Métrica de roteamento para prolongar o tempo de operação de redes de baixa potência e com perdas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Pereira, Hermano
• Orientador(a): Fonseca, Mauro Sergio Pereira
• Banca de defesa: Fonseca, Anelise Munaretto , Moritz, Guilherme Luiz , Pellenz, Marcelo Eduardo , Fonseca, Mauro Sergio Pereira , Rayel, Ohara Kerusauskas
• Tipo de documento: Tese
• 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
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Roteadores (Redes de computadores); Sistemas de comunicação sem fio; Internet das coisas; Energia - Consumo; Comutação por pacotes (Transmissão de dados); Confiabilidade (Engenharia); Simulação (Computadores); Routers (Computer network); Wireless communication systems; Internet of things; Energy consumption; Packet switching (Data transmission); Reliability (Engineering); Computer simulation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::TELEINFORMATICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5237

As Redes de Baixa Potência e com Perdas (LLNs, do inglês Low-power and Lossy Networks) ganharam destaque na comunidade científica devido ao paradigma tecnológico da Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things). A Força-Tarefa de Engenharia da Internet (IETF, do inglês Internet Engineering Task Force) que dedica esforços em propor novos padrões para a Internet, se refere às LLNs como redes que se integram à Internet, ou seja, que constituem a IoT. O encaminhamento e a entrega de pacotes em LLNs representam um desafio em termos de confiabilidade e eficiência energética. Para tanto, um protocolo de roteamento foi projetado pela IETF: o Protocolo de Roteamento para Redes de Baixa Potência e com Perdas (RPL, do inglês Routing Protocol for LLNs). Visando estabelecer caminhos estáveis sobre enlaces com perdas, o RPL considera os custos obtidos de métricas para a tomada de decisão de roteamento.Dentre as quais, a Contagem de Transmissão Esperada (ETX, do inglês Expected Transmission Count) é a métrica mais empregada, em razão da confiabilidade. Porém, os nós intermediários (em que se formam os gargalos) ainda são prejudicados devido a rápida exaustão das baterias, motivando, assim, uma investigação mais aprofundada em eficiência de roteamento. Nesses termos, buscou-se neste trabalho aumentar o tempo de operação desses nós, partindo da hipótese de que o consumo estimado de energia da interface de rede, convertido para custo de métrica, poderia estender o tempo de vida das LLNs e aumentar a entrega de pacotes. Esses objetivos foram alcançados com diversos experimentos realizados em diferentes cenários simulados, que findaram em uma nova métrica de roteamento. Para tanto, este documento apresenta a Potência Média da Interface de Rede (NIAP, do inglês Network Interface Average Power), uma alternativa promissora à métrica ETX, que contribui para o balanceamento de carga, prolonga o tempo de operação dos nós intermediários e aumenta a taxa de entrega de pacotes em LLNs.