Roteamento utilizando potencial de entrega em redes tolerantes a atrasos

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Nunes, Cristina Moreira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Informáca; BR; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
• Palavras-chave em Português: INFORMÁTICA; REDES DE COMPUTADORES; ROTEAMENTO - REDES DE COMPUTADORES; PROTOCOLOS DE APLICAÇÃO SEM FIO (PROTOCOLOS DE REDE DE COMPUTAÇÃO); CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5111

Redes Tolerantes a Atrasos (Delay Tolerant Network - DTN) são redes sujeitas a interrupções frequentes, altos atrasos e elevadas taxas de erro. Nessas redes os nodos são móveis e fazem o papel de roteadores, armazenando e fazendo o repasse das mensagens que precisam ser entregues. O foco deste trabalho está nas redes DTN estocásticas, nas quais as mudanças topológicas não são conhecidas e surgem técnicas para tentar aumentar a probabilidade de sucesso no roteamento, utilizando conhecimento histórico do comportamento da rede na tomada da decisão. As redes DTN possuem algumas semelhanças com as redes ad hoc, mas devido às constantes disrupções que ocorrem nas redes DTN, o problema do roteamento é tratado de forma diferente. Em cenários esparsos, devido à falta de conectividade dos nodos, as redes DTN apresentam maior percentual de mensagens entregues, a custo de maiores atrasos. Um estudo comparando esses dois tipos de redes é realizado por este trabalho, comprovando esse aspecto. Este trabalho propõe três variações de um protocolo de roteamento para redes DTN estocásticas que utiliza uma métrica chamada de potencial de entrega usada na decisão do repasse das mensagens. O potencial de entrega é uma medida histórica que indica o número de encontros em que os nodos estão envolvidos em um período de tempo. No intuito de aumentar a probabilidade de encontrar o destinatário, a estratégia prioriza o roteamento a nodos que tenham um número alto de encontros. O protocolo inicial é chamado de APRP (Adaptive Potential Routing Protocol ) e, em comparação com outros protocolos para o mesmo tipo de rede, apresenta um percentual de mensagens entregues equivalente a esses protocolos, com um overhead bastante reduzido, especialmente para redes esparsas (importantes em DTN). Uma variação do APRP utiliza um mecanismo de confirmação de mensagens já entregues com o intuito de liberar espaço em buffer para mensagens novas. Tal variação é chamada de APRP-Ack e apresenta desempenho superior ao APRP, ao custo de um aumento no atraso médio na entrega das mensagens. Por fim, é proposto o APRP-Group, com o objetivo de reduzir o atraso gerado pelo APRP e APRP-Ack. O APRP-Group busca identificar grupos de nodos com potenciais de entrega similares e decidir sobre o repasse das mensagens com base em tais grupos. Este protocolo apresenta uma redução significativa no atraso de entrega, se comparado ao APRP e APRP-Ack, mantendo baixos os custos de comunicação e mantendo ou melhorando níveis de entrega. Os diferentes protocolos foram simulados em um ambiente específico para DTN e comparados com protocolos da literatura, especialmente com o Spray and Wait devido ao seu alto desempenho reportado na literatura.