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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Um protocolo de roteamento tolerante a interrupções de comunicação para redes sem fios móveis em cenários de emergência
Authors: Vinicius Fernandes Soares Mota
First Advisor: Jose Marcos Silva Nogueira
First Referee: Célio Vinicius Neves de Albuquerque
Abstract: Em cenários críticos e de emergência, tais como em desastres naturais, tecnológicos ou causados pelo homem, equipes de resgate podem formar redes móveis ad hoc para suprir a carência de infra-estrutura de comunicação. Em uma rede móvel ad hoc os nós secomunicam sem nenhum ponto de acesso fixo, necessitando para isto, que o nó destino esteja ao alcance de transmissão do nó emissor ou que algum outro nó intermediário possa reencaminhar a mensagem. Porém, a comunicação nesses cenários é suscetível a interrupções bem maiores que as redes tradicionais como a Internet. As redes tolerantes a atrasos e interrupções {Delay/Disruption Tolerant Network -DTN) são uma abordagem proposta para situações em que a comunicação é intermitente. Uma DTN suporta interrupções de comunicação armazenando as mensagens e repassando-as quando voltar haver a conexão. Devido à necessidade de retenção temporáriadas mensagens, os nós devem possuir recursos disponíveis para armazenamento de mensagens. Os protocolos de roteamento Epidêmico e PROPHET têm bom desempenho quando há recurso de armazenamento alto, porém na maioria dos dispositvos móveis os recursos ainda são escassos. Esta dissertação apresenta um protocolo de roteamento tolerante a interrupções de comunicação, denominado HIGROP {HIerarquical Group ROuting Protocol). O HIGROP tem como objetivo aumentar a taxa de entrega de dados em redes intermitentessem afetar o número de mensagens extras enviadas na rede {overhead de comunicação). Pelo nosso conhecimento, o HIGROP é o primeiro protocolo de roteamento em DTNs que utiliza um modelo hierárquico numa rede em que os nós tenham movimentos arbitrários. O HIGROP agrupa os nós vizinhos e elege um líder para cada grupo. As mensagens são transmitidas ao nó líder e este é responsável por entregá-las ao destino ou repassá-las a um outro grupo. Analisamos o HIGROP utilizando um modelo de mobilidade que reflete propriedades de cenários de emergência e verificamos por meio de simulações que o HIGROP teve até 65% de melhoria nas taxas de entrega, comparadoaos algoritmos Epidêmico e Prophet, quando o buffer de armazenamento de mensagens é limitado e é escalável. O overhead de comunicação ficou praticamente constante em todos os cenários analisados.
Abstract: In critical and emergency scenarios, such as natural disasters, technological or man made, first-responders can building mobile ad hoc networks addressing the lack of network communication infrastructure. In a mobile ad hoc network nodes communicate without the need of a fixed access point. Perhaps, communication in such scenarios may become susceptible to long interruptions. The Delay/Disruption Tolerant Networks are a proposal approach when communication is intermittent. The DTN support communication disruption storing messages and fowarding it when a connection occurs. Due the requirement of storing capability, the nodes must have available resources to store messages. The Epidemic and PROPHET routing protocols have good perfomance when the nodes has a high buffer storage capability, perhaps in the most mobile devices storage resources has tight storage resource. This dissertation presents a disruptiont tolerant communication routing protocol, called HIGROP {HIerarquical Group ROuting Protocol). The HIGROP has as goal increase message delivery rate in a disruption network without having an impact on the communication overhead, optimizing the use of the nodes resource. To our best knowledge, HIGROP is the first protocol that build a hierarquical model to mademessage routing with in a network wich node has arbitrary movements. The HIGROP cluster neighbors nodes and elect a leader for each clustere. The messages are only forwarding to a leader node and leader become responsible to message delivery to the destination or to a foreign node cluster. We compare HIGROP to other similar protocols using a group mobility model for such disasters scenarios in a simulation tool. We noticed that HIGROP has up to 65% better message delivery rate than Epidemic and Prophet protocols when messagestorage buffer is limited and it is scalable. The communication overhead keeps stable in all analyzed scenarios.
Subject: Redes de computadores Protocolos
Computação
Sistemas de computação sem fio
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KRNPZ
Issue Date: 13-Jul-2009
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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