An interaction between SCTP and on demand MANET routing protocols

Mobile Ad hoc Network (MANET) is a wireless network of mobile nodes that has no fixed routers.In MANET, mobile nodes can communicate via the wireless interface while nodes are moving freely without using the network infrastructure.Nowadays the performance of a new existence Internet protocol technology, that is Stream Control Transportation Protocol ( SCTP) in a MANET Routing Protocol still unknown.The general objective of this research is to analyze and make the comparative performance of SCTP with Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) and Dynamic Source Routing protocol (DSR) using Network Simulator (NS-2).Specifically, this research is to measure the behavior of SCTP in terms of throughput and smoothness and; to determine routing protocol in Mobile Ad-hoc Network (MANET) either it has significant effect in SCTP.This research used Network Simulator 2 (NS-2), type of the traffic is Constant Bit Rate ( CBR) and packet size is 1000.The data sent consists of five speeds at 5 m/s, 10 m/s, 15 m/s, 20 m/s, 25 m/s, and then these speeds are used in AODV and DSR simulation.The result, of our study suggested that the SCTP throughput over AODV is higher than DSR and the smoothness of SCTP over DSR was higher than AODV for the five types of speed.In addition, there was no significant impact on throughput between AODV and DSR as the percentage difference was small (i.e., 0 to 2.4%).Furthermore, the speed of node movement does not significant affect the smoothness

Simulation based comparison of routing protocols in wireless multihop adhoc networks

Routing protocols are responsible for providing reliable communication between the source and destination nodes. The performance of these protocols in the ad hoc network family is influenced by several factors such as mobility model, traffic load, transmission range, and the number of mobile nodes which represents a great issue. Several simulation studies have explored routing protocol with performance parameters, but few relate to various protocols concerning routing and Quality of Service (QoS) metrics. This paper presents a simulation-based comparison of proactive, reactive, and multipath routing protocols in mobile ad hoc networks (MANETs). Specifically, the performance of AODV, DSDV, and AOMDV protocols are evaluated and analyzed in the presence of varying the number of mobile nodes, pause time, and traffic connection numbers. Moreover, Routing and QoS performance metrics such as normalized routing load, routing packet, packet delivery ratio, packet drop, end-to-end delay, and throughput are measured to conduct a performance comparison between three routing protocols. Simulation results indicate that AODV outperforms the DSDV and AOMDV protocols in most of the metrics. AOMDV is better than DSDV in terms of end-to-end delay. DSDV provides lower throughput performance results. Network topology parameters have a slight impact on AODV Performance

Smart PIN: performance and cost-oriented context-aware personal information network

The next generation of networks will involve interconnection of heterogeneous individual networks such as WPAN, WLAN, WMAN and Cellular network, adopting the IP as common infrastructural protocol and providing virtually always-connected network. Furthermore, there are many devices which enable easy acquisition and storage of information as pictures, movies, emails, etc. Therefore, the information overload and divergent content’s characteristics make it difficult for users to handle their data in manual way. Consequently, there is a need for personalised automatic services which would enable data exchange across heterogeneous network and devices. To support these personalised services, user centric approaches for data delivery across the heterogeneous network are also required. In this context, this thesis proposes Smart PIN - a novel performance and cost-oriented context-aware Personal Information Network. Smart PIN's architecture is detailed including its network, service and management components. Within the service component, two novel schemes for efficient delivery of context and content data are proposed: Multimedia Data Replication Scheme (MDRS) and Quality-oriented Algorithm for Multiple-source Multimedia Delivery (QAMMD). MDRS supports efficient data accessibility among distributed devices using data replication which is based on a utility function and a minimum data set. QAMMD employs a buffer underflow avoidance scheme for streaming, which achieves high multimedia quality without content adaptation to network conditions. Simulation models for MDRS and QAMMD were built which are based on various heterogeneous network scenarios. Additionally a multiple-source streaming based on QAMMS was implemented as a prototype and tested in an emulated network environment. Comparative tests show that MDRS and QAMMD perform significantly better than other approaches

Methodology to Evaluate WSN Simulators: Focusing on Energy Consumption Awareness

ISBN: 978-1-925953-09-1International audienceNowadays, there exists a large number of available network simulators, that differ in their design, goals, and characteristics. Users who have to decide which simulator is the most appropriate for their particular requirements, are today lost, faced with a panoply of disparate and diverse simulators. Hence, it is obvious the need for establishing guidelines that support users in the tasks of selecting and customizing a simulator to suit their preferences and needs. In previous works, we proposed a generic and novel methodological approach to evaluate network simulators, considering a set of qualitative and quantitative criteria. However, it lacks criteria related to Wireless Sensor Networks (WSN). Thus, the aim of this work is three fold: (i) extend the previous proposed methodology to include the evaluation of WSN simulators, such as energy consumption modelling and scalability; (ii) elaborate a study of the state of the art of WSN simulators, with the intention of identifying the most used and cited in scientific articles; and (iii) demonstrate the suitability of our novel methodology by evaluating and comparing three of the most cited simulators. Our novel methodology provides researchers with an evaluation tool that can be used to describe and compare WSN simulators in order to select the most appropriate one for a given scenario

