Testbed para evaluación dtn basado en hardware programable
In the present era of global interconnectivity, communications serve a crucial role across multiple dimensions of national and international development. The integration of novel technologies in communication emerges as a compelling domain, intricately linked to the progress and competitiveness of a...
- Autores:
-
Guerrero Tovar, Francisco
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Corporación Universidad de la Costa
- Repositorio:
- REDICUC - Repositorio CUC
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/13017
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11323/13017
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- Palabra clave:
- DTN
Testbed
Protocolos de enrutamiento
Hardware programable
Routing protocols
Programmable hardware
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- Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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In the present era of global interconnectivity, communications serve a crucial role across multiple dimensions of national and international development. The integration of novel technologies in communication emerges as a compelling domain, intricately linked to the progress and competitiveness of a nation. Notably, certain innovations enhance connectivity among devices, even in environments lacking coverage from conventional telecommunications infrastructure. This leads to the emergence of Delay Tolerant Networks (DTN), facilitating communication between devices (nodes) in the absence of network coverage through the paradigm of store-carry-and-forward. This research project is oriented towards the design and implementation of a prototype-based testbed to evaluate the performance of routing protocols utilized in DTN. This effort leverages programmable hardware platforms situated at the University of la Costa. The significance of this project lies in its shift from evaluating protocol performance using simulation tools to conducting assessments with tangible devices through programmable hardware platforms. The developed testbed will scrutinize widely adopted protocols in delay-tolerant networks, including Epidemic, First Contact, and Direct Delivery. |
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Anderson, T. P., Walfish, M. M., & Tennenhouse, D. L. (2022). The Interplanetary Internet: A Survey and Roadmap. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 24(2), 1738-1774. Baek, K. M., Seo, D. Y., & Chung, Y. W. (2018). An Improved Opportunistic Routing Protocol Based on Context Information of Mobile Nodes. Applied Sciences, 8(8), 1344. https://doi.org/10.3390/app8081344 Caini, C., Firrincieli, R., & Livini, M. (2010). DTN Bundle Layer over TCP: Retransmission Algorithms in the Presence of Channel Disruptions. J. Commun., 5, 106-116. Colaboradores de Wikipedia. (2021, 7 abril). Almacenamiento y reenvío. Wikipedia, la Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Almacenamiento_y_reenv%C3%ADo Dias, J. A., Silva, M. A., & Sousa, J. P. (2012). Performance assessment of IP over vehicular delay-tolerant networks through the VDTN@Lab testbed. IEEE Communications Magazine, 50(6), 108-115. Dias, P. F., Pinho, J. P., & Encarnação, J. L. (2022). 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Evaluación y validación de protocolos en una arquitectura DTN con robots. Revista de Estudios Sociales, 61, 161-173. Martínez, L. F., López, L. S., & Gómez, J. S. (2017). Propuesta de un testbed DTN basado en plataformas de hardware programable para la evaluación de desempeño de protocolos de enrutamiento. Revista de Estudios Sociales, 61, 161-173. Martínez, L. F., López, L. S., & Gómez, J. S. (2018). A DTN Testbed for Performance Evaluation of Routing Protocols and Scheduling Policies. IEEE Access, 6, 44673-44686. Martínez, L. F., López, L. S., & Gómez, J. S. (2018). Evaluation of routing protocols for DTNs using a hybrid simulation approach. Journal of Network and Computer Applications, 113, 196-207. Martínez, L. F., López, L. S., & Gómez, J. S. (2019). Propuesta de un banco de pruebas para la gestión de redes DTN. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 16(2), 151-163. Martínez, L. F., López, L. S., & Gómez, J. S. (2020). 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Schütz, S., Eggert, L., Schmid, S., & Brunner, M. (2005). Protocol enhancements for intermittently connected hosts. Computer Communication Review, 35(3), 5-18. https://doi.org/10.1145/1070873.1070875 Spyropoulos, T., Psounis, K., & Raghavendra, C. S. (2005). Spray and wait: an efficient routing scheme for intermittently connected mobile networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 35(4), 251-262. Spyropoulos, T., Psounis, K., & Raghavendra, C. S. (2007). Probabilistic routing in intermittently connected networks: The prophet algorithm. IEEE Transactions on Mobile Computing, 6(6), 690-702. Spyropoulos, T., Psounis, K., & Raghavendra, C. S. (2008). A survey on routing in delay tolerant networks. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 10(4), 388-408. . Tennenhouse, D. L., Wetherall, D., Shenker, S., Fenner, B., Partridge, C., & Ballardie, T. (1996). The Interplanetary Internet: A New Paradigm for Networking in Space. IEEE Communications Magazine, 34(6), 80-88. 