An´ alise de Desempenho para Varia¸c˜ ao no Tamanho do Buffer

As Figuras 25(a), 25(b), 26(a), e 26(b) apresentam os resultados obtidos ao variar o tamanho do buffer dos n´os. Como pode ser visto, quanto maior o tamanho do buffer dos n´os, mais mensagens s˜ao entregues aos seus destinos e menor ´e a rela¸c˜ao de mensagens replicadas para os trˆes protocolos.

(a) Cen´ario PoI

(b) Cen´ario WD

Figura 25: Percentual de Mensagens Entregues em rela¸c˜ao ao Tamanho do Buffer

Conforme mostrado na Figura 26(a), a ´unica exce¸c˜ao ´e no protocolo Cultural GrAnt no cen´ario PoI. Neste caso, h´a um aumento na rela¸c˜ao de mensagens replicadas `

a medida que o tamanho do buffer aumenta. Considerando a diferen¸ca na rela¸c˜ao de replica¸c˜ao entre os tamanhos de buffer de 4 MB e 16 MB, o aumento ´e de apenas 0,37 de replica¸c˜ao na faixa de comunica¸c˜ao de 10 m e 2,76 de replica¸c˜ao na faixa de 100 m. Por´em, este aumento apresenta tendˆencia de queda conforme o tamanho do buffer aumenta (por exemplo, na varia¸c˜ao de um buffer de 14 MB para 16 MB o aumento ´e de apenas 0,01 na

(a) Cen´ario PoI

(b) Cen´ario WD

Figura 26: Rela¸c˜ao de Mensagens Replicadas em rela¸c˜ao ao Tamanho do Buffer

faixa de 10 m e 0,07 na faixa de 100 m). Esse desempenho no cen´ario PoI ocorre devido ao fato de que, neste ambiente, o contato entre os n´os ocorre de forma mais aleat´oria se comparado ao comportamento dos n´os no cen´ario WD. Isto faz com que os n´os com mais mensagens armazenadas em seus buffers tenham que encaminhar mais c´opias de cust´odias das mensagens de modo que estas eventualmente alcancem seus destinos.

A partir das Figuras 25 e 26 observa-se ainda que, para todos os tamanhos de buffer, nos dois cen´arios de simula¸c˜ao, e para ambas as faixas de comunica¸c˜ao (10 m e

100 m), o Cultural GrAnt obt´em os melhores resultados em termos do percentual de en- trega de mensagens e rela¸c˜ao de mensagens replicadas. No cen´ario PoI, para um buffer de 8 MB e uma faixa de comunica¸c˜ao de 10 m, o Cultural GrAnt entrega com sucesso 80, 70 ± 0, 17% das mensagens (contra apenas 52, 61 ± 0, 17% de mensagens entregues pelo Epidˆemico e 44, 60 ± 0, 14% entregues pelo PROPHET) com uma replica¸c˜ao de mensagens de 10, 49 ± 0, 03 (20, 35 ± 0, 07 no Epidˆemico e 22, 88 ± 0, 09 no PROPHET). J´a com uma faixa de comunica¸c˜ao de 100 m, onde um n´umero maior de contatos ´e estabelecido, o Cul- tural GrAnt ´e capaz de entregar 93, 27 ± 0, 10% das mensagens (contra 66, 52 ± 0, 16% do Epidˆemico e 46, 84 ± 0, 15% do PROPHET) com uma replica¸c˜ao de mensagens de apenas 15, 23 ± 0, 06 (38, 90 ± 0, 13 no Epidˆemico e 41, 85 ± 0, 19 no PROPHET). No cen´ario WD, o Cultural GrAnt entrega 61, 60 ± 0, 70% das mensagens com uma replica¸c˜ao de apenas 12, 24 ± 0, 11 (na faixa de comunica¸c˜ao de 10 m) e 98 ± 0, 09% de entrega com 21, 57 ± 0, 57 de replica¸c˜ao de mensagens (na faixa de comunica¸c˜ao de 100 m). O PROPHET entrega 28, 25 ± 0, 32% das mensagens com 116, 33 ± 1, 10 de replica¸c˜ao (10 m) e 77, 96 ± 0, 32% das mensagens com 123, 48 ± 0, 78 de replica¸c˜ao (100 m). O Epidˆemico entrega 22, 60 ± 0, 33% das mensagens com replica¸c˜ao de 227, 85 ± 2, 79 (faixa de 10 m) e 71, 02 ± 0, 30% com replica¸c˜ao de 278, 88 ± 1, 73 (faixa de 100 m).

