Impementing and extending the Optimized Link State Routing Protocol Andreas T°nnesen

168 Pages·2013·3.05 MB·English

UNIVERSITY OF OSLO
Department of Informatics
Impementing and
extending the
Optimized Link
State Routing
Protocol
Andreas Tłnnesen
UniK University Graduate Center
University of Oslo
[email protected]
Abstract
AMANETisamulti-hopad-hocwirelessnetworkwherenodescanmovearbitraryinthetopology.The
networkhasnogiveninfrastructureandcanbesetupquicklyinanyenvironment. TheOptimizedLink
StateRouting(OLSR)protocolisaroutemanagementprotocolforsuchmobileadhocnetworks.
ThisstudypresentstheworkofimplementingtheOLSRroutingprotocol. Theimplementationisdone
inamodularfashion,allowingfortheuseofexternalplugins.
Also, this study analyzes certain extensions to the protocol done in relation to the implementation, in-
cludingInternetconnectivity,securityandauto-configuration. Moretechnicalimplementationdesigns
arealsocovered.
i
Preface
ThisthesisiswrittenasapartofmymasterdegreeinComputerScienceattheUniversityofOslo,Institute
ofInformatics.ThethesisiswrittenatUniKUniversityGraduationCenter.
Ihavealwayshada deepinterestforhowstuffworksunderthehood,andthisespeciallyappliestocom-
puternetworks.Implementing,extendingandexperimentingwithaMANETroutingprotocolhasbeenthe
perfectassignmentforme. Ithasbeenalotofchallenging,hardwork,butatthesametimeithasbeenvery
rewardingandfun.
Throughmyworkonthismaster,Ihavelearnedalotaboutroutingprotocolsandlow-levelnetworkpro-
grammingontheGNU/Linuxplatform. IhavebeenallowedtoworkfreelyandtopursuitanynewideaI
havecomeupwith. Forgivingmesuchfreedominmywork,andforhisguidance,Iwouldliketothank
AndreasHafslund. IwouldalsoliketothankPaalEngelstad,JonE.AnderssonandRoarB.RotvikwhoI
havebeenworkingwithontheextensionsofOLSR.MythanksalsogoestoProf. ØyvindKureandKnut
Øvsthus.
Also a special thanks to my wife Margareth, for her patience with me spending endless hours hacking
computers.
AndreasTønnesen,
Oslo,August1st,2004
ii
Contents
1 Introduction 2
1.1 Implementationwork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Chapteroverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Mobilead-hocnetworks 4
2.1 Ad-hocnetworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.1 Wirelesscommunication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.2 TraditionalIProuting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.3 TheMANETIETFworkinggroup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1.4 MANETandMobileIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 MANETroutingprotocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1 Reactiveprotocols-AODV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.2 Proactiveprotocols-OLSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.3 Hybrids-ZRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.4 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 OLSR-corefunctionality 11
3.1 Nodeaddressing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Informationrepositories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2.1 Timeouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3 Controltraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3.1 Packetformat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3.2 Messagetypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4 MultipointRelaying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.1 Multipointrelaying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.2 ForwardingOLSRtraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.3 Linksetoptimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5 Usingmultipleinterfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.6 Neighbordiscovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6.1 Linksensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6.2 Neighbordetection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6.3 Twohopneighbordetection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6.4 MPRSelectordetection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.7 Linkstatedeclaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.7.1 AdvertisedNeighborSequenceNumber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.7.2 Populatingthetopologyset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.8 RouteCalculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.9 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
iii
4 Auxiliaryfunctionality 24
4.1 Externalaccess-HNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1.1 HNA-messageformat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1.2 HNA-messageprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.1.3 HNA-routecalculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.2 Link-layernotifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.3 Linkhysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.4 TCredundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.5 MPRredundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5 Implementationbackground 29
5.1 Technical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2.1 olsr.org . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.3 Implementationoverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.4 Aboutthesource-code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5 Portability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.6 Toolsused . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.7 Reallifeusage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.7.1 TheWizardsofOsexperiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.7.2 Otherusage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.8 Relatedwork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.8.1 Otherprotocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6 Implementingcorefunctionality 34
