Μελέτη και Ανάπτυξη Πρωτοκόλλων Ανεκτικών σε Καθυστέρηση με χρήση της Ηλικίας της Πληροφορίας

Abstract

Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη της σύνδεσης των λεγόμενων Delay Tolerant Networks (DTNs) με μια εξαιρετικά καινοτόμα μετρική που υπάγεται στο πεδίο του χρόνου και ονομάζεται Ηλικία της Πληροφορίας (Age of Information-AoI). Τα DTNs αποτελούν μια ειδική κατηγορία δικτύων, τα οποία συναντώνται κυρίως σε ακραία επίγεια και διαστημικά περιβάλλοντα, ενώ το AoI αποτελεί μετρική επίδοσης, η οποία έχει εισαχθεί στη θεωρία των ουρών αναμονής την τελευταία δεκαετία, αποτυπώνοντας τη φρεσκάδα της μεταδιδόμενης πληροφορίας Πιο συγκεκριμένα, τα DTNs λόγω των ιδιαιτεροτήτων τους δε χρησιμοποιούν τα ίδια πρωτόκολλα δρομολόγησης τα οποία χρησιμοποιούνται εκτενώς και στο παραδοσιακό Διαδίκτυο, καθώς δίνουν περισσότερη έμφαση στην τελική παράδοση των μεταδιδόμενων πακέτων, ανεξαρτήτως της καθυστέρησης, η οποία μπορεί να διαρκέσει ακόμα και ολόκληρες μέρες. Με άλλα λόγια, όπως υποδεικνύει και το όνομά τους τα DTNs δείχνουν μια σχετική ανοχή στο κομμάτι αυτό. ΄Ενα από τα πιο διαδεδομένα πρωτόκολλα δρομολόγησης στο DTN είναι το πρωτόκολλο FRESH, το οποίο βασίζεται στις πιο πρόσφατες συναντήσεις (encounters) κάθε κόμβου με όλους τους υπόλοιπους κόμβους του δικτύου. Παρ’ όλα αυτά, ιδίως εξαιτίας της απλότητάς του, δεν επικεντρώνεται τόσο στην ηλικία των πακέτων, καθιστώντας τα αρκετά συχνά παλαιωμένα, κυρίως εξαιτίας της συμφόρησης και των μεγάλων διαστημάτων διακοπής της συνδεσιμότητας μεταξύ των κόμβων. Στην εργασία αυτή, τροποποιείται κατάλληλα το πρωτόκολλο FRESH, θέτοντας ένα άνω όριο στην ηλικία των πακέτων (Age of Information), με σκοπό την εξασφάλιση της όσο το δυνατόν μεγαλύτερης φρεσκάδας τους. Η πειραματική αξιολόγηση του προτεινόμενου τροποποιημένου πρωτοκόλλου εν συγκρίσει με το αυθεντικό πρωτόκολλο FRESH διεξάγεται σε συνθετικά δίκτυα. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν το τεράστιο κέρδος που αποκομίζεται στο κομμάτι της ηλικίας των πακέτων και στη φρεσκάδα αυτών, δίχως να επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό η ρυθμαπόδοση του συστήματος, δηλαδή το ποσοστό των επιτυχώς μεταδιδόμενων πακέτων.