Βελτίωση Λειτουργίας Πρωτοκόλλων Δρομολόγησης με χρήση Ηλικίας-της-Πληροφορίας.

Improving Performance of Routing Protocols using Age-of-Information. (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. ΞΕΝΟΦΩΝ ΤΙΜΟΛΟΓΟΣ
  3. Μεταπτυχιακή Εξειδίκευση στα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΛΣ)
  4. 23 Σεπτεμβρίου 2023
  5. Ελληνικά
  6. 91
  7. ΚΑΡΥΩΤΗΣ, ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ
  8. ΚΑΡΥΩΤΗΣ, ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ | ΜΟΣΧΟΛΙΟΣ, ΙΩΑΝΝΗΣ | ΚΑΛΛΕΣ , ΔΗΜΗΤΡΗΣ
  9. Δίκτυα ανεκτικά στην καθυστέρηση, Ηλικία της Πληροφορίας, Κατανεμημένα δίκτυα, Πρωτόκολλα δρομολόγησης, Προσομοίωση
  10. Μεταπτυχιακή Εξειδίκευση στα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΛΣ)
  11. 1
  12. 56
    • Το πρόβλημα της δρομολόγησης είναι ένα από τα σημαντικότερα στα δίκτυα υπολογιστών. Πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία, ενώ αρκετές κατηγορίες πρωτοκόλλων είναι σχεδιασμένες για την κάλυψη ειδικών αναγκών και/ή απαιτήσεων που τίθενται στη λειτουργία συγκεκριμένων δικτύων. Χαρακτηριστική περίπτωση αποτελεί η σχεδίαση πρωτοκόλλων για τα λεγόμενα ανθεκτικά-στην-καθυστέρηση δίκτυα (delay tolerant networks). Τα δίκτυα αυτά αναπτύσσονται σε περιβάλλοντα όπου δεν είναι εφικτή η ανάπτυξη υποδομής ή σε περιπτώσεις όπου η διάδοση του σήματος επικοινωνίας απαιτεί πολύ χρόνο, π.χ. στις διαστημικές επικοινωνίες. Το βασικό πρόβλημα που θεραπεύουν τα πρωτόκολλα δρομολόγησης που έχουν σχεδιαστεί για delay tolerant δίκτυα, είναι ότι προλαμβάνουν τη λήξη των χρόνων αναμονής παράδοσης πακέτων και δεν οδηγούν το δίκτυο σε εκτεταμένες απορρίψεις πακέτων που δεν έχουν υποστεί σφάλμα κατά τη μετάδοση, πράγμα που θα συνέβαινε σε άλλη περίπτωση.

      Ωστόσο, ένα δευτερογενές πρόβλημα που δημιουργείται στις παραπάνω περιπτώσεις, είναι αυτό της μη-φραγμένης καθυστέρησης παράδοσης πακέτων στους τελικούς προορισμούς. Αν και έχει δειχθεί για ορισμένα από αυτά τα πρωτόκολλα ότι ο χρόνος παράδοσης πακέτου είναι πεπερασμένος, δεν έχει προκύψει κάποιο συγκεκριμένο όριο στο χρόνο παράδοσης των πακέτων. Αυτό έχει αντίκτυπο, στο γεγονός ότι καθιστά τέτοια πρωτόκολλα ακατάλληλα προς χρήση σε εφαρμογές ευαίσθητες στην καθυστέρηση, π.χ. τηλεχειρισμός οχημάτων κλπ. Είναι λοιπόν χρήσιμο να επιχειρηθεί μια προσπάθεια βελτίωσης αυτής της σκοπιάς των πρωτοκόλλων δρομολόγησης για delay tolerant δίκτυα.

      Μια κατεύθυνση για την εν λόγω βελτίωση αποτελεί η δυνατότητα χρήσης μιας μετρικής, της Ηλικίας-της-Πληροφορίας. Η έννοια της Ηλικίας-της-Πληροφορίας (Age of Information, AoI) έχει αναπτυχθεί για να περιγράψει το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί από τη στιγμή της δημιουργίας μιας πληροφορίας μέχρι τη χρονική στιγμή που «καταναλώνεται» και μπορεί να αποτελέσει οδηγό για την αξιόπιστη χρήση της. Στην παρούσα εργασία η ΗτΠ θα χρησιμοποιηθεί ως η ηλικία των πακέτων και για να τεθούν συγκεκριμένα φράγματα στο χρόνο παράδοσης πακέτων των πρωτοκόλλων δρομολόγησης.

      Αρχικά σε αυτή τη διπλωματική εργασία συγκεντρώνονται πρωτόκολλα δρομολόγησης που είναι κατάλληλα για delay tolerant δίκτυα και διαχωρίζονται κάποια που χρησιμοποιούν το χρόνο στο σχεδιασμό τους. Στη συνέχεια  επιλέγονται 2 συγκεκριμένα πρωτόκολλα και προτείνονται επεκτάσεις, δηλαδή τρόποι με τους οποίους θα μπορούσε να επεκταθεί η λειτουργία των πρωτοκόλλων αυτών χρησιμοποιώντας την ΗτΠ στο σχεδιασμό ώστε να τεθούν χρονικά όρια στο χρόνο παράδοσης των πακέτων. Τέλος, επιλέγεται ένα συγκεκριμένο πρωτόκολλο,η αντίστοιχη επέκτασή του και υλοποιείται  η προσομοίωση λειτουργίας του, με σκοπό την ποσοτικοποίηση των ωφελειών που εν δυνάμει προκύπτουν.

    • The routing problem is one of the most important in computer networks. Many different approaches have been proposed in the literature, while several categories of protocols are designed to cover specific needs and/or requirements placed on the operation of specific networks. A typical case is the design of protocols for the so-called delay-tolerant networks. These networks are developed in environments where infrastructure development is not feasible or in cases where communication signal propagation takes a long time, e.g., in space communications. The key problem addressed by routing protocols designed for delay tolerant networks is that they prevent packet delivery timeouts and do not cause the network to drop packets that have not suffered an error in transit, as would otherwise occur.

      However, a secondary problem that arises in the above cases is that of unblocked packet delivery delay to final destinations. Although it has been shown for some of these protocols that the packet delivery time is finite, no definite bound on the packet delivery time has been derived. This has the effect of making such protocols unsuitable for use in delay-sensitive applications, e.g. remote control of vehicles etc. It is therefore useful to attempt to improve this aspect of routing protocols for delay tolerant networks.

      One direction for this improvement is the possibility of using a metric, Age-of-Information. The concept of Age-of-Information (AoI) has been developed to describe the period of time that elapses from the moment of creation of an information until the moment it is "consumed" and can be a guide for its reliable use . In this paper, the AoI will be used as the age of the packets and to set specific barriers to the packet delivery time of the routing protocols.

  13. Hellenic Open University
  14. Αναφορά Δημιουργού 4.0 Διεθνές