Achieving efficient routing in constrained networks with unidirectional links through Software Defined Networking. (2020)
- Authors:
- Autor USP: ALVES, RENAN CERQUEIRA AFONSO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PCS
- Subjects: PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO; INTERNET DAS COISAS; SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: As Redes de Sensores Sem Fio são compostas por dispositivos restritos, sujeitos a baixa oferta de energia, capacidade de processamento limitada e quantidade de memória reduzida. O enlace de comunicação entre dois dispositivos pode se tornar unidirecional devido a diferenças de potência de transmissão, antenas não isotrópicas ou heterogeneidade de dispositivos; contudo, o uso destes enlaces pode reduzir o tamanho de rotas de comunicação, economizando recursos. O objetivo desta pesquisa é projetar protocolos que permitam usar estes enlaces, atendendo aos requisitos impostos pela limitação de recursos dos dispositivos. O paradigma de Redes Definidas por Software foi utilizado para solucionar este desafio, uma vez que o controle centralizado deste paradigma facilita o cálculo de rotas com enlaces unidirecionais, de forma genérica e sem recorrer a estratégias de inundação de pacotes. Para tanto, foram projetados algortimos de descoberta de vizinhos e descoberta de controlador necessários para o funcionamento de Redes de Sensores Definidas por Software. Primeiramente, algoritmos simples foram projetados para demonstrar a viabilidade da proposta; em seguida, estes algortimos foram aprimorados para proporcionar escalabilidade. Experimentos com dispositivos foram executados para verificar a ocorrência de enlaces unidirecionais, enquanto que os algoritmos propostos foram implementados e testados em um ambiente simulado/emulado. Os testes foram realizados em redes de 16 até 100 nós, dispostos em grade ou aleatoriamente. Cada cenário foi variado de quatro formas: todos os enlaces bidirecionais, enlaces unidirecionais selecionados aletoriamente, dispositivos com alcance aumentado e controlador da rede com alcance para todos os dispositivos da rede. Como base de comparação, foi utilizado o algoritmo de descoberta baseado no protocolo Collect,comumente utilizado em Redes de Sensores Definidas por Software. O uso de enlaces unidirecionais proporcionou taxa de entrega de pacotes de ao menos 90%, enquanto que o protocolo Collect apresentou taxa de entrega inferior a 50%, considerando os cenários com enlaces unidirecionais contemplados pelos experimentos executados. Por fim, um algoritmo de ciclo de trabalho de rádio assíncrono foi projetado, tanto quanto sabemos, o primeiro a oferecer suporte a enlaces unidirecionais. A análise dos experimentos contemplando ciclo de trabalho de rádio revelou que o uso de enlaces unidirecionais traz benefícios se os enlaces forem de longo alcance.
- Imprenta:
- Data da defesa: 21.10.2020
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ABNT
ALVES, Renan Cerqueira Afonso. Achieving efficient routing in constrained networks with unidirectional links through Software Defined Networking. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-17122020-103717/. Acesso em: 02 out. 2024. -
APA
Alves, R. C. A. (2020). Achieving efficient routing in constrained networks with unidirectional links through Software Defined Networking. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-17122020-103717/ -
NLM
Alves RCA. Achieving efficient routing in constrained networks with unidirectional links through Software Defined Networking. [Internet]. 2020 ;[citado 2024 out. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-17122020-103717/ -
Vancouver
Alves RCA. Achieving efficient routing in constrained networks with unidirectional links through Software Defined Networking. [Internet]. 2020 ;[citado 2024 out. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-17122020-103717/ - Redes de sensores sem fio: análise de desempenho da camada de enlace
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