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Un evaluador de Algoritmos de Ruteo

Tesista

Mario Marcelo Berón

Universidad Nacional de San Luis - Argentina

Asesor Científico

Gregorio Hernández Peñalver

Universidad Politécnica de Madrid – España

Co-Asesor Científico

Edilma Olinda Gagliardi

Universidad Nacional de San Luis - Argentina

• El problema del ruteo y sus aplicaciones

• Los algoritmos de ruteo online

• Las clases de grafos utilizadas como modelo

• Criterios de Evaluación

• Evaluador de algoritmos de ruteo

• Conclusión

• Redes de computadoras

Índice

• Objetivos

• Evaluación de Algoritmos- Experimentos - Resultados

Un Evaluador de Algoritmos de Ruteo

Objetivos

Construir una herramienta que permita:

• Estudiar los algoritmos de ruteo

• Incorporar con facilidad: algoritmos de ruteo, criterios de evaluación, clases de grafos, etc.

• Interactuar con otras herramientas tales como compiladores y graficadores

• Modificar sus rutinas con complejidad media

• Ejecutar en distintas plataformas y en máquinas de diferentes capacidades de procesamiento

• Ser manipulada por expertos en la temática o usuarios de otras disciplinas

• Conclusión

Índice

• Objetivos

El problema de ruteo y sus aplicaciones

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Redes de Computadoras

Existen distintas formas de interconectar ordenadores. Estas formas se conocen con el nombre de topologías de interconexión.

Retícula

Lineal

Árbol

Anillo Estrella

Como se puede observar estas topologías y combinaciones de las mismas poseen una infraestructura física.

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Algoritmos de Ruteo Online

Ruteo Geométrico

• El plano completo de la red no se conoce en los nodos.

• G es un grafo plano con n vértices, aristas con peso distancia euclídea o unidad.

¿Qué conoce el paquete?

• Las coordenadas de o, d y de los vértices de V(o)

• Cuando llega a v, aprende las coordenadas de V(v)

Ruteo voraz (greedy routing)

El paquete sale de v al vecino más próximo a d

Ruteo por Brújula (compass routing)

El paquete sale de v al vecino que minimiza el ángulo con la recta vd

Ruteo por Brújula Aleatorizado (random compass routing)

El paquete va de v a uno de los vértices b+(v) o b-(v) con igual probabilidad

b+(v) v

Ruteo Voraz Brújula (greedy-compass routing)

El paquete se mueve desde v al vértice entre {b+(v), b-(v)} que minimiza la distancia a d

b+(v) v

Ruteo por Caras (face routing)

Ruteo por Caras II (face routing II)

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Clases de Grafos

• En las redes móviles, cada nodo tiene su radio de transmisión. Por consiguiente dos nodos están conectados si se encuentran dentro de su radio de transmisión.

• El grafo que modela esta situación se conoce como grafo unidad.

Clases de Grafos

• Grafo de Gabriel• Grafo de Vecindad Relativa

• Triangulaciones de Delaunay

Inválido

Clases de Grafos

Grafo de GabrielGrafo de Vecindad Relativa

Triangulación de Delaunay

Clases de Grafos

Sin embargo el Grafo de Gabriel presenta el siguiente inconveniente:

u v u v

¿Por qué eliminar el arco (u,v) si en realidad no altera la planaridad del grafo?

u v u v

Grafos de Morelia

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Criterios de Evaluación

• Tasa de Éxito

• Dilatación de enlace promedio

• Dilatación euclidiana promedio

Para la evaluación de algoritmos de ruteo es necesario tener en cuenta:

• Los algoritmos en sí mismos

• Las clases de grafos que se utilizan

• Los criterios de evaluación

• Los tipos de experimentos que se realizan

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Evaluador de Algoritmos de Ruteo

Tabla n Tabla 1

Alg 1 Alg n

C. de E. 1

C. de E. n

Grafo 1

Grafo n

El Evaluador fue especificado utilizando el método RAISE.

RAISE es atractivo porque:

• Permite especificar sistemas en cualquier nivel de abstracción.

• Las herramientas provistas con el método poseen soporte para la construcción, validación, verificación y refinamiento de las especificaciones.

• Posee un lenguaje de especificación (RSL) que es de amplio espectro.

• RSL, es un lenguaje modular, contiene construcciones típicas de los lenguajes de programación. Además permite seleccionar el estilo de especificación.

Consideraciones del Evaluador:

• Biblioteca de Funciones

• Especificación de sus rutinas

• Documentación

• Ambiente flexible y amigable

• Economía de Recursos

• Portabilidad

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Tasa de éxito del ruteo voraz

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Gabriel

Morelia

Evaluación de Algoritmos -Experimentos y Resultados-4

Tasa de éxito del ruteo por brújula

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Gabriel

Morelia

Tasa de éxito del ruteo voraz-brújula

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Gabriel

Morelia

Tasa de éxito del ruteo por brújula aleatorizado

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Morelia

Gabriel

Dil. de enl. prom. del ruteo voraz

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Gabriel

Morelia

Dil. de enl. prom. del ruteo

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Gabriel

Morelia

Dil. de enl. prom. del ruteo por brújula-alea.

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Gabriel

Morelia

Dil. de enlace prom. del ruteo por voraz-brújula

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Gabriel

Morelia

• Los algoritmos de ruteo

• Conclusión

Índice

• Objetivos

Conclusiones

• El estudio de los algoritmos de ruteo es de principal importancia ya que en el futuro permitirá solucionar problemas tecnológicos.

• La construcción de herramientas que faciliten el estudio de algoritmos de ruteo que sean adaptables y de fácil uso simplifica el estudio de los algoritmos de ruteo.

• La construcción de herramientas de análisis requiere de un estudio profundo de las distintas estrategias de ruteo, lenguajes de programación diseño y especificación.

Conclusiones

• Las estrategias de ruteo al vuelo son atractivas por su escaso uso de recursos y porque permiten generar esquemas híbridos que poseen las mismas características.

• El uso de Métodos de Ingeniería, en particular RAISE, permitió entender exhaustivamente el funcionamiento de los algoritmos de ruteo y los métodos de generación de clases de grafos utilizados. Además posibilitó la creación de documentación útil para el usuario experto del sistema.

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