Os protocolos PROPHET e Epidˆemico apresentam desempenho inferior em ter- mos do percentual de mensagens entregues e da rela¸c˜ao de mensagens replicadas, em ambos os cen´arios, se comparados ao protocolo Cultural GrAnt, porque nenhum deles possui um processo para limitar dinamicamente o n´umero de encaminhamento de r´epli- cas de mensagens e auxiliar na escolha do melhor encaminhador de mensagens dentre os candidatos como faz o Cultural GrAnt com o uso do componente de conhecimento situa- cional do seu espa¸co de cren¸cas. Esses resultados mostram que um n´o com um protocolo eficiente de roteamento precisa dedicar somente um pequeno espa¸co do seu buffer para as cust´odias das mensagens.

As Figuras 27(a) e 27(b) mostram que, em rela¸c˜ao ao percentual de mensagens descartadas pelos trˆes protocolos, quando o tamanho do buffer aumenta, menos mensagens precisam ser descartadas pelos n´os quando h´a a necessidade de abrigar novas mensagens. Para todos os tamanhos de buffer e para ambos os cen´arios PoI e WD, o desem- penho do protocolo Cultural GrAnt ´e superior ao dos protocolos PROPHET e Epidˆemico. Por exemplo, no cen´ario PoI, para um buffer de 8 MB, o Cultural GrAnt descarta ape- nas 15, 31 ± 0, 12% (faixa de 10 m) e 22, 17 ± 0, 23% das mensagens (faixa de 100 m), enquanto o PROPHET descarta 39 ± 0, 21% (10 m) e 72 ± 0, 15% (100 m), e o Epidˆemico descarta 22 ± 0, 21% (10 m) e 72 ± 0, 19% (100 m). No cen´ario WD, o n´umero de mensa-

(a) Cen´ario PoI

(b) Cen´ario WD

Figura 27: Percentual de Mensagens Descartadas em rela¸c˜ao ao Tamanho do Buffer

gens descartadas pelos protocolos PROPHET e Epidˆemico ´e ainda maior: o PROPHET descarta 82 ± 0, 20% (10 m) e 97 ± 0, 06% das mensagens (100 m), e o Epidˆemico descarta 88 ± 0, 24% (10 m) e 99 ± 0, 01% das mensagens (100m) enquanto o Cultural GrAnt des- carta apenas 17 ± 0, 34% (10 m) e 11 ± 0, 69% das mensagens (100 m). Aqui vale destacar que o Cultural GrAnt, diferente do comportamento analisado no Epidˆemico e PROPHET, reage bem, mesmo em cen´arios onde os n´os est˜ao mais conectados como ocorre nas simu- la¸c˜oes realizadas com uma faixa de comunica¸c˜ao de 100 metros. No cen´ario PoI, h´a um

aumento de apenas 7 pontos percentuais na taxa de descarte de mensagens enquanto que no cen´ario WD h´a um decr´escimo de 6 pontos percentuais. Com isso ´e poss´ıvel verificar que a habilidade do protocolo Cultural GrAnt em extrair informa¸c˜oes online das condi¸c˜oes dinˆamicas da rede faz com que este possa ser explorado em diferentes cen´arios de conec- tividade. Al´em disso, o Cultural GrAnt supera os protocolos Epidˆemico e PROPHET na rela¸c˜ao de mensagens descartadas, uma vez que limita o n´umero de encaminhamento de r´eplicas de mensagens na rede na tentativa de reduzir o consumo do espa¸co de armazena- mento no buffer dos n´os (evitando o overflow dos buffers) e, consequentemente, evitar a necessidade de descartar mensagens para abrigar novas.

A partir dos resultados anteriores, conclui-se ainda que o protocolo PROPHET tem melhor desempenho (em termos do percentual de mensagens entregues, rela¸c˜ao de replica¸c˜ao e percentual de mensagens descartadas) que o protocolo Epidˆemico no cen´ario WD. Isso ocorre porque o PROPHET possui uma t´ecnica de escalonamento de mensagens mais inteligente e seu roteamento confia no padr˜ao repetitivo dos contatos, caracter´ıstica do cen´ario WD. J´a no cen´ario PoI, justamente por ser um ambiente mais aleat´orio, o desempenho do Epidˆemico ´e melhor que o do PROPHET. A rela¸c˜ao de mensagens repli- cadas no cen´ario PoI ´e maior no protocolo PROPHET pelo fato de que essa m´etrica ´e fun¸c˜ao do n´umero de mensagens entregues com sucesso no destino. Dessa forma, apesar do n´umero de mensagens replicadas pelo PROPHET ter sido um pouco menor se com- parado ao Epidˆemico, o PROPHET entrega menos mensagens aos seus destinos o que justifica sua maior rela¸c˜ao de mensagens replicadas.

