seguridad y en
las que los dispositivos involucrados dispongan de la
suficiente capacidad y autonomía como para que la
ejecución de un sistema de detección no imponga
una limitación no tolerable sobre las prestaciones
ofrecidas al usuario final. Por otro lado, los modelos
de detección tradicionales no son directamente
aplicables en este nuevo escenario. Las grandes
diferencias existentes con respecto a las redes
convencionales deberán ser tenidas en cuenta por
cualquier SDI aplicable en MANETs.
3.3.
Seguridad en el encaminamiento
Los nodos en una MANET actúan como routers,
participando en el protocolo de encaminamiento para
descubrir y mantener rutas a otros nodos de la red.
Así, mientras que en las redes tradicionales los
routers son administrados por operadores de
confianza, esto deja de ser cierto en redes wíreless
ad-hoc, en las que se espera que cada nodo que llega
a la red participe en la toma de decisiones. En
general, el objetivo de un algoritmo de
encaminamiento es establecer una ruta adecuada
entre cada par de nodos. Si el resultado de este
algoritmo es manipulado, el funcionamiento normal
de la MANET puede verse seriamente afectado,
actuando en contra del requisito de disponibilidad.
Por este motivo la seguridad en el encaminamiento
tiene un gran peso sobre la seguridad del sistema.
En [16] se indican una serie de criterios que debe
cumplir un protocolo de encaminamiento seguro.
Además, se identifican los principales ataques contra
los mecanismos de encaminamiento ad-hoc,
clasificándolos en pasivos y activos. En [17] los
ataques activos se clasifican a su vez en externos e
internos. Los ataques externos son realizados por
nodos que no pertenecen a la red. Estos ataques
incluyen la inyección de información errónea de
encaminamiento, reenvío de información de
encaminamiento antigua y distorsión de la
información de encaminamiento intercambiada entre
los nodos de la red. Las medidas de prevención, tales
como el cifrado y la autenticación, pueden establecer
la defensa contra este tipo de ataques. Los ataques
internos proceden de nodos comprometidos
pertenecientes red. Esta es una amenaza de mayor
gravedad, y los SDI pueden jugar un papel
fundamental en la detección de este tipo de ataques.
En [18] se indican un conjunto de técnicas para
diseñar algoritmos de encaminamiento ad-hoc
resistentes a intrusiones (TIARA). Estas técnicas son
independientes del algoritmo de encaminamiento, si
bien para su implementación los algoritmos de
encaminamiento ad-hoc deben ser modificados.
En [19] se propone un esquema que permite
construir redes ad-hoc resistentes a intrusiones. El
enfoque se basa en extender las capacidades de los
algoritmos de encaminamiento ad-hoc existentes sin
tener por ello que modificar dichos algoritmos. Esta
propuesta utiliza mecanismos TIARA.
En [20] se propone un algoritmo de encaminamiento
seguro, SRP, que proporciona información de
conectividad correcta, actualizada y autenticada a
cada par de nodos que desean establecer una
comunicación segura. Para ello, el único requisito es
la existencia de una asociación de seguridad entre el
nodo que inicia la comunicación y el nodo destino.
En [21] se describe otro protocolo de
encaminamiento seguro, SEAD, basado en parte en
el protocolo de encaminamiento ad-hoc DestinationSequenced Distance-Vector (DSDV). Los autores
indican que SEAD es robusto ante múltiples ataques
no coordinados que provocan un estado erróneo en
la información de encaminamiento de cualquier nodo
de la red.
En [22] se propone un algoritmo de encaminamiento
seguro bajo demanda, ARIADNE, basado en el uso
de criptografía simétrica de elevada eficiencia.
3.4.
Servicios de gestión de claves
El empleo de técnicas de cifrado y de firmas
digitales como mecanismos de prevención requiere
el uso de claves criptográficas, que serán utilizadas
por las partes comunicantes. El servicio de gestión
de claves asiste a los nodos en el proceso de
comunicación, permitiendo establecer relaciones de
confianza entre las entidades que se comunican. Con
frecuencia, este servicio es proporcionado por un
tercero de confianza, en el que confían todos los
nodos de la red. Típicamente, en el caso de sistemas
criptográficos de clave pública, el tercero de
confianza suele ser una autoridad de certificación
(AC).
