Datenanalyse im Wireless Mesh Network (Opennet)

Art der Arbeit: Studienarbeit (dann mit reduziertem Umfang), Diplomarbeit oder Masterarbeit

Beschreibung: Das Rostocker Opennet ist ein komplexes Mesh-Netzwerk mit zur Zeit ca. 200 Knoten, mehreren Gateways ins Internet und verschiedenen Netzwerkebenen. Es wird durchgehend OLSR als Routing-Protokoll eingesetzt. Als Metrik kommt ETX zum Einsatz. Wie bei Linkstate-Verfahren ĂŒblich sind die Topologie-Informationen in allen Knoten vorhanden. An einer zentralen Stelle im Netzwerk werden die von OLSR definierten und regelmĂ€ĂŸig von allen Knoten versendeten Topology Control Nachrichten minĂŒtlich aufgezeichnet. Diese Nachrichten enthalten die QualitĂ€tsparameter der einzelnen Links zwischen jeweils zwei Knoten als "Link Quality" und "Neighbor Link Quality".

Einige Beispieldaten sind auf http://opsci.informatik.uni-rostock.de/ zu finden.

Pro Minute fallen etwa 600 bis 650 DatensĂ€tze an - entsprechend der Anzahl der zum jeweiligen Zeitpunkt bekannten aktiven Links - ein Datensatz hat die Form (time, this_ip, other_ip, lq, nlq). Die Aufzeichnungen laufen seit Juli 2009.

Die Daten bieten eine ganze Reihe von Möglichkeiten, abgeleitete KenngrĂ¶ĂŸen zu bestimmen. Beispielsweise:

  • An- und Abschalt-AktivitĂ€ten von Knoten
  • Aktuell geltende Routen
  • StabilitĂ€t der Routen ĂŒber verschiedene ZeitrĂ€ume (z.B. nutzbar, um die AgilitĂ€t des Routing-Protokols zu justieren)
  • RoutenĂ€nderungen durch Ausfall einzelner Knoten
  • RoutenĂ€nderungen durch Verschlechterung einzelner Links
  • VerfĂŒgbarkeit des Netzwerks an einzelnen Knoten
  • Wichtigkeit einzelner Knoten fĂŒr die Erreichbarkeit anderer Knoten (vermutlich nutzbar fĂŒr Netzplanung und gezielte VerstĂ€rkung einzelner Verbindungen, Flaschenhals-Analyse)
  • Anzahl und QualitĂ€t von Alternativrouten, Risikoanalyse fĂŒr einzelne Knoten

Desweiteren sind noch folgende Informationen in anderen Datenbanken vorhanden, die sich mit den genannten ETX-Daten kombinieren lassen:

  • Uptime, Paketverluste, Datenaufkommen und gemessene Interferenzen
  • Geografische Position der Knoten

Die genannten KenngrĂ¶ĂŸen sollen aus den vorhandenen Langzeitdaten ermittelt werden. Eine erste Interpretation der Daten ist wĂŒnschenswert.

Mögliche Teilaspekte bei der Bearbeitung sind ebenso die statistische Auswertung, die grafische PrĂ€sentation der genannten KenngrĂ¶ĂŸen und die Definition von einschlĂ€gigen Maßangaben, z.B. fĂŒr die StabilitĂ€t der Routen ĂŒber die Zeit.

Es sind folgende Teilaufgaben notwendig:

  • Einarbeitung in die Thematik

  • Auswahl der jeweils zu betrachtenden Daten (SQL-Datenbank)

  • Nachbau des Routing-Algorithmus' (Dijkstra)

  • Sammlung von Erkenntnissen zur Bedeutung der einzelnen KenngrĂ¶ĂŸen auf die beim Nutzer zu erwartende NetzqualitĂ€t

  • Aufstellen von Statistiken ĂŒber einen lĂ€ngeren Zeitraum

  • Erste Interpretation der gewonnenen abgeleiteten KenngrĂ¶ĂŸen

Die genaue Festlegung des Themas erfolgt in Abstimmung mit den Betreuern unter BerĂŒcksichtigung eventuell schon an andere Studenten vergebener Themengebiete. Eine gemeinsame Bearbeitung verschiedener Teilthemen durch mehrere Studenten ist unter UmstĂ€nden möglich.

Literatur (erster Einstieg, wird ergÀnzt):

    • Beschreibung von OLSR und Vergleich der dabei zum Einsatz kommenden Metriken

    • Beschreibung der TC-Nachrichten

    • Datenbanken und Optimierung von Anfragen

    Betreuer: Dr. Thomas Mundt

    Kontakt: E-Mail an thm(at)informatik.uni-rostock.de

    Voraussetzungen: Einfachste Grundlagen Statistik, Programmierkenntnisse zur Abfrage und Auswertung der Daten (SQL, Programmiersprache), Ausreichende Programmierkenntnisse zum Nachbau des Routing-Algorithmus'