Percentagem de interesses satisfeitos

No gr´afico da Figura 7.10 est´a representada a percentagem m´edia de interesses satisfeitos, por simula¸c˜ao.

Figura 7.10: Percentagem m´edia de interesses satisfeitos

Quando ´e aumentado o n´umero de consumidores, o comportamento dos protocolos degrada-se. Isto acontece, pois quantos mais consumidores houverem, maior ´e o tr´afego, devido ao aumento da quantidade de interesses gerados, o que implica mais pacotes de interesses e dados duplicados, atraso na recupera¸c˜ao dos dados e mais colis˜oes.

No caso dos protocolos BFstrategy e DSRstrategy, um outro fator que pode levar a que os pacotes colidam ´e se os potenciais encaminhadores usarem o mesmo tempo de atraso TInterest e TData. Outro problema ´e a possibilidade de alguns n´os n˜ao receberem

os pacotes, como foi explicado na Sec¸c˜ao 5.1.3. De facto, como estes dois protocolos se baseiam num encaminhamento blind forwarding no encaminhamento de interesses, n˜ao tˆem controlo no tr´afego da rede, o que degrada o seu desempenho.

No entanto, o protocolo da DSRstrategy tem resultados melhores do que a BFstra- tegy, devido ao comportamento diferente dos dois protocolos no encaminhamento dos dados. Enquanto a BFstrategy inunda a rede com o pacote de dados, para este chegar

Cap´ıtulo 7. Testes e Resultados 89

ao seu consumidor, a DSRstrategy for¸ca os dados a seguirem o percurso do interesse. Assim, na estrat´egia DSRstrategy os dados tˆem uma rota que tentam seguir, o que se reflete numa melhoria no protocolo da DSRstrategy em rela¸c˜ao ao da BFstrategy.

Por outro lado, o comportamento do protocolo da MPRstrategy ´e o que apresenta melhores resultados. Como esta estrat´egia limita o n´umero de n´os que encaminham os interesses, escolhendo apenas os necess´arios para que todos os n´os recebam, o n´umero de colis˜oes ´e menor, em rela¸c˜ao `as estrat´egias BFstrategy e DSRstrategy.

No entanto, esta estrat´egia tem uma descida mais acentuada. Como ´e escolhido um n´umero muito reduzido de n´os para retransmitirem os interesses, se esses n´os n˜ao receberem o pacote (por colis˜oes, por exemplo), o encaminhamento do interesse termina e este n˜ao chega ao produtor. Quanto maior for o tr´afego, maior ´e a probabilidade de colis˜oes e maior ´e a probabilidade de este problema acontecer.

J´a a estrat´egia Broadcast tem sempre p´essimos resultados, o que prova que o controlo do tr´afego da rede ´e extremamente importante e, por isso, os protocolos de encaminha- mento continuam a ser necess´arios neste tipo de redes, o que vem a concordar com a teoria dos autores de [30], abordada na Sec¸c˜ao 3.5.

Com estes resultados, ´e poss´ıvel afirmar que, usando o protocolo MPRstrategy, ´e vi´avel a utiliza¸c˜ao de redes NDN num ambiente de redes Ad hoc. As redes Ad hoc tˆem v´arias vantagens, desde a sua f´acil instala¸c˜ao, uma vez que este tipo de rede pode ser estabelecida em locais onde n˜ao haja uma estrutura de rede previamente instalada; ´

e tolerante a falhas, pois as perdas de conectividade entre n´os podem ser facilmente resolvidas, desde que possa ser estabelecida uma nova rota; dois n´os podem comunicar diretamente, desde que estejam no raio de alcance um do outro, ao contr´ario das redes baseadas numa infraestrutura, em que a comunica¸c˜ao tem de ser feita por meio de um n´o central; por fim, a sua mobilidade ´e uma grande vantagem em rela¸c˜ao `as redes fixas. No entanto, tˆem tamb´em desvantagens: a topologia de uma rede Ad hoc muda cons- tantemente, o que dificulta muito a constru¸c˜ao de protocolos de encaminhamento com bom desempenho, o que faz com que as taxas de erros sejam muito mais elevadas em rela¸c˜ao a uma rede fixa. Al´em disso, ´e dif´ıcil localizar um n´o, pois o endere¸co da m´aquina n˜ao tem qualquer rela¸c˜ao com a sua localiza¸c˜ao. Assim, se a troca de mensagens nas redes Ad Hoc for baseada na arquitetura IP, onde se utiliza o paradigma normal de en- trega de mensagens entre uma origem e um destino, os protocolos de encaminhamento ter˜ao dificuldades em localizar os destinos e, consequentemente, calcularem rotas at´e eles. Teriam de usar mensagens de controlo para os encontrar, e, como a rede ´e muito