En [23] se propone un esquema threshold (K,N), que
permite distribuir las funciones de la AC entre un
subconjunto de nodos de una red con N nodos. El
sistema contiene tres tipos de nodos: clientes,
servidores y combinadores. Los nodos cliente son los
usuarios del servicio de gestión de claves. Los nodos
servidores
y
combinadores,
conjuntamente,
proporcionan la funcionalidad de la AC. Cada nodo
servidor mantiene una clave que le permite generar
certificados parciales. Los nodos combinadores, que
son también servidores, combinan certificados
parciales para formar un certificado válido. Cuando
el cliente desea renovar su certificado, solicita la
renovación al menos a K nodos servidores. Si la
solicitud es tramitada, cada nodo servidor genera un
nuevo certificado parcial. Los certificados parciales
son enviados a un combinador, que genera un
certificado válido para el cliente. Los certificados de
todos los clientes son almacenados por los nodos
servidores, de modo que éstos actúan también como
repositorios de claves.
En [24] se propone un esquema threshold (K, N)
similar al anterior, sólo que ahora las funciones de la
AC se distribuyen entre todos los nodos de la red, y
no entre un subconjunto de nodos servidores
especializados.
En [25] se propone una solución similar a PGP,
donde los certificados son generados por los
usuarios, sin necesidad de una AC. Cada nodo
almacena un conjunto reducido de certificados
correspondientes a las claves públicas de nodos que
considera válidas. Cuando dos nodos desean
autenticar la clave pública del otro, lo hacen en base
a los certificados que mantienen mediante un
protocolo Shortcut Hunter, propuesto por los
autores, basado en el fenómeno pequeño mundo.
En [26] se propone un servicio de gestión de claves
basado en criptografía simétrica. Los nodos de la red
comparten una clave secreta de grupo, que se utiliza
para tareas de autenticación y para generar claves de
cifrado. La clave de grupo no expira, mientras que
las claves de cifrado se actualizan en periodos
regulares. Este esquema es adecuado en redes con
nodos de capacidad limitada, en los que la
criptografía pública resulta excesivamente pesada.
En [27] y [28] se proponen esquemas para el
acuerdo de claves entre nodos de redes ad-hoc
localizadas sobre escenarios concretos.
Las propuestas anteriores permiten establecer un
servicio de gestión de claves en un entorno ad-hoc.
Sin embargo, la implementación final de estos
servicios dependerá en gran medida de la capacidad
de los nodos de la red, que en una MANET puede
ser limitada. El desarrollo de propuestas que tengan
en cuenta estas limitaciones puede ser una de las
líneas de trabajo futuras en este apartado.
4.
Descubrimiento de servicios
4.1.
Descripción
Las redes ad-hoc están intrínsicamente ligadas con el
concepto de computación ubicua. Existe una
tendencia a que cualquier equipo tenga capacidades
de proceso. Esos equipos tendrán capacidades de
comunicación y normalmente se comunicarán
formando una red ad-hoc. Cada uno de esos equipos
tendrá servicios muy específicos como, por ejemplo,
medir la temperatura de una sala u ofrecer un sistema
de aire acondicionado. En ese entorno, formado por
redes ad-hoc, donde multitud de equipos ofrecerán
multitud de servicios los mecanismos para descubrir
servicios cobran una especial relevancia.
Podemos caracterizar el problema como sigue. Las
aplicaciones identifican los servicios usando
números de puertos o nombres pero no direcciones
IP. El problema consiste en casar esos descriptores
de servicio con las direcciones IP de las máquinas
que los ofrecen.
4.2.
Estado del arte
Actualmente existen distintos protocolos de
descubrimiento de servicios pero, en general,
enfocados a redes con infraestructura estable y poco
adaptados a redes ad-hoc.
