Framework for self-organizing resilient ad-hoc networks using hierarchical routing
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Date
2024
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Abstract
La resiliencia ha sido objeto de estudio en varios campos de estudio. En lo que respecta a redes e infraestructura de telecomunicaciones, no hay consenso sobre cómo definir, medir e implementar sistemas resilientes. Generalmente se analiza como una propiedad que se encuentra a nivel de Capa de Red, proponiendo soluciones y protocolos resilientes asumiendo que las capas inferiores son capaces de proporcionar una comunicación confiable. Se considera a menudo que los nodos de una red tienen un alcance fijo para comunicarse confiablemente con sus vecinos, siendo inalcanzables fuera de éste. Sin embargo, en la práctica, fenómenos como el desvanecimiento de canal contradicen esta idea. En este trabajo, se elaboran conceptos y se propone un marco para entender y evaluar la resiliencia en el contexto de redes inalámbricas ad-hoc. Esta propuesta involucra elementos tanto en la Capa de Red (NET) como en la Capa de Enlace (DLL), con la consideración clave de tener en cuenta la existencia de canales no confiables entre nodos. El objetivo es otorgar a la red la capacidad de auto-organización y adaptación, como una forma de proporcionar comportamiento resiliente a través de un sistema organizacional que sea capaz de adaptarse a las disrupciones que ocurren en la red. Se implementan tres componentes que consisten en un Protocolo de Enrutamiento Jerárquico (HRP), encargado de mantener y estructurar el sistema organizacional, un Protocolo de Recuperación de Rutas (RRP) que actúa como un mecanismo de recuperación en caso de fallas de nodos, y un Estimador de Confiabilidad de Vecinos (NRE) que sirve para informar sobre la confiabilidad de los vecinos de cada nodo. En conjunto permiten la operación descentralizada, autónoma y auto-configurable de los nodos. Además, permiten una operación cohesionada de la red, constituyendo la contribución de este trabajo.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2024.
Keywords
Resiliencia, Redes ad-hoc, Redes inalámbricas, Canal no-confiable, Auto-organización, Estimación de calidad de enlace, Protocolo de ruteo, Recuperación de rutas