Upload
internet
View
108
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Redes Ubíquas AvançadasRedes Ubíquas Avançadas
Luís Henrique Maciel Kosmalski CostaLuís Henrique Maciel Kosmalski [email protected]@gta.ufrj.br
Depto. de Eletrônica e de Computação - Escola PolitécnicaDepto. de Eletrônica e de Computação - Escola Politécnica
Programa de Engenharia Elétrica - COPPEPrograma de Engenharia Elétrica - COPPE
Apoio: CNPq, CAPES, FAPERJ e FUJB.
IntroduçãoIntrodução
Redes Sem FioRedes Sem Fio MobilidadeMobilidade Baixo custoBaixo custo de infra-estrutura de infra-estrutura
UbiqüidadeUbiqüidade Em qualquer lugar Em qualquer lugar A qualquer momentoA qualquer momento
Em casa: Redes DomésticasEm casa: Redes Domésticas
Acesso à InternetAcesso à Internet Em todos os cômodosEm todos os cômodos
Em vários aparelhosEm vários aparelhos
SensoresSensoreso SegurançaSegurançao ConfortoConforto
Em várias mídiasEm várias mídiaso Cabeamento telefônico, elétrico (Cabeamento telefônico, elétrico (baixo custobaixo custo))
Acesso à InternetAcesso à Internet Em todos os cômodosEm todos os cômodos
Em vários aparelhosEm vários aparelhos
SensoresSensoreso SegurançaSegurançao ConfortoConforto
Em várias mídiasEm várias mídiaso Cabeamento telefônico, elétrico (Cabeamento telefônico, elétrico (baixo custobaixo custo))
Na cidade: Redes em Malha Sem FioNa cidade: Redes em Malha Sem Fio
Extensão da Internet convencionalExtensão da Internet convencional Cenários de aplicaçãoCenários de aplicação
Campi universitáriosCampi universitários Redes comunitáriasRedes comunitárias
Extensão da Internet convencionalExtensão da Internet convencional Cenários de aplicaçãoCenários de aplicação
Campi universitáriosCampi universitários Redes comunitáriasRedes comunitárias
Redes em Malha Sem FioRedes em Malha Sem Fio
Backbone formado por roteadores Backbone formado por roteadores sem fiosem fio Encaminhamento por múltiplos saltosEncaminhamento por múltiplos saltos
Alta conectividadeAlta conectividade
Meio compartilhadoMeio compartilhadoo Controle de acesso ao meioControle de acesso ao meio
Desafios das Redes em MalhaDesafios das Redes em Malha
Capacidade de transmissão limitadaCapacidade de transmissão limitada
InterferênciaInterferência
EscalabilidadeEscalabilidade
Capacidade de transmissão limitadaCapacidade de transmissão limitada
InterferênciaInterferência
EscalabilidadeEscalabilidade
Wireless Proactive Routing (WPR)Wireless Proactive Routing (WPR)
Redução da sobrecarga de controleRedução da sobrecarga de controle
Particularidades da Rede em MalhaParticularidades da Rede em Malha
o Roteadores estacionáriosRoteadores estacionários
o Tráfego concentrado na direção Tráfego concentrado na direção do do gatewaygateway
− Topologia semelhante a uma árvoreTopologia semelhante a uma árvore
Algoritmo de Inundação ControladaAlgoritmo de Inundação Controlada
Idéia chaveIdéia chave Concentrar as mensagens Concentrar as mensagens
de roteamento nos de roteamento nos enlaces mais usadosenlaces mais usados
Nó i Nó i Encaminha mensagens dos Encaminha mensagens dos
ascendentes (Aascendentes (Aii) e ) e
descendentes (Ddescendentes (Dii))
Ai
Nó i
Algoritmo de Inundação ControladaAlgoritmo de Inundação Controlada
Di
Nó i
Idéia chaveIdéia chave Concentrar as mensagens Concentrar as mensagens
de roteamento nos enlaces de roteamento nos enlaces mais usadosmais usados
Nó i Nó i Encaminha mensagens dos Encaminha mensagens dos
ascendentes (Aascendentes (Aii) e ) e
descendentes (Ddescendentes (Dii))
No carro: Redes VeicularesNo carro: Redes Veiculares
Reprodução do Car-to-Car Consortium (http://www.car-to-car.org)
