Cooperative Routing Management in Wireless Mesh Network

Redes em malha sem- o (WMN) fornecem um backbone sem os ex vel para acesso ub quo a Internet, e estão sendo desa adas a melhorar a sua gestão para suportar vários tipos de requisitos, tais como escalabilidade de aplica c~oes multim edia e integraçcão com diferentes tecnologias sem os. A estrutura multi-hop e soluções de baixo custo utilizadas nas WMN facilitam a estens~ao dos seus servi cos para a cobertura de grandes areas. Por esta razão, a escalabilidade e uma quest~ao de gest~ao fundamental para WMN, sendo necess ario que as WMN consigam lidar com quantidades crescentes de tr afego e de n os de uma forma e ciente. Neste cen ario, o processo de encaminhamento pode servir como um mecanismo util para a gest~ao deste tipo de rede e atender as exig.;encias de aplica c~oes multim edia de uma forma mais escal avel. Este processo emprega m etodos com solu c~oes distribu das, tais como algoritmos, protocolos de encaminhamento e m etricas que em conjunto permitem a sele c~ao das melhores rotas permitindo uma otimiza c~ao de desempenho. No entanto, v arios fatores devem ser levados em considera c~ao pelas abordagens de encaminhamento para melhorar a escalabilidade nas WMN, tais como informa c~oes imprecisas de encaminhamento, altos n veis de overhead dos protocolos de encaminhamento em redes de larga escala e as areas de congestionamento pr oximo aos gateways. O argumento central desta tese e que embora tenha havido v arias propostas de encaminhamento para melhorar o desempenho das WMN, as solu c~oes atuais n~ao conseguiram adotar uma abordagem que seja capaz de lidar com os tr.;es principais aspectos do processo de encaminhamento numa mesma abordagem, nomeadamente a imprecis~ao das m etricas para medir a qualidade do enlace sem o, o overhead dos protocolos de encaminhamento e a ocorr.;encia de gateways sobrecarregados. Na verdade, todo o esfor co de investiga c~ao anterior foi centrado num unico aspecto. O objectivo do trabalho de investiga c~ao apresentado nesta tese foi demonstrar que e poss vel criar uma abordagem de encaminhamento que permite a melhorar a escalabilidade das WMN de uma forma e caz. Para atingir este objetivo, este trabalho empregou uma arquitetura, chamada Architecture of Routing Management (ACRoMa), que e apresentada atrav es de uma abordagem top-down em que os principais componentes e sinergias s~ao descritos de uma forma detalhada. ACRoMa foi projetada para fornecer um algoritmo de encaminhamento para balanceamento de carga inter-cluster, chamado Routing Algorithm for Inter-cluster Load Balancing (RAILoB), que reduz o overhead de encaminhamento e evita as situa c~oes de sobrecarga nos gateways e uma m etrica cross-layer de encaminhamento, chamada Metric for Interference and channel Diversity (MIND), para melhorar a precis~ao da decis~ao de encaminhamento atrav es do uso de medidas mais exatas para descrever interfer.;encia e carga de tr afego. RAILoB acelera o processo de balanceamento de carga entre gateways (inter-cluster ). Al em disso, existe uma intera c~ao entre RAILoB e a m etrica MIND que permite realizar uma decis~ao de encaminhamento intra-cluster. Portanto, RAILoB representa a arquitetura ACRoMa conceptualmente atrav es da combina c~ao de todos os componentes em uma forma incremental. Modelos de simula c~ao foram desenvolvidos para validar ACRoMa atrav es de uma avalia c~ao extensa, e estes levam em conta os principais fatores que in uenciam o desempenho do tr afego (por exemplo, topologia, aplica c~oes e tamanho da rede). Em primeiro lugar, a avalia c~ao de MIND mostra que ela supera v arias m etricas de encaminhamento cross-layer em con gura c~oes diferentes, o que e uma evid.;encia de que os mecanismos mais precisos empregados em MIND t.;em impacto sobre a decis~ao de encaminhamento. Na sequ.;encia, houve uma avalia c~ao em diferentes cen arios e aplica c~oes da abordagem RAILoB. Os resultados mostraram que RAILoB consegue um desempenho de tr afego melhor do que as abordagens mais relevantes de balanceamento de carga usando tamb em clustering, uma vez que fornece uma solu c~ao mais agil para a balanceamento de carga inter-cluster. Assim, a arquitetura ACRoMa alcan cou seus objetivos iniciais, mostrando que e poss vel melhorar a escalabilidade das WMN sem a necessidade de acrescentar novos equipamentos ou tecnologias de redes sem o, combinando solu c~oes que cooperam entre si na mesma abordagem.