Uma Ferramenta para avaliar a Analise de Sensibilidade da RSSF

Aluno: Antônio Vicente (avld@cin.ufpe.br)

Orientador: Nelson Rosa

Resumo

● Introdução● Visão Geral● Fatores e Parâmetros● Configuração● Arquitetura● Conclusão

Introdução

● A Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) é formada por milhares de pequenos equipamento chamados de nós sensores

● Esses nós sensores possuem recursos limitados– Por exemplo, Memória RAM é de 8 Kb

● Principalmente, eles usam baterias não recarregáveis

Introdução

● Por exemplo:– Agregação– Multisaltos– Dormir / Acordar– Cluster

● Por exemplo:– Multiplos Caminhos– Broadcasting– Redundância– Retransmissão

PowerConsumption

ReliabilityX

Problema

Como criar uma rede que consuma pouca energia e tenha uma boa confiabilidade?

Uma ferramenta pode avaliar diversas topologias (combinações) da RSSF até encontrar uma configuração ideal.

Visão Geral

Conf. T3

T2

T1

...

Tn

M3

M2

M1

...

Mn

R3

R2

R1

...

Rn

R

T

Topologiada RSSF

Modelosda RSSF

ResultadosMelhor

ResultadoConfiguração

1 2 3 4 5

Manual

Automático

Editor Gerenciador EditorTradutor Avaliador

Fatores e Parâmetros

● Fatores: é uma coleção de características da RSSF agrupadas por semelhaça

– Por exemplo, Nó sensor é uma coleção de nível de bateria, alcance do rádio, tamanho do pacote, entre outras coisas

● Parâmetros: representam as características dos fatores

– Obrigatório: todas as RSSF possuem essa características

● Por exemplo, toda rede precisa usar um protocolo de roteamento!

– Auxiliares: complementa um parâmetro obrigatório

● Por exemplo, multiplos caminhos e agregação de dados são estratégias não obrigatórias na RSSF e, por isso, elas são parâmetros auxiliares

● Elas só irão aparecer quando um determinado protocolo de roteamento for selecionado

Fatores e ParâmetrosSeis grandes fatores

● Foram definidos seis fatores:– Sensor Node

● Representa: nó sensor● Parâmetros: nível da bateria, alcance do radio, tamanho do

pacote, taxa de falha do hardware e do sistema operacional

– Application Layer● Representa: aplicação do nó sensor● Parâmetros: caminho do código fonte da aplicação

– Transport Layer● Representa: a camada de transporte● Parâmetros: nome do protocolo usado

Fatores e ParâmetrosSeis grandes fatores

– Network Layer● Representa: camada de rede (roteamento)● Parâmetros: nome do protocolo usado

– Link Layer● Representa: camada de enlace (MAC)● Parâmetros: nome do protocolo usado

– Sensor Deployment● Representa: implantação do nós sensores● Parâmetros: nome da estrategia usada, tamanho da rede e

quantidade de nós sensores

Configuração

● Para executar a analise de sensibilidade, é necessário seguir duas regras:– A primeira regra é configurar todos os fatores– A segunda regra determina que pelo menos um

dos fatores tenha mais de uma configuração com pelo menos um parâmetro com um valor diferente um do outro

● Se uma dessa regras não for seguida, a analise de sensibilidade não será efetuada– Devido o calculo para criar as topologias da RSSF

Configuração

● Calculo para encontrar o número de topologia (T):

T = SN * AL * TL * NL * LL * SD

– Onde SN, AL, TL, NL, LL e SD são o número de configurações dos fatores Sensor Node, Application Layer, Transport Layer, Network Layer, Sensor Deployment (respectivamente)

Configuração

● Assim, se a quantidade de:– um fator for igual à zero, o número de topologias

será igual à zero (nenhum topologia será criada)– todos os fatores for igual á um, o número de

topologias será igual à um, impossibilitando avaliar o impacto de um fator no consumo de energia e na confiabilidade da RSSF

● Adicionalmente, esse calculo é usado pelo Gerenciador!

ArquiteturaAntigamente

Editor

Ambiente de Desenvolvimento e Avaliação

Tradutor AvaliadorEditor

Antigamente, a arquitetura era assim.Funcionava, mas era inflexível e lenta!

ArquiteturaAtualmente

Manager

Editor

Ambiente de Desenvolvimento e Avaliação

Tradutor AvaliadorEditor

ArquiteturaAtualmente

Gerenciador

Editor

Ambiente de Desenvolvimento e AvaliaçãoTradutor Avaliador

Editor

Tradutor

Editor

AvaliadorAvaliador

AvaliadorAvaliador

AvaliadorAvaliador

Gerenaciador

ArquiteturaAtualmente

Características:- Escalável- Permite várias instâncias da mesma ferramenta- Balanceamento de Carga- Comunicação assíncrona entre as ferramentas- Avaliação em Paralelo- Boa Performance na avaliação!

ArquiteturaAtualmente

Manager

Editor

Ambiente de Desenvolvimento e Avaliação

Tradutor AvaliadorEditor

CriaConfiguração

GeraTopologia

Traduz Avalia

RepassaTradutor

RepassaAvalidor

RepassaEditor

MostraResultado

Usa o calculo!

ArquiteturaAntigamente x Atualmente

● Por exemplo, vamos avaliar 30 modelos e que cada um demore 5 minutos

● Antigamente: nós precisariamos de 150 minutos (equivale à 2,5 h) para avaliar todos os modelos (porque tinhamos apenas 1 instancia do avaliador)

● Atualmente: o tempo cairia para 30 minutos se usarmos 6 instâncias do avaliador– O tempo pode cair mais se colocar mais!

Conclusão

● Foi apresentado uma ferramenta baseada na analise de sensibilidade

● O principal intuito dela é encontrar um RSSF que consuma pouca energia e que tenha uma boa confiabilidade

● Trabalho Futuro: descobrir o impacto das combinações das estratégias existentes para a RSSF– Porque o impacto individual já tem!