Cap´ıtulo 7. Testes e Resultados 90

dinˆamica, teriam de enviar essas mensagens muito frequentemente, para terem a topo- logia atualizada. Isto faria com que se gerasse um grande overhead na rede e uma taxa de erros elevada.

Assim, uma rede de dados nomeados, baseada na subscri¸c˜ao e publica¸c˜ao de conte´udos, s´o traz vantagens para as redes Ad Hoc, desde que seja usado um bom protocolo de en- caminhamento.

Cap´ıtulo 8

Conclus˜ao e trabalho futuro

8.1

Conclus˜ao

O principal objetivo deste trabalho era estudar a viabilidade de usar o paradigma dos dados nomeados no contexto de uma rede Ad hoc. Nas redes Ad hoc, a topologia da rede ´e muito dinˆamica, devido `a mobilidade dos n´os, `a entrada e sa´ıda de n´os na rede e `as quebras de liga¸c˜oes constantes, que provocam altera¸c˜oes inesperadas das ro- tas. Al´em disso, o meio de comunica¸c˜oes sem fios ´e partilhado entre os n´os vizinhos. Assim, o principal problema deste tipo de redes ´e lidar com essa dinˆamica, pois existe a necessidade do conhecimento da topologia da rede, total ou parcial, para o c´alculo das melhores rotas.

Neste contexto, a abordagem NDN poder´a ser particularmente ben´efica. Nas NDNs, os n´os m´oveis podem comunicar com base nos dados que precisam, em vez de calcularem um caminho espec´ıfico para chegarem a um n´o espec´ıfico. Numa rede Ad Hoc, isto poderia simplificar muito a implementa¸c˜ao, por v´arias raz˜oes. Em primeiro lugar, n˜ao era necess´ario atribuir endere¸cos IP a cada n´o; em vez disso, os n´os podiam usar os nomes dos dados, diretamente, para transmitirem pacotes de interesses e de dados entre si. Outro benef´ıcio das NDN nas redes m´oveis ´e a capacidade de lidar com a fragmenta¸c˜ao dos dados. As NDN permitem o armazenamento em cache, mesmo quando os caminhos n˜ao s˜ao est´aveis, nem previs´ıveis. Dado que qualquer fragmento de informa¸c˜ao tem uma identifica¸c˜ao ´unica, este pode ser armazenado em cache, em qualquer n´o que o encaminhe, e pode ser reutilizado se outros n´os o solicitarem [1].

De forma a tentar perceber os benef´ıcios e os malef´ıcios da utiliza¸c˜ao de dados nomeados nas redes Ad hoc, foi implementado um cen´ario de teste e trˆes protocolos de

Cap´ıtulo 8. Conclus˜ao 92

encaminhamento: BFstrategy, DSRstrategy e MPRstrategy.

A BFstrategy baseia-se no protocolo Blind Forwarding (BF) e tem como objetivo principal adiar a transmiss˜ao de interesses e dados, por um intervalo de tempo, calculado aleatoriamente, a fim de diminuir a probabilidade de colis˜oes. Se durante esse tempo de espera, o n´o receber um interesse ou pacote de dados com o mesmo prefixo (no caso de estar a adiar a transmiss˜ao de um interesse), ou um pacote de dados com o mesmo prefixo (no caso de estar a adiar a transmiss˜ao de um pacote de dados), a transmiss˜ao do pacote ´e abortada, pois considera-se que outro n´o j´a reencaminhou o pacote, e um novo encaminhamento deste ´e desnecess´ario.

