Carga de mensagens

A carga de mensagens dos protocolos indica a quantidade bytes utilizada pelas mensagens de controle que cada protocolo produz na rede durante a simulação. Este parâmetro foi analisado considerando a quantidade de bytes necessários para transmitir o quadro na camada MAC. Como já explicado, apenas as mensagens envolvidas no controle da topologia foram contabilizadas. Quanto menor a carga de mensagens para manter as informações de topologia consistentes, mais eficiente é o protocolo.

Para o OLSR, que pode enviar mensagens TC e HELLO no mesmo pacote, a carga relacionada às mensagens de cotrole da vizinhança (HELLO) foram removidos para permitir a comparação somente das informações da topologia.

Conforme observado na Figura 35, em que todos os Mesh Clients estão parados, é possível observar que a carga de mensagens do protocolo OLSR é influenciada pelo aumento da quantidade de Mesh Clients. A razão é a mesma do aumento do total de mensagens: a heurística do OLSR elege mais nós que o necessário para cobrir todo o backbone e, com isto, envia e repassa mais mensagens e isto eleva a carga de mensagens.

Figura 35 Carga de mensagens com os Mesh Clients parados

O comportamento da carga de mensagens no OLSR é semelhante ao comportamento do total de mensagens. Vale destacar na Figura 35 que mesmo quando existem apenas os Mesh Routers, a carga de mensagens enviadas pelo OLSR é bastante elevada, acima dos 300 MB. Isto ocorre devido à elevada quantidade de mensagens geradas e repassadas por todos os MPRs que, conforme mencionado, são a maioria dos nós do backbone.

.000 200.000 400.000 600.000 800.000 1000.000 1200.000 1400.000 Car ga d e m e n sag e n s e m M B

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Além do elevado total de mensagens, outras características contribuem para a elevada carga do OLSR. Primeiro o pacote do OLSR é encapsulado no datagrama UDP e IP. Segundo, o OLSR sempre divulga todos os enlaces do conjunto MPR Selectors em cada TC.

No MLSD, diferentemente do OLSR, a LSU é enviada diretamente no quadro da camada MAC. Apenas as atualizações incrementais e não todos os enlaces são divulgados nas mensagens. Além disto, as atualizações de topologia podem pertencer a um único ou mais Mesh Routers, limitado apenas à quantidade máxima de atualizações por pacotes. Com isto, o MLSD torna-se mais eficiente também para divulgar as informações.

O desempenho do MLSD é superior ao OLSR em cenários com Mesh Clients parados, não importando a quantidade de clientes, chegando a 100% de ganho nos cenários de 0, 10 e 50 Mesh Clients. Todavia, o MLSD apresenta uma pequena carga de mensagens quando a quantidade de Mesh Clients é igual a 100. Da mesma forma que no total de mensagens, esta carga de mensagens corresponde às mensagens de correção quando a camada de vizinhança, devido a colisões, perde temporariamente o enlace com algum Mesh Client fazendo o MLSD enviar LSU. Contudo, conforme o gráfico da Figura 35, a carga de mensagens dessas correções é extremamente pequena quando comparada a carga do OLSR.

Observando o gráfico da Figura 36 é possível verificar o comportamento da carga de mensagens dos protocolos MLSD e OLSR quando os Mesh Clients estão em movimento. Fica evidenciada, pelo posicionamento das curvas do mesmo protocolo em velocidades diferentes, que a mobilidade tem efeito na carga de mensagens de ambos os protocolos.

Figura 36 Carga de mensagens com os Mesh Clients em movimento

- 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 Car ga d e m e n sag e n s e m M B

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A razão do aumento da carga de mensagens provocada pelo aumento da velocidade é, no MLSD, derivada do aumento das mudanças nos enlaces fazendo atualizações de topologia ser geradas. Já no OLSR, o aumento se dá porque a movimentação faz os nós estabelecerem outros enlaces, elegendo outros MPRs e, consequentemente, enviando mais mensagens.

O comportamento da curva do MLSD em relação à carga de mensagens é diferente do comportamento da curva do MLSD com relação ao total de mensagens na velocidade de 20m/s, em que ocorrem muitos eventos. Conforme já explicado, embora o multiplicador da quantidade de mensagens aumente o tempo entre o envio das mensagens, também permite acumular mais atualizações de topologia resultando em LSUs contendo mais atualizações.

Uma maior quantidade de atualizações por mensagem resulta em elevação da carga de mensagens. Contudo, a eficiência da estratégia de entrega de mensagens do MLSD, utilizando os slots diferenciados para cada Mesh Router, reduz a perda de mensagens provocadas por colisões, evitando que as atualizações se acumulem entre retransmissões e elevem demasiadamente a carga de mensagens.

Vale ressaltar que mesmo a 20 m/s o MLSD ainda envia uma carga de mensagens menor que o OLSR a 0.1 m/s mostrando um excelente desempenho. Outra informação obtida no gráfico é que os valores da carga do OLSR a 0.1m/s são ligeiramente inferiores ao OLSR parado, apresentado no gráfico da Figura 35. Esta diferença, no entanto, está dentro da margem de erro estabelecida.

É importante perceber que o valor da carga de mensagens do MLSD se mantém sempre abaixo do valor da carga de mensagens do OLSR. A Figura 37 apresenta o cenário de velocidade variável em que é possível perceber que quando a quantidade de Mesh Clients em movimento é igual a 100, o ganho do MLSD também aumenta. Neste cenário, conforme a Tabela 2, o ganho do MLSD é de 82% em relação ao OLSR.

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Figura 37 Carga de mensagens em velocidade variável de 0 a 20m/s

Tanto para o MLSD quanto para o OLSR, quanto maior a velocidade dos nós maior a carga de mensagens. Conforme pode ser visto na Tabela 2, em cenários de baixa mobilidade, isto é, de 0 até 1m/s, o desempenho do MLSD tem os maiores ganhos em relação ao OLSR, com valores superiores a 88,0%. Isto ocorre porque nestes cenários acontecem poucas modificações dos enlaces. No entanto, à medida que se aumenta a mobilidade, esta diferença é reduzida, contudo os resultados continuam favoráveis ao MLSD, que alcança um ganho de 65,3% quando os 100 Mesh Clients movimentam-se a 20m/s na área de cobertura.

Tabela 2 Ganho percentual da carga de mensagens do MLSD sobre o OLSR

Mesh Clients Velocidades em m/s Parado 0.1 1 10 20 0-20 0 _{100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%} 10 _{100,0% 99,7% 97,3% 78,2% 66,5% 94,1%} 50 _{100,0% 98,9% 90,1% 68,6% 61,5% 82,5%} 100 _{100,0% 98,6% 88,0% 75,8% 65,3% 82,0%}

Pode-se observar que o MLSD é mais eficiente que o OLSR na carga de mensagens em qualquer um dos cenários avaliados, apresentando ganhos que vão de 61,5% até 100% de eficiência em relação ao OLSR como pode ser visto na Tabela 2.

.000 200.000 400.000 600.000 800.000 1000.000 1200.000 1400.000 Car ga d e m e n sag e n s e m M B

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