Application of the decision theory for University Industrial Link (UIL)

The case was conducted to describe the application of decision theory in determining the best option in selecting source of research grant.The case started with the overview of University Industrial link (UIL) scenario and then looked into the strategic aspect of the collaborations that enable the school to make decision au fait with the needs of the university and social systems

Computer-network Solutions for Pervasive Computing

Lo scenario delle reti di comunicazione di tipo wireless sta rapidamente evolvendo verso i sistemi pervasivi in cui i dispositivi wireless, di diversi tipi e grandezze, costituiscono parte integrante dell’ambiente in cui sono immersi, ed interagiscono continuamente ed in maniera trasparente con gli utenti che vi vivono o che lo attraversano. Si parla a tal proposito anche di ambienti intelligenti. Seguendo l’evoluzione dai sistemi mobili a quelli pervasivi, questa tesi rivisita diversi tipi di ambienti wireless che si sono sviluppati e diffusi negli ultimi 20 anni: a partire dalle wireless LANs, proseguendo con le reti ad hoc, per finire con le reti opportunistiche. Sebbene molte problematiche delle reti wireless si ripropongano in quasi tutti gli scenari (ad esempio il risparmio energetico), a scenari wireless diversi corrispondono in genere utilizzi differenti e diversi fabbisogni degli utenti, come pure problemi specifici che richiedono soluzioni dedicate. Alcune soluzioni specifiche sono analizzate e proposte in questa tesi. Le reti WLANs basate su infrastruttura sono usate generalmente per fornire accesso alla rete Internet ed infatti lo scenario che le comprende è solitamente riferito come Wireless Internet. Nonostante la presenza dell’infrastruttuta fissa garantisca in generale una trasmissione di dati affidabile, l’utilizzo di questo tipo di reti per fornire esattamente gli stessi tipi di servizi delle reti fisse provoca un elevato consumo di risorse che all’interno delle WLANs sono invece limitate. Inoltre l’utilizzo dei protocolli dello stack TCP/IP sui link wireless è di solito fonte di inefficienze viste le profonde differenze esistenti fra i link wireless e quelli fissi. La progettazione di servizi in uno scenario di wireless Internet ha come primario obiettivo quello di garantire la fruizione da parte degli utenti mobili senza soluzione di continuità, mascherando così la presenza del link wireless che ha banda nominale inferiore rispetto ai link fissi ed è soggetto a maggiori perdite, e supportando la mobilità degli utenti all’interno delle zone di copertura (handoff). La gestione dei servizi di wireless Internet deve sempre essere integrata con soluzioni di risparmio energetico tese ad allungare il più possibile l’autonomia energetica dei dispositivi degli utenti (alimentati a batteria) garantendo così loro un servizio duraturo nel tempo. Abbiamo studiato una soluzione per servizi di streaming audio-video verso terminali mobili in un ambiente di wireless LAN. Oltre a garantire la continuità della riproduzione multimediale con buona qualità, questa soluzione ottimizza il consumo energetico del terminale wireless agendo sulla scheda di rete wireless. Durante lo streaming infatti, la scheda di rete viene periodicamente messa in uno stato a basso consumo energetico (sleep). I periodi di sleep della scheda vengono calcolati adattivamente in funzione dello stato di avanzamento della riproduzione multimediale e della banda disponibile istantaneamente sul canale wireless opportunamente monitorato. Il riposo della scheda di rete non incide sul processo di riproduzione e quindi sulla qualità del servizio percepita dall’utente mobile. A differenza delle WLANs, le reti MANETs sono prive di infrastruttura fissa ed i nodi che vi partecipano si autoconfigurano ed autoorganizzano tra di loro. Le MANETs si mostrano particolarmente adatte ad esigenze temporanee di gruppi di utenti che vogliano condividere dati, scambiarsi messaggi, o altro. Uno dei principali interessi di ricerca nell’ambito delle reti MANETs ha riguardato storicamente lo studio dei protocolli di routing per l’instradamento delle informazioni fra nodi sorgente e nodi destinatari. In una rete MANET infatti, vista l’assenza di infrastruttura, ogni nodo è coinvolto nella funzione di instradamento. Negli ultimi anni tuttavia, un nuovo aspetto di ricerca sta acquistando sempre maggiore attenzione e riguarda la sperimentazione su testbed reali. Le poche esperienze sperimentali eseguite su MANETs hanno dimostrato l’inadeguatezza degli studi di tipo analitico-simulativo nel giudicare l’efficacia delle soluzioni progettate per reti MANETs. Questo è principalmente dovuto al fatto che gli scenari wireless sono estremamente complessi e soggetti a fenomeni di diversa natura che influiscono sulle comunicazioni ma che sono difficilmente condensabili in un modello analitico completo. I modelli esistenti nei simulatori attualmente diffusi sono spesso causa di errori nel validare o al contrario bocciare le soluzioni ed i protocolli testati. Le attività di sperimentazione su testbed reali hanno dunque un duplice scopo: i) validare protocolli e soluzioni proposte attualmente, e ii) gettare le basi per la costruizione di nuovi modelli analitici e simulativi che siano maggiormente