| A. Ciências Exatas e da Terra - 2. Ciência da Computação - 10. Redes |
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Avaliação de Desempenho e de Consumo de Energia de Três Protocolos de Roteamento de Redes Ad Hoc |
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| Eduardo Martinelli Galvão de Queiroz 1 |
| Sarita Mazini Bruschi 1 |
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| (1. Universidade de São Paulo - USP) |
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| INTRODUÇÃO: |
Nos últimos anos o avanço das redes wireless tornou-se muito evidente. Este crescente uso da tecnologia está relacionado a suas qualidades e a principal é, justamente, a possibilidade de movimentação durante o uso de um aparelho com tecnologia de comunicação móvel. Esta tecnologia também apresenta dificuldades técnicas, como o alcance das placas wireless.
As chamadas redes locais são aquelas que funcionam com a comunicação entre os computadores ou entre estes e alguma(s) estação (ões) de radio base (Base Statio Service (BSS)). Quando os computadores comunicam-se apenas entre si, estas redes locais recebem o nome de redes ad hoc. Como as placas wireless têm alcance limitado, cada computador precisa ter conhecimento de seus computadores vizinhos para, por meio deles, estabelecer a comunicação com algum nó fora de seu alcance. Com isso, cada computador também tem que ser roteador para ele mesmo e assim, um protocolo de roteamento de redes ad hoc tem que ser executado em todos os nós da rede.
O uso de redes ad hoc pode ser variado, como a sua utilização por executivos de uma empresa em uma reunião, estudantes realizando uma aula interativa ou mesmo o uso para coordenar esforços depois de algum desastre, como um terremoto. O objetivo deste trabalho foi a avaliação de desempenho e de consumo de energia de três protocolos de redes ad hoc (DSR, DSDV e AODV) por meio da simulação deste tipo de rede na ferramenta NS-2 (Network Simulator). |
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| METODOLOGIA: |
O método usado foi a implementação de uma simulação de movimentação de 25 nós em uma rede ad hoc distribuída em uma área de 640.000 metros quadrados (800m X 800m). Entre estes nós, foram simulados cenários com 5, 10 e 20 conexões com tráfego CBR (com taxa de envio de 4 pacotes/s e tamanho de 512 bytes) e no final de cada simulação cada valor de métrica foi apurado. Cada simulação teve duração de 500 segundos. As métricas utilizadas para a avaliação de desempenho foram o delay médio, a percentagem de pacotes entregues e o overhead gerado pelos protocolos. Para o consumo de energia, foram aferidos a energia total gasta por cada nó e esta dividida entre energia de roteamento e energia de tráfego CBR. Os dados obtidos para cada dado de métrica foram o resultado da média de 4 simulações.
A movimentação dos nós é realizada levando-se em conta os chamados tempos de pausa. O tempo de pausa é o tempo em que um nó fica parado até que uma nova posição seja escolhida para a sua movimentação, que é realizada com uma velocidade escolhida uniformemente entre 0 e 20m/s. Os tempos de pausa para este trabalho foram de 0, 100, 200, 300, 400 e 500 segundos. A ferramenta NS-2 foi utilizada para a implementação das simulações e para a apuração dos resultados utlizou-se a ferramenta TraceGraph e a linguagem AWK. |
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| RESULTADOS: |
Para o desempenho dos protocolos, os resultados motram que o protocolo DSDV apresenta menores valores de delay. A maior percentagem de entrega ficou por parte do protocolo AODV. O protocolo DSR apresentou o menor overhead para 5 conexões e o AODV apresentou o maior para todos os números de conexões. Para o consumo de energia, a conclusão do menor consumo de energia entre os três protocolos fica restrita a situação da qual se está se tratando, já que os resultados dos três protocolos mostram grande variação com as mudanças de parâmetros utilizadas. Em geral, o protocolo DSDV apresentou os menores consumos para baixos tempos de pausa, com o aumento do consumo conforme o crescimento destes tempos. Os demais protocolos apresentaram comportamento inverso, ou seja, mostraram uma diminuição do consumo conforme o aumento dos tempos de pausa. |
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| CONCLUSÕES: |
De uma maneira geral, todos os três protocolos mostraram-se eficientes em pelo menos um conjunto de parâmetros adotados. Mas uma indicação final sobre qual melhor protocolo em um contexto geral seria equivocado. Esta indicação precisa levar em conta o cenário considerado e seu conjunto de parâmetros.
O uso do protocolo AODV pode ser indicado para aplicações que fazem uso de video-conferência, já que este protocolo mantém uma alta percentagem de entrega de pacotes para todos os tempos de pausa e número de conexões. Uma indicação prática possível para o protocolo DSDV é para aquelas aplicações que fazem uso intensivo de comunicação com áudio e que não sofrem grande mudanças topológicas durante seu uso. Um baixo delay para estas aplicações é muito importante, pois evita problemas quando na espera de uma resposta em um diálogo, por exemplo. Para o consumo de energia e uma rede que sofre constantes modificações em sua topologia ao longo do tempo (ou seja, vai ter tempos de pausa pequenos), como na movimentação de pessoas em uma área militar, o protocolo mais indicado é o DSDV, já que apresenta, para este cenário, o menor consumo de energia total entre os três protocolos. Na situação oposta, com uma baixa mobilidade (e conseqüentemente tempos de pausa maiores), como na comunicação de pessoas dentro de um escritório, a melhor escolha fica entre os protocolos DSR e AODV, dependendo do caso considerado. |
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Instituição de fomento: FAPESP
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Redes Wireless Ad Hoc; Avaliação de Desempenho; Simulação de Redes. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |
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