ComunicaçãoComunicação Entre veículos (V2V – Entre veículos (V2V – vehicle to vehiclevehicle to vehicle)) Entre veículos e infra-estrutura (V2R – Entre veículos e infra-estrutura (V2R – vehicle to roadsidevehicle to roadside))
ComunicaçãoComunicação Entre veículos (V2V – Entre veículos (V2V – vehicle to vehiclevehicle to vehicle)) Entre veículos e infra-estrutura (V2R – Entre veículos e infra-estrutura (V2R – vehicle to roadsidevehicle to roadside))
Redes VeicularesRedes Veiculares
AplicaçõesAplicações SegurançaSegurança ConveniênciaConveniência
Com infra-estruturaCom infra-estrutura
Sem infra-estruturaSem infra-estrutura Redes ad hoc veiculares (VANETs – Redes ad hoc veiculares (VANETs – Vehicular Ad Vehicular Ad
Hoc NetworksHoc Networks))
AplicaçõesAplicações SegurançaSegurança ConveniênciaConveniência
Com infra-estruturaCom infra-estrutura
Sem infra-estruturaSem infra-estrutura Redes ad hoc veiculares (VANETs – Redes ad hoc veiculares (VANETs – Vehicular Ad Vehicular Ad
Hoc NetworksHoc Networks))
VANETsVANETs
DesafiosDesafios Alta mobilidade dos nósAlta mobilidade dos nós
Tempo de contatoTempo de contato
Comunicação por múltiplos saltosComunicação por múltiplos saltos
o Quebra de conexõesQuebra de conexões
Soluções propostasSoluções propostas Novos padrões, p. ex. IEEE 802.11pNovos padrões, p. ex. IEEE 802.11p
Protocolos de roteamentoProtocolos de roteamento
VVehicular Pehicular Peereer Selection Algorithm Selection Algorithm (Veer)(Veer)
Aplicação-alvoAplicação-alvo Sistemas par-a-par (P2P) de transferência de Sistemas par-a-par (P2P) de transferência de
arquivosarquivos
EstratégiaEstratégia Agendar transferênciasAgendar transferências Evitar quebras de conexõesEvitar quebras de conexões
CenárioCenário Trajetórias conhecidasTrajetórias conhecidas
ResultadosResultados Aumento da taxa de entrega de dadosAumento da taxa de entrega de dados
Aplicação-alvoAplicação-alvo Sistemas par-a-par (P2P) de transferência de Sistemas par-a-par (P2P) de transferência de
arquivosarquivos
EstratégiaEstratégia Agendar transferênciasAgendar transferências Evitar quebras de conexõesEvitar quebras de conexões
CenárioCenário Trajetórias conhecidasTrajetórias conhecidas
ResultadosResultados Aumento da taxa de entrega de dadosAumento da taxa de entrega de dados
Medidas ExperimentaisMedidas Experimentais
Estudo de viabilidade das VANETsEstudo de viabilidade das VANETs Estudo de viabilidade das VANETsEstudo de viabilidade das VANETs
Equipamentos convencionaisEquipamentos convencionais Laptop “no colo”Laptop “no colo” Placas de rede IEEE802.11 Placas de rede IEEE802.11
PCMCIAPCMCIA Sem antena externaSem antena externa
Equipamentos convencionaisEquipamentos convencionais Laptop “no colo”Laptop “no colo” Placas de rede IEEE802.11 Placas de rede IEEE802.11
PCMCIAPCMCIA Sem antena externaSem antena externa
CenárioCenário
Ilha do Fundão Ilha do Fundão (UFRJ)(UFRJ)
Pouco tráfegoPouco tráfego (a maior parte do (a maior parte do
tempo)tempo)
Ilha do Fundão Ilha do Fundão (UFRJ)(UFRJ)
Pouco tráfegoPouco tráfego (a maior parte do (a maior parte do
tempo)tempo)
CenárioCenário
Veículos viajando em Veículos viajando em direções opostasdireções opostas
Velocidade constanteVelocidade constante
Veículos viajando em Veículos viajando em direções opostasdireções opostas
Velocidade constanteVelocidade constante
Resultados ExperimentaisResultados Experimentais
Velocidades maioresVelocidades maiores Contatos mais curtosContatos mais curtos
Adaptações necessáriasAdaptações necessárias IEEE 802.11IEEE 802.11 TCPTCP
Velocidades maioresVelocidades maiores Contatos mais curtosContatos mais curtos
Adaptações necessáriasAdaptações necessárias IEEE 802.11IEEE 802.11 TCPTCP
Quantidade total de dados transferidos em um contato, em média, usando UDP e IEEE 802.11g.