attendibili di quelli attuali. L’esperienza condotta su di un testbed reale per reti ad hoc comprendente portatili e palmari fino ad un totale di 12 nodi, ha dimostrato l’efficacia delle implementazioni di due protocolli di routing: AODV (Ad hoc On demand Distance Vector) ed OLSR (Optimized Link State Routing). Tuttavia, benchè entrambi siano funzionalmente corretti, mostrano comportamenti differenti quando usati per supportare servizi di livello middleware ed applicativi (vedi ad esempio file sharing o trasferimenti ftp). In particolare, i ritardi causati dalla scoperta delle rotte in AODV sono spesso causa di inefficienze o addirittura di interruzione del servizio. OLSR invece, seppure responsabile di un overhead di traffico maggiore, si mostra maggiormente adatto alle interazioni con i servizi dei livelli superiori. Infine, l’esperienza ha dimostrato la necessità di ripensare molti dei servizi disponibili su rete fissa per adeguarli alle caratteristiche delle reti wireless e particolarmente di quelle ad hoc. Una nuova tipologia di reti wireless sta emergendo attualmente e si sta rivelando di particolare interesse: quella delle reti opportunistiche. Le reti opportunistiche non si appoggiano su alcuna infrastruttura fissa, né cercano di autoconfigurarsi in una infrastruttura wireless temporanea costituita da nodi vicini. Sfruttano le opportunità di contatto che si verificano fra i nodi (dispositivi wireless di piccola taglia) trasportati dagli utenti nelle loro attività quotidiane (ad esempio a lavoro, sugli autobus, a scuola o all’università, ecc.). I messaggi sono scambiati ogni qualvolta si renda possibile, ovunque sia possibile ed il successo della loro trasmissione è strettamente legato alle dinamiche sociali in cui sono coinvolti gli utenti che trasportano i dispositivi ed alla storia degli incontri tra individui. Data la mobilità estremamente elevata che caratterizza questo nuovo scenario di reti, e la nota rumorosità delle comunicazioni wireless, l’affidabilità delle trasmissioni emerge come uno dei fattori di principale interesse. Infatti, le comunicazioni possono aver luogo soltanto durante i periodi di contatto tra i nodi e devono essere estremamente veloci ed efficaci. Questo porta a dover fare uno sforzo di progettazione per nuovi protocolli di comunicazione che si diversifichino da quelli oggi più diffusi e basati sulla ritrasmissione dei dati mancanti. Le ritrasmissioni infatti, nella maggior parte dei casi potrebbero non poter essere eseguite per mancanza di tempo. Una strategia valida per gestire l’affidabilità delle comunicazioni opportunistiche in simili scenari estremi (caratterizzati cioè da scarse risorse e scarsa connettività) prevede l’utilizzo combinato di tecniche di codifica dei dati e strategie di instradamento di tipo epidemico. Questo approccio sfrutta la ridondanza sia delle informazioni, sia dei percorsi. La ridondanza delle informazioni dà robustezza a fronte della perdita dei dati in rete poiché è necessario che soltanto un sottoinsieme dei codici generati arrivi a destinazione per consentire al ricostruzione corretta delle informazioni. La ridondanza dei percorsi invece è necessaria poichè non è possibile predirre in anticipo la sequenza dei contatti che può portare i dati a destinazione e pertanto è necessario distribuire l’informazione in più direzioni. Le reti opportunistiche caratterizzate dalla presenza di dispositivi con limitata autonomia energetica e risorse limitate, offrono attualmente lo scenario che meglio traduce il concetto di sistemi pervasivi. Di particolare interesse è il caso delle reti di sensori sparse in cui i sensori sono disposti nell’ambiente con funzione di monitoraggio ed i dati che collezionano vengono raccolti da degli agenti mobili che passano nelle vicinanze e che sono noti come data MULEs. I data MULEs possono utilizzare le informazioni acquisite dai sensori per eseguire applicazioni dipendenti dal contesto o possono semplicemente inoltrarle fino a quando raggiungono l’infrastruttura dove vengono elaborati e memorizzati. Le interazioni fra i sensori immersi nell’ambiente ed i data MULEs sono soltanto un primo passo di un sistema di comunicazione globale completamente opportunistico in cui i data MULEs scambiano l’un l’altro le informazioni che trasportano fino a quando infine, i dati pervengono alle destinazioni più lontane. In questo scenario, le comunicazioni wireless completano naturalmente le interazioni fra gli utenti e si verificano ogni qualvolta gli utenti si incontrano oppure si avvicinano casualmente l’un l’altro, dovunque questa interazione avvenga. Per supportare un simile framework, è necessario sviluppare nuovi paradigmi di comunicazione che tengano in considerazione l’assenza di link stabili tra i nodi che comunicano (connettività intermittente) e che assumano quindi la disponibilità di brevi periodi di contatto per comunicare. Inoltre i nuovi paradigmi di comunicazione devono generalmente assumere l’assenza di un percorso completo fra i nodi sorgente e destinatario e sfruttare invece forme di instradamento delle informazioni che sono simili al modo in cui avvengono le interazioni sociali fra le persone. Strategie di instradamento basate su codifica dei dati offrono una valida soluzione per supportare il framework emergente dei sistemi pervasivi