Los protocolos de descubrimiento más conocidos
junto con sus características se exponen en la
siguiente tabla.
Tabla 1. Protocolo de descubrimiento de servicios
Las soluciones para redes ad-hoc están limitadas a
redes muy pequeñas y no consideran aspectos como
QoS o elección de los servidores más “cercanos” al
cliente.
En la actualidad existen dos corrientes es cuanto a
las arquitecturas para descubrimiento de servicios en
redes ad-hoc:
El peticionario y el oferente del servicio pueden
tener una relación inmediata o directa. Dicha
relación se puede establecer de forma “activa”, es
decir cuando el cliente quiere descubrir un servicio
hace difusión en toda la red y el/los oferentes de ese
servicio le responden. También se puede establecer
de forma “pasiva”, es decir, los oferentes de
servicios los anuncian por difusión periódicamente a
la red. La gran ventaja de ambos formas es que
siguen un modelo peer-to-peer (entre iguales). Para
descubrir un servicio sólo interviene el oferente y el
peticionario, no intervienen terceras identidades.
Esto es idóneo en redes ad-hoc pues no se necesitan
nodos especiales –que actúan como terceros- y,
además, no hay ningún nodo que sea critico; si algún
nodo falla, sólo se pierden los servicios que él
ofrece.
Pero este método tiene un gran
inconveniente y es que usa difusión. En el caso de
una red ad-hoc esto puede inundar la red, por lo que
es necesario buscar otras soluciones.
Estas consisten en que la relación entre el
peticionario y el oferente del servicio no sea directa,
sino que interviene una tercera identidad, un nodo
que actúa como servidor de descubrimiento de
servicios. Decimos que es una relación “mediada”.
En este caso ya no se necesita usar difusión para
descubrir o anunciar servicios. Las ventajas e
inconvenientes son los simétricos al anterior caso.
Esto requiere que uno o varios nodos se comporten
como servidores en la red. Evidentemente, no se usa
un solo servidor de descubrimiento de servicios, se
usan varios, descentralizando el sistema para repartir
carga y ser más robusto frente a caídas en los nodos
que trabajan como servidores.
4.3.
Líneas de trabajo
Las dos aproximaciones anteriores cuentan con
numerosos trabajos abiertos. En el primer caso, se
investiga sobretodo en reducir el número de
mensajes a enviar y en realizar mecanismos para
lograr que los mensajes de difusión generen los
menos paquetes posibles, como se puede ver en el
trabajo de En el segundo caso, los esfuerzos se
centran en replicar los servidores y distribuir la
carga, ya que estos servidores serán nodos de la red
que, voluntariamente, aceptan prestar este servicios.
Pero actualmente, los resultados obtenidos se basan
en simulación, y en entornos con pocos nodos.
Además aspectos como la seguridad, particularmente
los aspectos de autenticación y autorización están
aún por desarrollar. En cuanto a proyectos de
investigación hay varios. Citaremos, a modo de
ejemplo 0, 0 y 0.
Ligar la autorización al descubrimiento de servicios,
este es un aspecto de vital importancia, ya que no
tiene sentido descubrir servicios que uno luego no
está autorizado a usar. El mayor escollo es que en las
redes ad-hoc no hay una infraestructura de
distribución de claves o de certificados de seguridad,
mecanismos empleados hoy en día para garantizar la
autenticidad tal como se ha visto en la sección 3.4 de
este mismo artículo.
5. Conclusiones
El auge de las redes móviles ad-hoc y sus especiales
características han provocado la aparición de gran
cantidad de grupos de investigación para afrontar el
desarrollo de los tradicionales servicios que
podemos usar en Internet. En este artículo se han
analizado tres de los principales servicios de valor
añadido que estarán presentes en las redes móviles
ad-hoc: calidad de servicio seguridad y
descubrimiento de servicios.