Velocidade Tamanho do pacote de dados
150 Bytes 500 Bytes 1460 Bytes
20 km/h 4,9 MB σ = 0,9 MB 9,2 MB σ = 1,2 MB 10,8 MB σ = 3,4 MB
40 km/h 1,9 MB σ = 0,4 MB 4,6 MB σ = 0,5 MB 4,8 MB σ = 1,7 MB
60 km/h 1,6 MB σ = 0,4 MB 3,5 MB σ = 1,1 MB 2,8 MB σ = 1,7 MB
Direções Futuras em VANETsDireções Futuras em VANETs
Medidas experimentaisMedidas experimentais Aplicações P2P são viáveisAplicações P2P são viáveis
Outras aplicaçõesOutras aplicações JogosJogos Gerenciamento de tráfegoGerenciamento de tráfego Prevenção de acidentesPrevenção de acidentes ......
Medidas experimentaisMedidas experimentais Aplicações P2P são viáveisAplicações P2P são viáveis
Outras aplicaçõesOutras aplicações JogosJogos Gerenciamento de tráfegoGerenciamento de tráfego Prevenção de acidentesPrevenção de acidentes ......
Em lugares ermos: DTNsEm lugares ermos: DTNs
Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões (DTNs - (DTNs - Delay and Disruption Tolerant Delay and Disruption Tolerant NetworksNetworks))
Cenários desafiadoresCenários desafiadores Conexão intermitenteConexão intermitente Ausência de caminho fim-a-fimAusência de caminho fim-a-fim Longos atrasos de propagaçãoLongos atrasos de propagação
Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões (DTNs - (DTNs - Delay and Disruption Tolerant Delay and Disruption Tolerant NetworksNetworks))
Cenários desafiadoresCenários desafiadores Conexão intermitenteConexão intermitente Ausência de caminho fim-a-fimAusência de caminho fim-a-fim Longos atrasos de propagaçãoLongos atrasos de propagação
Cenários de DTNsCenários de DTNs
Conectividade intermitenteConectividade intermitente Conectividade intermitenteConectividade intermitente
Ausência de um caminho fim-a-fimRede A Rede B
Cenários de DTNsCenários de DTNs
Conectividade intermitenteConectividade intermitente Conectividade intermitenteConectividade intermitente
200 km
Quiosque Internet
Cenários de DTNsCenários de DTNs
Atrasos de propagação (Atrasos de propagação (muitomuito) longos) longos Redes interplanetáriasRedes interplanetárias
Atrasos de propagação (Atrasos de propagação (muitomuito) longos) longos Redes interplanetáriasRedes interplanetárias
Terra
Vênus
Júpiter
Marte
Sol
Distância do SolDistância do Sol
VênusVênus 0,72UA0,72UA
TerraTerra 1UA1UA
MarteMarte 1,52UA1,52UA
JúpiterJúpiter 5,20UA5,20UA
Unidade Astronômica (UA) = 149.598.000 km
Velocidade da luz = 300.000 Km/s
~
~
Terra – JúpiterTerra – Júpiter
Distância Máxima = 6,20UADistância Máxima = 6,20UA 51 min51 min
Distância Mínima = 4,20UADistância Mínima = 4,20UA 35 min35 min
Em Direção à Internet UbíquaEm Direção à Internet Ubíqua
Redes sem fioRedes sem fio MobilidadeMobilidade Baixo custoBaixo custo
Desafio: RobustezDesafio: Robustez Falha dos nósFalha dos nós EscalabilidadeEscalabilidade InterferênciasInterferências Conexões intermitentesConexões intermitentes Grandes atrasosGrandes atrasos
Redes sem fioRedes sem fio MobilidadeMobilidade Baixo custoBaixo custo
Desafio: RobustezDesafio: Robustez Falha dos nósFalha dos nós EscalabilidadeEscalabilidade InterferênciasInterferências Conexões intermitentesConexões intermitentes Grandes atrasosGrandes atrasos
ReferênciasReferências
Redes em MalhaRedes em Malha Campista, M. E. M., Passos, D. G., Esposito, P. M., Moraes, I. M., de Albuquerque, C. Campista, M. E. M., Passos, D. G., Esposito, P. M., Moraes, I. M., de Albuquerque, C.
V. N., Saade, D. C. M., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - V. N., Saade, D. C. M., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Routing Metrics and Protocols for Wireless Mesh Networks", in IEEE Network, ISSN "Routing Metrics and Protocols for Wireless Mesh Networks", in IEEE Network, ISSN 0890-8044, vol. 22, no. 1, pp. 6-12, January 2008. 0890-8044, vol. 22, no. 1, pp. 6-12, January 2008.
