Helyfüggő adatterjesztő algoritmusok mobil önszerveződő hálózatokban

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Simon Vilmos
Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

A hagyományos távközlési rendszerek mellett egyre inkább felértékelõdik az infrastruktúra nélküli, peer-to-peer kommunikációt lehetõvé tevõ elosztott hálózatok szerepe, közöttük jelentõs szerepet tölt be a mobil önszervezõdõ hálózatok családja. Önszervezõdõ hálózati környezetben, ahol nem áll rendelkezésre központi infrastruktúra az átviendõ csomagok tárolására és továbbküldésére, nagyon fontos szempont, hogy a többes ugrásos szórt adású (multi-hop broadcast az angol nyelvû szakirodalomban) adatterjesztõ algoritmusok milyen hatékonysággal szórják szét az információt a hálózatban. Ezen adatterjesztõ algoritmusok komoly felhasználást nyerhetnek olyan helyzetekben, mint például vészhelyzetek esetén (pl.: tûz üt ki az épületben, földrengés ...), információbegyűjtés és -terítés szenzorhálózatokban (pl.: rajkövetés), forgalom irányításban és még számos más területen. Annak érdekében, hogy minimalizáljuk a csomópontok energiafelhasználását (amely nagyon szûkös erõforrás egy mobil önszervezõdõ hálózatban), olyan lokális információkra kell hagyatkoznunk, mint a szomszédos csomópontok száma, aktuális helyzete, általuk vett üzenetek halmaza vagy szomszédaik száma. Amennyiben ezen lokális információk rendelkezésre állnak, az eszközök helyinformációi alapján kitüntetett irányok menti adást is végezhetünk (üzenet-továbbadási valószínûségekkel megvalósítva), amely képes drasztikus mértékben visszaszorítani a hálózatban forgalmazott felesleges üzenetek számát.

Fontos felhasználási területet nyerhetnek az ún. spatial computing kommunikációban, amelynek lényege, hogy a teret megfeleltethetjük számítási egységeknek, s így számos probléma (például csoportosulás, csoportkövetés ...) sokkal egyszerûbben kezelhetõvé válik. Az eddig megoldások primitív adatterjesztéssel rendelkeztek (vak elárasztás), melynek eredményeképp rendkívül pazarló megoldások születtek. Ezeket a kommunikációs primitíveket lecserélve hatékonyabb kommunikáció és ennek eredményeképp hatékonyabb mûködés valósulhat meg.

Ezen megfontolások alapján egy olyan iránymenti adatterjesztõ protokollt fejlesztettem ki, amely iránymenti adást valósít meg a fentiekben ismertetett rendkívül dinamikus környezetben. A protokoll tesztelésre került az általam fejlesztett mobil önszervezõdõ hálózati szimulátorban és ezen szimulátor segítségével a szakirodalomban publikált három másik algoritmussal (Distance Adaptive Dissemination, a Ni et al protokoll és a General Probabilistic Broadcast Algorithm) került összehasonlításra, különbözõ paraméterbeállítások mellett. Az eredményekbõl látható, hogy a legfontosabb teljesítményhatékonysági mértékeket tekintve számos olyan eset van, amely során hatékonyabban mûködik az általam fejlesztett protokoll, és gyorsabb lefedettséget is biztosít.

A protokoll teljesítmény validációja után egy még realisztikusabb környezetben is implementálásra került, méghozza az MIT által fejlesztett Proto Spatial Computing rendszerben. A Proto-ban végzett méréseim alátámasztják, hogy lecserélve a jelenlegi primitív információterjesztési megoldást, nem csak egy sokkal effektívebb megoldást kaphatunk, hanem egy olyan algoritmust, amely képes spatial computing környezetben is hatékonyan működni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.