Na DSRstrategy, o encaminhamento dos interesses ´e semelhante `a estrat´egia BFs- trategy, ou seja, adia a transmiss˜ao dos interesses, por um intervalo de tempo calculado aleatoriamente, e descarta-o caso “oi¸ca” um pacote igual na rede. Por outro lado, os da- dos seguem a rota percorrida pelo interesse. Quando um n´o recebe um pacote de dados, verifica se pertence `a rota do interesse, que est´a armazenada no cabe¸calho do pacote de dados. Caso perten¸ca, reencaminha o pacote; caso contr´ario, adia a transmiss˜ao do pacote, por um intervalo de tempo calculado aleatoriamente, e descarta-o caso “oi¸ca” o mesmo pacote na rede.

A MPRstrateggy foi baseada na t´ecnica MultiPoint Relay, que ´e usada pelo protocolo OLSR, e tem o objetivo de limitar os n´os da rede que reencaminham os interesses, a fim de se eliminarem pacotes redundantes. Assim, a sua fun¸c˜ao ´e selecionar um subconjunto de n´os da rede, chamados Multipoint relay (MPR), atrav´es dos quais seja poss´ıvel disseminar os interesses por toda a rede, at´e se encontrar um produtor. A escolha dos MPRs ´e feita de modo a que cubram todos os n´os a dois saltos de distˆancia. Quanto ao encaminhamento de pacotes de dados, este ´e semelhante ao comportamento da estrat´egia DSRstrategy, ou seja, os dados seguem o percurso inverso do interesse.

Foram feitas v´arias simula¸c˜oes, de forma a verificar o comportamento do cen´ario e avaliar as v´arias estrat´egias de encaminhamento implementadas. Os resultados obtidos demonstraram que a utiliza¸c˜ao de escutas ao meio para prevenir colis˜oes, combinada com tempos de espera aleat´orios e uma escolha criteriosa dos n´os vizinhos, para expedi¸c˜ao de interesses e dados, permite melhorar substancialmente o desempenho dos protocolos de encaminhamento.

Foi poss´ıvel verificar, tamb´em, que o comportamento das estrat´egias BFstrategy e DSRstrategy ´e semelhante, principalmente no tr´afego de interesses, pois utilizam a

Cap´ıtulo 8. Conclus˜ao 93

mesma t´ecnica. Como estas estrat´egias s˜ao baseadas no encaminhamento Blind Forwar- ding, n˜ao tˆem o controlo na propaga¸c˜ao de pacotes na rede e n˜ao evitam completamente as colis˜oes de pacotes. De facto, os pacotes podem colidir se, por exemplo, os potenciais encaminhadores usarem o mesmo tempo de atraso TInterest e TData, ou se estes tempos

forem muito pequenos.

No entanto, o comportamento da DSRstrategy ´e ligeiramente melhor em rela¸c˜ao `a BFstrategy, devido `as diferen¸cas no encaminhamento dos pacotes de dados. Enquanto a estrat´egia DSRstrategy for¸ca os dados a seguirem o percurso do interesse, a BFstrategy inunda a rede com o pacote de dados, para este chegar ao consumidor. Assim, na estrat´egia DSRstrategy os dados tˆem uma rota que tentam seguir, fazendo com que haja uma diminui¸c˜ao significativa do RTT, o que se reflete numa melhoria da DSRstrategy em rela¸c˜ao `a BFstrategy.

Por outro lado, o protocolo MPRstrategy mostrou ter um bom desempenho. O n´ıvel de satisfa¸c˜ao dos interesses est´a entre os 60 e 88%, o que ´e um valor muito animador neste tipo de redes.

De facto, usando o protocolo MPRstrategy, ´e poss´ıvel afirmar que ´e vi´avel a utiliza¸c˜ao do paradigma dos dados nomeados no contexto de uma rede Ad hoc.

Uma rede Ad Hoc n˜ao depende de uma infraestrutura fixa e trabalha num meio sem fios, o que permite que dispositivos m´oveis possam formar uma rede, em cen´arios onde exista uma necessidade de se instalar rapidamente uma rede de comunica¸c˜ao. Normal- mente, s˜ao situa¸c˜oes onde n˜ao h´a uma infraestrutura de rede previamente instalada, ou numa situa¸c˜ao posterior a uma cat´astrofe natural, em que a infraestrutura tenha sido destru´ıda. Num cen´ario de coordena¸c˜ao de resgates, em situa¸c˜oes de desastre ou troca de informa¸c˜oes t´aticas em campos de batalha, uma rede Ad Hoc pode ser muito ´util. Por isto, ´e extremamente importante melhorar este tipo de redes e tentar contornar as suas desvantagens.