Redes Ubíquas Avançadas Luís Henrique Maciel Kosmalski Costa luish@gta.ufrj.br

1. Redes Ubíquas Avançadas Luís Henrique Maciel Kosmalski Costa luish@gta.ufrj.br Depto. de Eletrônica e de Computação - Escola Politécnica Programa de Engenharia Elétrica - COPPE Apoio: CNPq, CAPES,FAPERJ e FUJB.

2. Introdução • Redes Sem Fio • Mobilidade • Baixo custo de infra-estrutura • Ubiqüidade • Em qualquer lugar • A qualquer momento

3. Em casa: Redes Domésticas • Acesso à Internet • Em todos os cômodos • Em vários aparelhos • Sensores • Segurança • Conforto • Em várias mídias • Cabeamento telefônico, elétrico (baixo custo)

4. Na cidade: Redes em Malha Sem Fio • Extensão da Internet convencional • Cenários de aplicação • Campi universitários • Redes comunitárias

5. Redes em Malha Sem Fio • Backbone formado por roteadores sem fio • Encaminhamento por múltiplos saltos • Alta conectividade • Meio compartilhado • Controle de acesso ao meio

6. Desafios das Redes em Malha • Capacidade de transmissão limitada • Interferência • Escalabilidade

7. Wireless Proactive Routing (WPR) • Redução da sobrecarga de controle • Particularidades da Rede em Malha • Roteadores estacionários • Tráfego concentrado na direção do gateway • Topologia semelhante a uma árvore

8. Algoritmo de Inundação Controlada • Idéia chave • Concentrar as mensagens de roteamento nos enlaces mais usados • Nó i • Encaminha mensagens dos ascendentes (Ai) e descendentes (Di) Ai Nó i

9. Algoritmo de Inundação Controlada • Idéia chave • Concentrar as mensagens de roteamento nos enlaces mais usados • Nó i • Encaminha mensagens dos ascendentes (Ai) e descendentes (Di) Nó i Di

10. No carro: Redes Veiculares • Comunicação • Entre veículos (V2V – vehicle to vehicle) • Entre veículos e infra-estrutura (V2R – vehicle to roadside) Reprodução do Car-to-Car Consortium (http://www.car-to-car.org)

11. Redes Veiculares • Aplicações • Segurança • Conveniência • Com infra-estrutura • Sem infra-estrutura • Redes ad hoc veiculares (VANETs – Vehicular Ad Hoc Networks)

12. VANETs • Desafios • Alta mobilidade dos nós • Tempo de contato • Comunicação por múltiplos saltos • Quebra de conexões • Soluções propostas • Novos padrões, p. ex. IEEE 802.11p • Protocolos de roteamento

13. Vehicular Peer Selection Algorithm(Veer) • Aplicação-alvo • Sistemas par-a-par (P2P) de transferência de arquivos • Estratégia • Agendar transferências • Evitar quebras de conexões • Cenário • Trajetórias conhecidas • Resultados • Aumento da taxa de entrega de dados

14. Medidas Experimentais • Estudo de viabilidade das VANETs • Equipamentos convencionais • Laptop “no colo” • Placas de rede IEEE802.11 PCMCIA • Sem antena externa

15. Cenário • Ilha do Fundão (UFRJ) • Pouco tráfego • (a maior parte do tempo)

16. Cenário • Veículos viajando em direções opostas • Velocidade constante

17. Resultados Experimentais • Velocidades maiores • Contatos mais curtos • Adaptações necessárias • IEEE 802.11 • TCP Quantidade total de dados transferidos em um contato, em média, usando UDP e IEEE 802.11g.

18. Direções Futuras em VANETs • Medidas experimentais • Aplicações P2P são viáveis • Outras aplicações • Jogos • Gerenciamento de tráfego • Prevenção de acidentes • ...

19. Em lugares ermos: DTNs • Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões (DTNs - Delay and Disruption Tolerant Networks) • Cenários desafiadores • Conexão intermitente • Ausência de caminho fim-a-fim • Longos atrasos de propagação

20. Rede B Rede A Ausência de um caminho fim-a-fim Cenários de DTNs • Conectividade intermitente

21. Cenários de DTNs • Conectividade intermitente Quiosque Internet 200 km

22. ~ Unidade Astronômica (UA) = 149.598.000 km Velocidade da luz = 300.000 Km/s ~ Vênus Terra Sol Marte Júpiter Cenários de DTNs • Atrasos de propagação (muito) longos • Redes interplanetárias

23. Em Direção à Internet Ubíqua • Redes sem fio • Mobilidade • Baixo custo • Desafio: Robustez • Falha dos nós • Escalabilidade • Interferências • Conexões intermitentes • Grandes atrasos

24. Referências • Redes em Malha • Campista, M. E. M., Passos, D. G., Esposito, P. M., Moraes, I. M., de Albuquerque, C. V. N., Saade, D. C. M., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Routing Metrics and Protocols for Wireless Mesh Networks", in IEEE Network, ISSN 0890-8044, vol. 22, no. 1, pp. 6-12, January 2008. • Campista, M. E. M., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "WPR: Um Protocolo de Roteamento Pró-ativo Adaptado às Redes em Malha Sem Fio", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008. • Redes Veiculares • Cavalcanti, S. R., Campista, M. E. M., Abdesslem, F. B., Costa, L. H. M. K., and Amorim, M. D. - "VEER: Um Algoritmo de Seleção de Pares em Redes Ad Hoc Veiculares", to appear in XXVI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2008, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2008. • DTNs • Oliveira, C. T., Moreira, M. D. D., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões", in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2007, Belém, PA, Brazil, May 2007.

25. Obrigado! • Perguntas? http://www.sbrc2008.ufrj.br Coordenação Geral: Artur Ziviani, LNCC Luís Henrique M. K. Costa, UFRJ Célio Vinicius N. de Albuquerque, UFF Marcelo G. Rubinstein, UERJ