6.1 Generalimplementationissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6.1.1 Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6.1.2 Configurationfile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6.1.3 PacketsandOLSRdefinitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1.4 Communicatingwiththekernel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1.5 Configuringnetworkinterfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.1.6 Updatingthekernelroutingtable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.2 Controltraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.1 BroadcastingOLSRpackets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.2 IPaddressfiltering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.3 Directingoutgoingtraffic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.3 IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.3.1 OlsrdIPdata-type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.3.2 ConfiguringinterfacesusingIPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.3.3 IPv6multicast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.3.4 IPv6sockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.3.5 Routingtableupdate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.4 Thesocketparser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.5 Thepacketparser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.6 Informationrepositories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.6.1 Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.6.2 Liststructures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.6.3 Detectingchanges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.7 Thescheduler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.7.1 Dataintegrity-mutexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.8 Maintainingstate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.8.1 Sequencenumbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.8.2 Duplicateset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.8.3 Linksensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
iv
6.8.4 One-andtwo-hopneighborsensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.8.5 MPRregistrationandcalculation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.8.6 Topologyset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.8.7 MIDset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.8.8 Routecalculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.9 Declaringstate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.9.1 GeneratingHELLO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.9.2 GeneratingTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.9.3 GeneratingMID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.10 Forwardingtraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.11 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7 Implementingauxiliaryfunctionality 56
7.1 HNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.1 GeneratingHNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.2 HNAset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7.1.3 HNAroutecalculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7.1.4 HNAandIPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.2 Linkhysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.2.1 Alongperiodofsilence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.2.2 Missingsequencenumber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.2.3 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.3 MPRredundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.4 TCredundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.5 Linklayernotification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.6 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
8 Olsrdplug-ins 62
8.1 Plugins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
8.1.1 Olsrdplugins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
8.2 Theplugininterface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
8.3 Twoexampleplugins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
8.3.1 Thepower-statusplugin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
8.3.2 ThedynamicInternetgatewayplugin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
8.4 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
9 AGUIfront-end 69
9.1 AGraphicalUserInterface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
9.1.1 Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
9.1.2 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
9.1.3 Communicatingwitholsrd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
9.2 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
10 Usageanalysis 74
10.1 Localresourceusage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
10.1.1 CPUusage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
10.1.2 Memoryusage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
10.1.3 Optimizingcode-profilingexecution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
10.2 Networkresourceusage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
10.2.1 Controltrafficoverhead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
10.3 Reallifetesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
v
11 SecuringOLSR 81
11.1 Computernetworksecurity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
11.1.1 SecurityinWLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
11.1.2 OLSRandsecurity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