No que diz respeito ao atraso m´edio das mensagens entregues, nos cen´arios PoI (Figura 28(a)) e WD (Figura 28(b)), os protocolos PROPHET e Epidˆemico obtˆem um atraso maior conforme o tamanho do buffer aumenta. Isto ´e consequˆencia do n´umero maior de mensagens replicadas por estes. Al´em disso, ´e normal esperar que o aumento do buffer acarrete em um maior n´umero de mensagens esperando para serem escalonadas (isto ´e, encaminhadas para outros n´os) e, consequentemente, aumente o atraso na entrega destas mensagens.

Ao contr´ario, o protocolo Cultural GrAnt se comporta da seguinte forma: nos dois cen´arios, conforme o tamanho do buffer aumenta, h´a um pequeno aumento no atraso para a faixa de comunica¸c˜ao de 10 m (com o valor do atraso permanecendo muito pr´oximo a partir de um tamanho de buffer de 8 MB) e uma redu¸c˜ao na m´edia dos atrasos para a faixa de 100 m. No primeiro caso, como os n´os possuem uma interface com um menor alcance de comunica¸c˜ao, h´a um n´umero menor de contatos por n´o e com isso o n´umero de mensagens encaminhadas tamb´em ´e reduzido. Assim, nos cen´arios considerados e para o protocolo

(a) Cen´ario PoI

(b) Cen´ario WD

Figura 28: Atraso M´edio na Entrega das Mensagens em rela¸c˜ao ao Tamanho do Buffer

Cultural GrAnt, um buffer de 8 MB j´a ´e suficiente para cada n´o abrigar suas mensagens e as cust´odias provenientes de outros n´os, justificando a pouca varia¸c˜ao no atraso a partir desse tamanho de buffer. No segundo caso, com um alcance de comunica¸c˜ao maior, mais contatos s˜ao estabelecidos por cada n´o, melhorando desta forma o processo de escolha dos encaminhadores de mensagens. Assim, mais rapidamente as mensagens s˜ao entregues aos seus destinos. Isso n˜ao ´e poss´ıvel acontecer com os protocolos Epidˆemico e PROPHET porque estes n˜ao possuem um mecanismo que, com base na utilidade dos encaminhadores

j´a estabelecidos para cada mensagem, restrinja o encaminhamento de mensagens apenas aos bons encaminhadores e assim mais mensagens s˜ao replicadas por estes, fazendo com que o atraso m´edio de entrega destas aumente.

Nos cen´arios PoI e WD com uma faixa de comunica¸c˜ao de 10 m, o protocolo Cultural GrAnt obt´em os menores atrasos para os tamanhos de buffer de 8 MB (cen´ario WD) ou 10 MB (cen´ario PoI) at´e o tamanho de 16 MB (cen´arios PoI e WD). O protocolo Epidˆemico obt´em os melhores tempos de atraso apenas no cen´ario WD e para o tamanho de buffer de 4 MB. J´a o PROPHET entrega as mensagens com menores atrasos com o buffer de 4 MB (cen´ario PoI), 6 MB (cen´arios PoI e WD) e 8 MB (cen´ario PoI). No cen´ario PoI com alcance de 100 m e para os tamanhos de buffer de 4 MB a 8 MB o protocolo PROPHET obt´em o menor atraso e o protocolo Cultural GrAnt ´e melhor para os tamanhos maiores de buffer (de 10 MB at´e 16 MB). No cen´ario WD com faixa de comunica¸c˜ao de 100 m, o protocolo Epidˆemico obt´em o menor atraso m´edio para os tamanhos de buffer de 4 MB a 8 MB, o PROPHET apresenta o menor atraso para o buffer de 10 MB e o Cultural GrAnt apresenta os melhores resultados para os tamanho de buffer de 12 MB a 16 MB.

O atraso m´edio das mensagens ´e a ´unica m´etrica na qual o protocolo Cultural GrAnt n˜ao ´e capaz de fornecer os melhores valores para todos os tamanhos de buffer e cen´arios de simula¸c˜ao. Isso ´e justificado pelo fato de que o protocolo Cultural GrAnt ao inv´es de propagar uma mensagem m para todos ou quase todos os n´os encontrados, ele analisa com uma base maior de informa¸c˜oes a utilidade dos n´os candidatos e encaminha uma mensagem para um novo n´o somente se este for mais promissor do que o ´ultimo n´o j´a encontrado e que tenha recebido uma r´eplica da mensagem m.