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This leads to the emergence of Delay Tolerant Networks (DTN), facilitating communication between devices (nodes) in the absence of network coverage through the paradigm of store-carry-and-forward. This research project is oriented towards the design and implementation of a prototype-based testbed to evaluate the performance of routing protocols utilized in DTN. This effort leverages programmable hardware platforms situated at the University of la Costa. The significance of this project lies in its shift from evaluating protocol performance using simulation tools to conducting assessments with tangible devices through programmable hardware platforms. The developed testbed will scrutinize widely adopted protocols in delay-tolerant networks, including Epidemic, First Contact, and Direct Delivery.En el actual momento del mundo totalmente interconectado, las comunicaciones juegan un papel muy importante en múltiples aspectos del desarrollo nacional e internacional. La implementación de nuevas tecnologías para las comunicaciones se convierte en un interesante campo, ya que esto va ligado al desarrollo y competitividad de una nación. Algunas de estas tecnologías novedosas permiten mejorar la conectividad entre dispositivos aun cuando se encuentren fuera de la cobertura de la infraestructura de telecomunicaciones. Con base en esta premisa, surgen las redes tolerantes al retardo (Delay Tolerant Networks, DTN), que permiten ciertos niveles de comunicación entre dispositivos (nodos) en ambientes sin cobertura de red, gracias al paradigma de almacenar, llevar y entregar. Este proyecto de investigación tiene como objetivo diseñar e implementar un banco de pruebas basado en prototipos, conocido como testbed, para la evaluación de desempeño de protocolos de enrutamiento utilizados en DTN basado en plataformas de hardware programable en la Universidad de la Costa. El desarrollo de este proyecto permite avanzar de realizar evaluaciones de desempeño de protocolos con herramientas de simulación, a evaluaciones con dispositivos reales, por medio de plataformas de hardware programable. Con el testbed desarrollado se evaluarán protocolos ampliamente utilizados en redes tolerantes al retardo como Epidemic, First contact y Direct delivery.Lista de tablas9-- Lista de figuras 10-- Resumen 12-- Abstract 13-- Introducción 14-- Planteamiento del problema 20-- Justificación 23-- Objetivos 24-- Objetivo general 24-- Objetivos específicos 24-- Marco teórico 25-- Funcionamiento de una DTN 25-- Método de almacenamiento y reenvío 25-- Tipos de contactos 31-- Protocolos de Enrutamiento 32-- Plataformas programables 33-- Antecedentes 36-- Marco metodológico 39-- Diseño 41-- Aspectos a tener en cuenta al elaborar un testbed para DTN 41-- Métricas para la caracterización del desempeño de las DTN 42-- Algoritmos de enrutamiento para implementar en el testbed desarrollado 44-- Algoritmo de enrutamiento Epidemic 44-- Implementación de Algoritmo de Enrutamiento First Contact 46-- Implementación del algoritmo de enrutamiento Direct Delivery 48-- Implementación de los nodos 49-- Implementación de los Algoritmos en Arduino 55-- Resultados de la investigación 56-- Métrica de retardo 63-- Métrica de mensajes entregados 67-- Métrica de mensajes duplicados 71-- Conclusiones 75--- Apéndices 78- Referencias 94--Magíster en IngenieríaPregrado97 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaCiencias de la Computación y ElectrónicaBarranquilla, ColombiaMaestría en IngenieríaTestbed para evaluación dtn basado en hardware programableTrabajo de grado - MaestríaTextinfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAnderson, T. P., Walfish, M. M., & Tennenhouse, D. L. (2022). The Interplanetary Internet: A Survey and Roadmap. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 24(2), 1738-1774.Baek, K. M., Seo, D. Y., & Chung, Y. W. (2018). An Improved Opportunistic Routing Protocol Based on Context Information of Mobile Nodes. Applied Sciences, 8(8), 1344. https://doi.org/10.3390/app8081344Caini, C., Firrincieli, R., & Livini, M. (2010). DTN Bundle Layer over TCP: Retransmission Algorithms in the Presence of Channel Disruptions. J. Commun., 5, 106-116.Colaboradores de Wikipedia. (2021, 7 abril). Almacenamiento y reenvío. Wikipedia, la Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Almacenamiento_y_reenv%C3%ADoDias, J. A., Silva, M. A., & Sousa, J. P. (2012). Performance assessment of IP over vehicular delay-tolerant networks through the VDTN@Lab testbed. IEEE Communications Magazine, 50(6), 108-115.Dias, P. F., Pinho, J. P., & Encarnação, J. L. (2022). Performance evaluation of DTNs with reactive and proactive fragmentation mechanisms in hostile environments. IEEE Communications Magazine, 60(5), 108-115.Diez Rodríguez, C., Martínez, L. F., López, L. S., & Gómez, J. S. (2019). Análisis de rendimiento del protocolo Bundle basado en DTN2 en comparación con el protocolo TCP/IP. E-Informatica, 14(2), 13-23.Fenner, B., Handley, M., Holbrook, J., & Koucheryavy, Y. (2003). The DTN Reference Model. IETF RFC 3693.Fenner, B., Handley, M., Holbrook, J., & Koucheryavy, Y. (2014). DTN2: A Bundle Protocol for Delay-Tolerant Networking. IETF RFC 6924.Galati, A., Bourchas, T., Siby, S., Frey, S., Olivares, M., & Mangold, S. (2014). Mobile-enabled delay tolerant networking in rural developing regions. Gelenbe, E., & Alouini, M.-S. (2017). Delay-tolerant networking. Cambridge University Press.Gelenbe, E., & Alouini, M.-S. (2017). Research Evaluation Practices in Wireless Networks: A Survey. 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