THE RELIABILITY OF BROADCASTING PROTOCOLS FOR MOBILE AD-HOC NETWORKS

Abstract

Uma rede móvel ad-hoc (MANET) é formada por um grupo de dispositivos móveis (também conhecidos como nós) que podem se comunicar diretamente apenas com os nós restritos a área delimitada pelos seus rádio transmissores. Este tipo de rede está impulsionando aplicações inovadoras que combinam a computação móvel, a comunicação sem fio, além de sensores e atuadores especializados.

O processo pelo qual um n´o envia uma mensagem para todos os outros n´os da rede ´e conhecida como difus˜ao (broadcasting). Esta ´e uma primitiva de comunica¸c˜ao fundamental devido `a sua utiliza¸c˜ao na coleta de informa¸c˜oes da rede, no suporte aos algoritmos de endere¸camento e no apoio aos protocolos de roteamento. N˜ao obstante a sua importˆancia em redes MANETs, pouca aten¸c˜ao tem sido dedicada `a satisfa¸c˜ao de requisitos de confiabilidade. Tais requisitos buscam garantir a entrega segura e correta de mensagens enviadas atrav´es desta primitiva. Este trabalho estuda o problema de difus˜ao em redes MANETs. Diversos protocolos foram propostos para esta primitiva e muitos deles suportam bem a mobilidade dos n´os e os problemas de colis˜ao e congestionamento da rede. De fato, pode-se considerar que todos eles s˜ao tolerantes a falhas do tipo fail-stop. Entretanto, quando cen´arios de execu¸c˜ao mais realistas s˜ao considerados, outra classe de falhas – as de omiss˜ao – podem ocorrer. Estas, modelam melhor falhas transientes que incorrem durante a comunica¸c˜ao. Desta forma, neste trabalho, avaliamos o desempenho dos protocolos atrav´es de experimentos de simula¸c˜ao num cen´ario de falhas mais realista, caracterizado por omiss˜ao. Em conclus˜ao, mostramos que boa parte dos protocolos existentes exibem uma queda significativa nas suas taxas de entrega quando colocados nesse cen´ario. Como resultado direto dos estudos conduzidos, um novo mecanismo ´e proposto capaz de aumentar a confiabilidade de protocolos de difus˜ao atrav´es da identifica¸c˜ao dos melhores vizinhos para comunica¸c˜ao. Este mecanismo, al´em de suportar crescimento em escala da rede, ´e capaz de garantir boas taxas de entrega com tempos relativamente baixos, mesmo em ambientes com falhas por omiss˜ao. Resultados de simula¸c˜oes demonstram sua eficácia