Considerações Finais

O tema de estudo desta dissertação é o encaminhamento em redes móveis ad hoc. Este tipo de redes tem sido alvo de um crescente interesse pela comunidade científica, devido ao crescimento nas vendas e utilização de dispositivos móveis, particularmente os smartphones e tablets. As redes ad hoc possibilitam aos utilizadores destes dispositivos, estabelecerem facilmente e rapidamente uma rede entre eles, sem assistência de um ponto de acesso, de forma a potenciarem a utilização de diversos serviços, que envolvem a partilha de informação disponível nos vários dispositivos que estabelecem a rede.

A grande diversidade, o aumento da capacidade dos dispositivos móveis sem fios e simultaneamente a evolução das aplicações multimédia, criou a necessidade de propor e avaliar formas de, neste tipo de redes, se oferecerem garantias de Qualidade de Serviço (QoS). Estas garantias deverão ser disponibilizadas ao tráfego fim a fim, de forma a cumprirem-se os requisitos de QoS solicitados pelas aplicações multimédia e que envolvem habitualmente, largura de banda, atraso fim a fim, variação do atraso, etc. No entanto, este tipo de redes tem características que tornam a introdução de QoS um desafio ainda maior do que fazê-lo nas redes fixas. A topologia da rede é muito dinâmica devido à mobilidade dos nós, à entrada e saída de nós na rede e às quebras de ligações constantes, que provocam alterações inesperadas das rotas. Além disso, o meio de comunicações sem fios é partilhado entre os nós vizinhos.

O objectivo inicial deste trabalho era dotar as redes ad hoc de garantias de qualidade de serviço no tráfego fim a fim, para proporcionar aos utilizadores uma boa experiencia de utilização da rede com

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aplicações exigentes, nomeadamente aplicações sensíveis ao atraso. Para alcançar este objectivo foram tomadas várias decisões nas fases distintas necessárias para atingir a solução proposta final.

Começou-se por os protocolos de encaminhamento existentes para as redes móveis ad hoc e as várias abordagens possíveis, com o objectivo de fazer um levantamento das desvantagens e inconvenientes de cada estratégia utilizada no processo de encaminhamento.

Analisaram-se também os protocolos existentes no simulador ns-3 de forma a tomar a decisão inicial de qual a melhor estratégia a utilizar na solução a propor. Verificou-se que no simulador ns-3 não existia qualquer protocolo de encaminhamento de múltiplos caminhos. Apenas existiam protocolos de encaminhamento unipath, que durante o processo de descoberta de rotas encontram apenas uma rota para o destino.

Assim sendo, a primeira solução concebida e desenvolvida no âmbito desta dissertação, teve como objectivo construir um protocolo de encaminhamento para redes ad hoc, capaz de encontrar múltiplos caminhos de nós disjuntos entre pares origem destino. A ideia subjacente a este tipo de solução tem como objectivo tornar o protocolo mais resistente às mudanças topológicas constantes pois quando uma rota falha poderá ser imediatamente substituída por uma rota alternativa, sem ser necessário recorrer ao processo de descoberta de rotas. Desta forma é possível reduzir o tráfego de controlo na rede e diminuir, simultaneamente, o atraso fim a fim durante a transmissão de dados. A solução de múltiplos caminhos de nós disjuntos proposta foi implementada no simulador ns-3, e designou-se Ad hoc On-Demand Multipath Routing (AMR).

Como ponto de partida para a implementação deste protocolo foram usadas as implementações do protocolo Ad Hoc On-Demand Distance Vector [13] que acompanha o ns-3 e do protocolo Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector (AOMDV) [18], existente no ns-2. A implementação do AMR foi devidamente testada e avaliada tendo sido os resultados obtidos comparados com os do AODV. Estes resultados permitiram concluir que a solução proposta, ao possibilitar encontrar múltiplos caminhos de nós disjuntos entre uma fonte e um destino reduz o número necessário de pacotes de controlo na rede e diminui o atraso durante a transmissão do fluxo de dados entre as fontes e os destinos, assim como regista uma melhoria significativa na taxa de entrega de pacotes no destino.

A segunda proposta apresentada e também implementada no simulador ns-3, consiste num protocolo de encaminhamento com QoS em redes ad hoc, designado de Ad hoc QoS On-Demand

105 Multipath Routing with Route Stability (QMRS). Inicialmente analisaram-se as métricas de QoS, assim como algumas estratégias para melhorar o desempenho dos protocolos de encaminhamento em redes ad hoc e permitir dar garantias de QoS, nomeadamente no atraso fim a fim. O protocolo QMRS teve como base o protocolo AMR, tendo sido efectuadas as alterações necessárias para que este pudesse dar garantias de QoS sem comprometer a estabilidade do processo de encaminhamento.

O protocolo QMRS proposto, com os mecanismos existentes de descoberta, manutenção, recuperação de rotas e verificação de incumprimento do requisito de QoS nos caminhos encontrados, possibilita num único processo de descoberta de rota, encontrar múltiplos caminhos de nós disjuntos que cumpram o requisito de atraso fim a fim máximo, entre a fonte e o destino. O nó fonte irá utilizar para transmissão o caminho mais estável entre todos os encontrados, com o objectivo de que o caminho principal seleccionado se mantenha exequível por um maior período de tempo possível, sem haver a necessidade de comutar para outra rota alternativa, ou mesmo reiniciar o processo de descoberta de rota no caso de não existir uma rota alternativa quando é detectada uma falha na rota principal. Apenas no caso de serem encontradas rotas com uma estabilidade idêntica é seleccionada a rota com menor atraso fim a fim. A descoberta de múltiplos caminhos de nós disjuntos alternativos permite que, quando se verifica uma falha na rota principal devido à movimentação de algum nó pertencente a esta, o nó fonte reaja à notificação dessa quebra, procedendo à comutação para uma rota alternativa.

A referida proposta foi também devidamente testada e avaliada, tendo-se verificado segundo os resultados obtidos, que o protocolo QMRS comparativamente com os protocolos AODV e AMR, apresentou um menor atraso fim a fim na transmissão de dados e um aumento significativo na taxa de entrega de pacotes e na taxa de transferência efectiva.