Uma abordagem colaborativa de cache em redes ad hoc

Abstract

O avanço das tecnologias de rede sem fio permitiu o surgimento de redes ad-hoc. A partir de um ambiente não infra-estruturado é possíıvel o estabelecimento de comunicação entre dispositivos espalhados em uma região. Esses dispositivos estabelecem comunicação entre si, de forma dinamica e em tempo real, criando topologias que permitam o roteamento de pacotes entre os membros da rede. Entretanto, algumas limitações inerentes `a tecnologia geram problemas que contribuem para a degradação da vazão na rede. De acordo com Gupta et al. [28], quanto maior ´e o número de nós em uma rede, menor será a sua vazão. Para esse contexto, o modelo tradicional de cache não se apresenta como uma boa opção. A penalidade imposta `a rede, após um local cache miss, ´e alta e sobrecarrega tanto os nós intermediários que participam do roteamento, quanto o servidor da rede. Com objetivo de diminuir essa penalização, diversos trabalhos implementam o conceito de cache colaborativo. Essa política consiste em tentar obter a informa ção, após um local miss, a partir dos nós vizinhos mais próximos. Entretanto, seu uso pode ser considerado limitado. As políticas colaborativas de cache restringem-se apenas a disponibilizar, aos demais membros da rede, as informações locais armazenada no cache de cada cliente. Nenhuma política global para gerenciamento dessas informações ´e proposta. O objetivo desse trabalho ´e propor um mecanismo de cache colaborativo que permita o compartilhamento de informações, entre nós de uma rede, de forma a diminuir a carga de trabalho tanto no servidor quanto na rede. A partir de uma área de cache global, compartilhada entre um grupo de nós, é possíıvel a diminuição do tempo médio de resposta e do número médio de saltos durante o processo de obtenção de dados em uma rede. Para validação da proposta, um modelo foi implementado utilizando o simulador de redes ad-hoc, GloMoSim [50]. Os resultados experimentais demonstram uma redução de 57.77% no número de requisições submetidas ao servidor para grupos de 8 nós, e 72.95% para grupos de 16 nós. Observou-se uma redução de aproximadamente 16 vezes no tempo médio gasto para responder a uma requisição. ___________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The advance of wireless tecnologies has allowed the appearing of ad hoc networks. From a unstructured environment, it is possible to stablish communication among devices. These devices set up communication among themselves, in a dinamic way and in real time, creating topologics that allow the packages flow among the network members. However, some limitations intrinsic to the tecnology generate problems that contribute to the degradation of the network flow. According with Gupta et al. [28], as bigger is the number of nodes in a network, as smaller will be its throughput. The penalty imposed to the network, after a local cache miss, is high and overloads not just the intermediate nodes that participate in the routing, but also the network server. With the intent of decrease this penalization, several works implement the concept of colaborative cache. This policy consists in trying to get the information from the nearest nodes, after a local miss. Nevertheless, its use can be considered limitated. The colaborative cache policies restrain to give just the local information stored in each client’s cache to the other network members. There’s no proposition for a global policy to manage such information. The objective of this work is to propose a colaborative cache mechanism that allows the information sharing, among nodes of a network, in a way to decrease the load of work in the server and in the network. From a global chache area, shared by a group of nodes, it’s possible to reduce the average response time and the average number of hops during the process of getting data in a network. To validate the proposal, a model was implemented using the GloMoSim [50] ad hoc network simulator. The experimental results show a 57.77% reduction in the number of requests submited to the server for groups of 8 nodes, and a 72,95% reduction for groups of 16 nodes. It was noticed a decrease of 16 times in the average time spent to answer to a request (Round Trip Time).