Los requisitos de las actuales aplicaciones
multimedia hacen necesario que la red deba proveer
cierto nivel de QoS al usuario. Si bien este problema
está prácticamente resuelto en redes fijas, las
especiales características de las redes móviles ad-hoc
hacen necesario un nuevo estudio para afrontar este
problema. Principalmente, la topología dinámica y
los escasos recursos de los nodos hacen necesario
que la carga del mecanismo de provisión de QoS sea
lo más ligero posible, en cuanto a carga de
procesamiento (CPU), como de recursos de red
(ancho de banda).
En el artículo se han identificado cuatro
componentes básicos para el soporte de QoS:
modelo, señalización, encaminamiento, y acceso al
medio. La cooperación de todos estos componentes
determinará la capacidad y rendimiento del
mecanismo de provisión de calidad de servicio.
Con respecto a la seguridad, debemos destacar que
los requisitos de seguridad son especialmente
difíciles de abordar en una red móvil ad-hoc, debido
fundamentalmente a las características propias de su
naturaleza. Estas características imponen una serie
de restricciones que hacen que las técnicas de
seguridad empleadas en redes convencionales no
puedan ser aplicables directamente en este nuevo
entorno. Por otro lado, la elaboración de una política
de seguridad de carácter general es un problema de
gran complejidad. Habitualmente, las técnicas de
seguridad a introducir dependerán de la aplicación
concreta para la que se realiza el despliegue de la
red.
En este documento se ha indicado el estado del arte
en tres de los aspectos claves que deberán ser
cubiertos por cualquier política de seguridad
aplicable en una MANET: detección de intrusiones,
encaminamiento seguro y gestión de claves.
En cuanto al descubrimiento de servicios, este
aspecto es vital en una red que estará formada por
múltiples equipos con cada uno características muy
específicas y debiendo cooperar y conocerse entre
ellos para ser de utilidad al usuario. En redes con
infraestructura este problema cuenta con diversa
soluciones y está a la espera de encontrar una que se
acaba universalizando. Pero en redes ad-hoc hay que
cubrir múltiples nuevos aspectos. Las dos corrientes
son las que usan modelos directos y modelos
mediados. Si se usan modelos directos los problemas
a resolver son básicamente cómo reducir el número
de mensajes y como conseguir mecanismos de
difusión eficientes. Si se usan modelos “mediados”
hay que idear formas para replicar los nodos
servidores y distribuir la carga entre ellos.
Referencias
[1] Network Working Group. S. Corson, J.
Macker. “Mobile Ad hoc Networking
(MANET): Routing Protocol Performance
Issues and Evaluation Considerations”. RFC
2501, 1999.
[12] C.R. Lin et al., “MACA/PR: An Asynchronous
Multimedia Multihop Wireless Network”,
Proceedings of IEEE Infocom’97
[13] Zheng Yan Networking. "Security in ad hoc
networks".
http://citeseer.nj.nec.com/536945.html
[14] Y. Zhang, W. Lee. "Intrusion detection in
wireless ad-hoc networks". Mobile Computing
and
Networking,
275-283,
2000.
http://citeseer.nj.nec.com/zhang00intrusion.htm
l
[15] O. Kachirski, R. Guha. “Intrusion detection
using mobile agents in wireless ad hoc
networks“. Proceedings of the IEEE Workshop
on Knowledge Media Networking, 153 -158,
2002.
[2] Internet Engineering Task Force: MANET
Working Group, “Mobile Ad-hoc Networks”.
http://www.ietf.org/html.charters/manetcharter.html, manet@ietf.org
[16] J. Lundberg. "Routing security in ad hoc
networks".
http://citeseer.nj.nec.com/400961.html
[3] Wu et al., “QoS Support in Mobile Ad Hoc
Networks”, University of Alberta
[17] V. Kärpijoki. "Security in ad hoc networks".