Campista, M. E. M., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "WPR: Um Protocolo Campista, M. E. M., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "WPR: Um Protocolo de Roteamento Pró-ativo Adaptado às Redes em Malha Sem Fio", to appear in XXVI de Roteamento Pró-ativo Adaptado às Redes em Malha Sem Fio", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008. Brazil, May 2008.
Redes VeicularesRedes Veiculares Cavalcanti, S. R., Campista, M. E. M., Abdesslem, F. B., Costa, L. H. M. K., and Cavalcanti, S. R., Campista, M. E. M., Abdesslem, F. B., Costa, L. H. M. K., and
Amorim, M. D. - "VEER: Um Algoritmo de Seleção de Pares em Redes Ad Hoc Amorim, M. D. - "VEER: Um Algoritmo de Seleção de Pares em Redes Ad Hoc Veiculares", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - Veiculares", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008. SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008.
DTNsDTNs Oliveira, C. T., Moreira, M. D. D., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. Oliveira, C. T., Moreira, M. D. D., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O.
C. M. B. - "Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões", in Minicursos do Simpósio C. M. B. - "Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões", in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2007, Belém, PA, Brazil, May 2007. Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2007, Belém, PA, Brazil, May 2007.
Redes em MalhaRedes em Malha Campista, M. E. M., Passos, D. G., Esposito, P. M., Moraes, I. M., de Albuquerque, C. Campista, M. E. M., Passos, D. G., Esposito, P. M., Moraes, I. M., de Albuquerque, C.
V. N., Saade, D. C. M., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - V. N., Saade, D. C. M., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Routing Metrics and Protocols for Wireless Mesh Networks", in IEEE Network, ISSN "Routing Metrics and Protocols for Wireless Mesh Networks", in IEEE Network, ISSN 0890-8044, vol. 22, no. 1, pp. 6-12, January 2008. 0890-8044, vol. 22, no. 1, pp. 6-12, January 2008.
Campista, M. E. M., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "WPR: Um Protocolo Campista, M. E. M., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "WPR: Um Protocolo de Roteamento Pró-ativo Adaptado às Redes em Malha Sem Fio", to appear in XXVI de Roteamento Pró-ativo Adaptado às Redes em Malha Sem Fio", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008. Brazil, May 2008.
Redes VeicularesRedes Veiculares Cavalcanti, S. R., Campista, M. E. M., Abdesslem, F. B., Costa, L. H. M. K., and Cavalcanti, S. R., Campista, M. E. M., Abdesslem, F. B., Costa, L. H. M. K., and
Amorim, M. D. - "VEER: Um Algoritmo de Seleção de Pares em Redes Ad Hoc Amorim, M. D. - "VEER: Um Algoritmo de Seleção de Pares em Redes Ad Hoc Veiculares", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - Veiculares", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008. SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008.
DTNsDTNs Oliveira, C. T., Moreira, M. D. D., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. Oliveira, C. T., Moreira, M. D. D., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O.
C. M. B. - "Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões", in Minicursos do Simpósio C. M. B. - "Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões", in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2007, Belém, PA, Brazil, May 2007. Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2007, Belém, PA, Brazil, May 2007.
Obrigado!Obrigado!
Perguntas?Perguntas? Perguntas?Perguntas?
http://www.sbrc2008.ufrj.brhttp://www.sbrc2008.ufrj.brhttp://www.sbrc2008.ufrj.brhttp://www.sbrc2008.ufrj.br
Coordenação Geral:Coordenação Geral:
Artur Ziviani, LNCCArtur Ziviani, LNCC Luís Henrique M. K. Costa, UFRJLuís Henrique M. K. Costa, UFRJ
Célio Vinicius N. de Albuquerque, UFFCélio Vinicius N. de Albuquerque, UFF Marcelo G. Rubinstein, UERJMarcelo G. Rubinstein, UERJ
Coordenação Geral:Coordenação Geral:
Artur Ziviani, LNCCArtur Ziviani, LNCC Luís Henrique M. K. Costa, UFRJLuís Henrique M. K. Costa, UFRJ
Célio Vinicius N. de Albuquerque, UFFCélio Vinicius N. de Albuquerque, UFF Marcelo G. Rubinstein, UERJMarcelo G. Rubinstein, UERJ