11.1.3 Relatedwork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
11.2 Areallifeexample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
11.2.1 Thescenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
11.2.2 Implementationoftheattack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
11.3 SecureOLSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
11.3.1 Signatures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
11.3.2 Keymanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
11.3.3 Timestampsandfreshness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
11.3.4 Timestampexchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
11.3.5 Workingontimestamps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
11.3.6 Robustness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
11.4 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
11.4.1 Interceptingincomingtraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
11.4.2 Interceptingoutgoingtraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
11.4.3 Timestampexchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
11.5 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
12 Self-configuringnetworks 91
12.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
12.2 Duplicateaddressdetection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
12.3 Pro-ActiveAuto-config . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
12.3.1 Basicoperation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
12.4 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
12.4.1 PAAclient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
12.4.2 PAAserver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
12.4.3 PAAOLSR-plugin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
12.5 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
13 Gatewaytunneling 100
13.0.1 RoutingInternettraffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
13.1 HNAproblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
13.1.1 HNAandheterogeneousnodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
13.1.2 NetworkAddressTranslation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
13.2 Gatewaytunneling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
13.3 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
13.3.1 Basicoperation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
13.3.2 Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
13.4 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
14 Conclusions 107
14.1 Combiningtheextensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
14.2 SuggestionsforRFC3626updates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
14.2.1 Linkhysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
14.2.2 HNAmessageformat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
14.2.3 HNAandheterogeneousnodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
14.2.4 Multiplegateways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
14.2.5 MIDprocessing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
14.2.6 Suggestedintervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
14.3 Futurework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
14.4 Finalconclusionsfromtheauthor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
vi
Appendices 116
A olsrdconfigurationfile 117
B olsrdmanualpage 121
C olsr_protocol.h 124
D TheUniK-OLSRpluginlibrary 132
E SecureextensiontotheOLSRprotocol 137
F IPAddressAutoconfigurationForMobileAd-HocNetworks 142
G InternetConnectivityforMulti-HomedProactiveAdHocNetworks 150
vii
List of Figures
2.1 Atraditionalbasestationschemecomparedtoanah-hocmulti-hopnetwork. . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Ascenariothatcanleadtothe“countingtoinfinity” problem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3 ApossiblepathforaroutereplyifAwishestofind aroutetoJ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4 AZRPscenarioshowing thezonesofnodeAandnodeJusingarvalueof2. Withinthezonesa
pro-activeroutingprotocolisusedwhileare-activeprotocolisusedbetweenzones. . . . . . . . . 9
2.5 ThedifferentcomponentsoftheZoneRoutingProtocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1 ThegenericOLSRpacket. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 Floodingapacketinawirelessmulti-hopnetwork.Thearrowsshowalltransmissions. . . . . . . . 14
3.3 Flooding a packet in a wireless multi-hop network from the center node using MPRs(black). The
arrowsshowalltransmissions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4 Floodingapacketinawirelessmultihopnetwork. Thearrowsshowthewayinformationispassed,
notalltransmissions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.5 Flooding a packet in a wireless multihop network from the center node using MPRs(black). The
arrowsshowthewayinformationispassed,notalltransmissions. . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6 NodeAhasselectedtheblacknodesaritsMPRs.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.7 AnOLSRroutednetwork.ThegraynodesarechosenasMPRsbyoneormoreneighbor. . . . . . . 17
3.8 TheOLSRMIDmessage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.9 AtypicalneighbordiscoverysessionusingHELLOmessages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.10 TheOLSRHELLOmessage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.11 the8bitLinkCodefield. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.12 NodesAandBrunsOLSRonmultipleinterfaces.Busestheaddressofb1asitsmainaddress.Nodes