http://citeseer.nj.nec.com/karpijoki01security.ht
ml
[4] IETF,
Intserv
Working
Group
http://www.ietf.org/html.charters/intservcharter.html
-
[5] IETF,
Diffserv
Working
Group
http://www.ietf.org/html.charters/diffservcharter.html
-
[6] Lee et al., "INSIGNIA: An IP-Based Quality of
Service Framework for Mobile Ad Hoc
Networks”, Journal of Parallel and Distributed
Computing, April 2000
[7] R. Braden et al., “Integrated Services in the
Internet Architecture – an Overview”, IETF
RFC 1663, June 1994
[8] R. Sivakumar et al., “CEDAR: a CoreExtraction Distributed Ad hoc Routing
Algorithm”, IEEE Journal on selected areas in
communication, August 1999
[9] P. Sinha et al., ”CEDAR: a Core-Extraction
Distributed Ad hoc Routing Algorithm”, IEEE
Infocom’99, New York. March 1999
[10] P. Karn, “MACA – A new Channel Access
Method for Packet Radio”, Proc. ARRL/CRRL
Amateur Radio Ninth Computer Networking
Conf., 1990
[11] Fullmer et al., “Floor Acquisition Multiple
Access (FAMA) for Packet-radio Networks”,
Proc. SIGCOMM’95, Cambridge, 1995
[18] R. Ramanujan, A. Ahamad; J. Bonney, R.
Hagelstrom, K. Thurber. “Techniques for
intrusion-resistant ad hoc routing algorithms
(TIARA)”. Proceedings of IEEE Military
Communications Conference (MILCOM'00),
vol.2, Los Angeles, CA, USA, 22-25, 2000.
[19] R. Ramanujan, S. Kudige, S. Takkella, T.
Nguyen, F. Adelstein. “Intrusion-resistant ad
hoc wireless networks”. MILCOM 2002.
Proceedings , vol 2 , 890 -894, 2002.
[20] P. Papadimitratos, Z. J. Haas. “Secure routing
for mobile ad hoc networks”. Proceedings of
SCS Communication Networks and Distributed
Systems Modeling and Simulation (CNDS),
2002.
[21] Y-C. Hu, D. B. Johnson, A. Perrig. “Secure
efficient distance vector routing in mobile
wireless ad hoc networks”. Proceedings of the
4th IEEE Workshop on Mobile Computing
Systems and Applications (WMCSA), 2002.
[22] Y-C. Hu, A. Perrig, D. B. Johnson. “Ariadne: a
secure on-demand routing protocol for ad hoc
networks”. Proceedings of the 8th ACM
International Conference on Mobile Computing
and Networking (MobiCom), 2002.
[23] L. Zhou, Z. J. Haas. “Securing ad hoc
networks”. IEEE Networks, vol. 13, issue 6,
1999.
[24] H. Luo, S. Lu. “Ubiquitous and robust
authentication services for ad hoc wireless
networks”. Technical Report 200030, UCLA
Computer Science Department, 2000.
[25] J-P. Hubaux, L. Buttyán, S. Capkun. “The quest
for security in mobile ad hoc networks”. ACM,
2001.
[26] S. Basagni, K. Herrin, E. Rosti, D. Bruschi.
“Secure pebblenets”. ACM, 2001.
[27] D. Balfanz, D. K. Smetters, P. Stewart, H. Chi
Wong. “Talking to strangers: authentication in
ad-hoc wireless networks”. Internet Society,
Conference Proceeding of NDSS Conference
2002.
[28] N. Asokan, P. Ginzboorg. “Key agreement in ad
hoc networks”. Computer Communications,
vol. 23, 2000.
[29] Jiangchuan Liu, Kazem Sohraby, Qian Zhang,
Bo Li, and Wenwu Zhu, “Resource Discovery
in Mobile Ad Hoc Networks”
[30] Nitin Nahata, “Efficient Resource Discovery
for Large-Scale Ad hoc Networks Using
Contacts”
[31] Epidemic Routing for Partially-Connected Ad
Hoc Networks Amin Vahdat and David Becker
Duke University
[32] L. Wachowski, A Wachowski, “The Matrix”,
1999. Estados Unidos