G-NET: um protocolo de roteamento baseado em algoritmos genéticos para redes AD HOC veiculares

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Coutinho, Bruno Viana
• Orientador(a): Wille, Emílio Carlos Gomes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Redes de computadores; Algorítmos genéticos; Engenharia elétrica; Computer networks; Genetic algorithms; Electric engineering
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1033

As redes ad hoc são aquelas em que os próprios nós funcionam como roteadores, clientes e servidores ao mesmo tempo. As redes ad hoc móveis são conhecidas como MANETs (Mobile Ad hoc Network) e as VANETs (Vehicle Ad hoc Network) são um tipo de MANET específica para redes veiculares, onde os nós das redes são os próprios veículos equipados com antenas wireless para que possam trocar informações entre si. Na comunicação entre veículos acontecem problemas que as MANETs não estão habilitadas a solucionar. Neste contexto, enquanto nas redes móveis comuns as pessoas se deslocam em pequenos espaços com seus computadores e normalmente existem pontos fixos que facilitam a comunicação constante, nas VANETs a alta mobilidade dos veículos causa diversos problemas como mudanças rápidas e frequentes na topologia da rede, veículos heterogêneos, nós e caminhos disjuntos, obstáculos e exigência de entrega rápida para os quais as MANETs não foram preparadas. O Dynamic Source Route (DSR) é um protocolo de roteamento MANET reativo, ou seja, só descobre rotas entre um nó de origem e um destino quando necessita enviar dados. Por ser “source route”, o protocolo DSR armazena e utiliza vetores de rota (rotas completas) da origem até o destino, diferente de protocolos hop-by-hop que conhecem apenas o próximo salto. Este trabalho apresenta uma proposta de protocolo de roteamento, baseado no DSR, com o uso de algoritmo genético (AG) para atender as exigências das redes VANET. O DSR foi adotado pelo fato de ser um protocolo “source route” que possibilita utilizar técnicas de algoritmo genético, onde os nós podem ser os genes e as rotas são os cromossomos. O novo protocolo criado é chamado de G-Net e possui uma nova forma de funcionamento, modificando totalmente a etapa de manutenção de rotas do DSR. Ele tem o objetivo de atualizar e otimizar as rotas periodicamente de tal forma que as rotas com menor latência sejam escolhidas para transmissão de dados. O trabalho investiga o comportamento do G-Net com relação a taxa média de entrega de dados e sobrecarga de roteamento em relação ao DSR e o AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector). A análise destes protocolos de roteamento foi realizada com o gerador de mobilidade VanetMobiSim, para simulação mais realista de movimentos veiculares em ambiente urbano, além de software de simulação de redes ns-3. Experimentos foram realizados com diferentes números de veículos e os resultados mostram que apesar de aumentar a sobrecarga de roteamento em relação ao DSR, o G-Net continua com a sobrecarga inferior ao AODV e apresenta taxa média de entrega de dados superior aos outros dois protocolos nos cenários analisados.