DandCrunsonsingleinterfaces(d1andc1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.13 theOLSRTopologyControlmessageformat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.14 OLSRinformationrepositoriesrelationoverview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.1 AnodeintheMANETannouncesitselfasagatewaytoInternetforthenodesintheMANET.Thisis
donebyHNAmessaging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.2 TheHostandNetworkAssociationmessage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.3 AwouldaddBasitsInternetgateway. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.4 ThelinkissettosymmetricattimeAandsettoasymmetricattimeB.. . . . . . . . . . . . . . . 27
4.5 ThecenternodehaschosentheblacknodesasMPRsusingaMPR_COVERAGEparameterof1. . . 28
4.6 ThecenternodehaschosentheblacknodesasMPRsusingaMPR_COVERAGEparameterof2.Not
alltwohopneighborsarecoveredbytwoMPRssincetheyareonlyreachablethroughoneonehop
neighbor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1 olsrdmainoverview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.1 Thesocketparser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.2 ThesocketparserinitsinitialstatepassingallOLSRtraffic tothepacketparser. . . . . . . . . . . 41
6.3 Overviewofthepacket-parser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.4 Alinkedlist. Itcanbeone-waylinkedonlyfollowingthefulllinesordouble-linked followingthe
dashedlinesaswell.Thelastelementmaypointtothefirst orsomepredefined valuelikeNULL. . . 43
viii
6.5 Aexampleofabalancedbinary-tree. Asearchwillneverexceedthedepthofthetreeinnumberof
seeks.Inthisexample,alookupwillneverresultinmorethan5seeks. . . . . . . . . . . . . . . 44
6.6 PartofaB-tree.Alldataisactuallystoredintheleafnodes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.7 Theolsrdgenericdataindex. Astaticlistofindexesthatisusedforhashing,whereeachentryisthe
rootelementinadouble-linkedlist. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.8 Overview of the olsrd scheduler. When the scheduler polls it records a timestamp t . When all
1
operations for that poll is done, a second timestampt is recorded. The scheduler then sleeps for
2
pollinterval(cid:0)(t2(cid:0)t1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.9 Thepartsofthecodeprotectedbythemutex. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.10 Theconnectionbetweentheone-andtwo-hopneighborsets. Alllistsaredoublelinkedwithstatic
rootelements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.11 Asituationwhereallnodeswillregisterredundanttwohopneighbors. . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.12 AsituationwhereBregisterstheaddressesofAastwoseparatenodesbeforereceivingaMIDfrom
AifAusesinterface1saddressasitsmainaddress. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.13 Node Ais runningolsrd on twonetwork interfaces. Interface 1is wirelesswhileinterface 2 is an
Ethernetinterface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.1 AsituationwherenodeAshouldkeepastableInternetgatewaybyeitherusingG1orG2,andnot
alterbetweenthem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7.2 AIPv6HNApacketcontainingonenetworkannouncementcontaininganetmaskcomparedtoone
containingtheprefix length.Thisprefix approachcouldalsobeusedonIPv4HNAmessages. . . . 58
7.3 TheIWspyregistrationbasedonanIPaddress.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
8.1 Exampleofhowaplugininterceptsanapplicationandaddsitsownprogramflow. . . . . . . . . . 63
8.2 AnexampleofhowaplugincanenabletheOLSRdaemontoworkasarelayforbroadcasting. The
Localapplicationandtheplugincommunicateusinginterprocesscommunication. . . . . . . . . . 64
8.3 Aplugincanmanipulatevirtuallyeverypartoftheolsrdaemon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
8.4 Theplugininitializationprocess. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
8.5 Themessageformatusedbythepower-statusplugin. Thisdataissentasthedatapartofaregular
OLSRmessage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
9.1 Themainscreendisplaysalistofknownnodesandinformationaboutthem. . . . . . . . . . . . . 70
9.2 ThepacketscreenoffersOLSRpacketsniffing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
9.3 TheroutescreendisplaysallactiveOLSRroutes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
9.4 Thesettingsscreendisplaysinformationaboutthelocalnodessettings. . . . . . . . . . . . . . . 72
9.5 TheinternaldesignoftheolsrdGUIclient. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
10.1 Thetestsetupusedforlocalusagetesting. ThelinksfromAtoBandCarealtering(thelinkalters
betweenA->BandA->Cevery45seconds).NodeGannouncesInternetconnectivity. . . . . . . . 75
10.2 AtopologysetupusedforOLSRoverheadregistration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
10.3 OverheadofOLSRcontroltraffic atthetestnetworksetupatWoS3. . . . . . . . . . . . . . . . 80
11.1 Thescenariousedforthereallifeimplementationoftheattackdescribedinsection11.2.1. NodeB
hasInternetconnectivityanddeclaresitselfasaHNAgatewaytotheInternet. . . . . . . . . . . . 84
11.2 What node B in the scenario from figure 11.1 sees when requesting http://www.slashdot.org in its
localwebbrowser.Thisisobviouslyaforgedversionoftherealslashdotpage.Notethehostnamein
theaddressbar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
11.3 Thebasicsignaturemessageasusedintheimplementation. Thisissentasthemessagebodyofan
olsrmessage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
11.4 Thetimestampexchangechallengemessage.Thisissentasthemessagebodyofanolsrmessage. . 85
11.5 Thetimestampexchangechallenge-responsemessage. Thisissentasthemessagebodyofanolsr
message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
11.6 The timestamp exchange response-responsemessage. This is sent as the message body of an olsr
message. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
ix