A Survey on Resource Management in IoT Operating Systems

Recently, the Internet of Things (IoT) concept has attracted a lot of attention due to its capability to translate our physical world into a digital cyber world with meaningful information. The IoT devices are smaller in size, sheer in number, contain less memory, use less energy, and have more computational capabilities. These scarce resources for IoT devices are powered by small operating systems (OSs) that are specially designed to support the IoT devices' diverse applications and operational requirements. These IoT OSs are responsible for managing the constrained resources of IoT devices efficiently and in a timely manner. In this paper, discussions on IoT devices and OS resource management are provided. In detail, the resource management mechanisms of the state-of-the-art IoT OSs, such as Contiki, TinyOS, and FreeRTOS, are investigated. The different dimensions of their resource management approaches (including process management, memory management, energy management, communication management, and file management) are studied, and their advantages and limitations are highlighted

End-to-End Resilience Mechanisms for Network Transport Protocols

The universal reliance on and hence the need for resilience in network communications has been well established. Current transport protocols are designed to provide fixed mechanisms for error remediation (if any), using techniques such as ARQ, and offer little or no adaptability to underlying network conditions, or to different sets of application requirements. The ubiquitous TCP transport protocol makes too many assumptions about underlying layers to provide resilient end-to-end service in all network scenarios, especially those which include significant heterogeneity. Additionally the properties of reliability, performability, availability, dependability, and survivability are not explicitly addressed in the design, so there is no support for resilience. This dissertation presents considerations which must be taken in designing new resilience mechanisms for future transport protocols to meet service requirements in the face of various attacks and challenges. The primary mechanisms addressed include diverse end-to-end paths, and multi-mode operation for changing network conditions

Adaptive QoS control of DSRC vehicle networks for collaborative vehicle safety applications.

Road traffic safety has been a subject of worldwide concern. Dedicated short range communications (DSRC) is widely regarded as a promising enabling technology for collaborative safety applications (CSA), which can provide robust communication and affordable performance to build large scale CSA system. The main focus of this thesis is to develop solutions for DSRC QoS control in order to provide robust QoS support for CSA. The first design objective is to ensure robust and reliable message delivery services for safety applications from the DSRC networks. As the spectrum resources allocated to DSRC network are expected to be shared by both safety and non-safety applications, the second design objective is to make QoS control schemes bandwidth-efficient in order to leave as much as possible bandwidth for non-safety applications. The first part of the thesis investigates QoS control in infrastructure based DSRC networks, where roadside access points (AP) are available to control QoS control at road intersections. After analyse DSRC network capabilities on QoS provisioning without congestion control, we propose a two-phases adaptive QoS control method for DSRC vehicle networks. In the first phase an offline simulation based approach is used to and out the best possible system configurations (e.g. message rate and transmit power) with given numbers of vehicles and QoS requirements. It is noted that with different utility functions the values of optimal parameters proposed by the two phases centralized QoS control scheme will be different. The conclusions obtained with the proposed scheme are dependent on the chosen utility functions. But the proposed two phases centralized QoS control scheme is general and is applicable to different utility functions. In the second phase, these configurations are used online by roadside AP adaptively according to dynamic traffic loads. The second part of the thesis is focused on distributed QoS control for DSRC networks. A framework of collaborative QoS control is proposed, following which we utilize the local channel busy time as the indicator of network congestion and adaptively adjust safety message rate by a modified additive increase and multiplicative decrease (AIMD) method in a distributed way. Numerical results demonstrate the effectiveness of the proposed QoS control schemes

Comparative study on the performance of TFRC over AODV and DSDV routing protocols

Nowadays, many researches in Mobile ad hoc network (MANET) focus mainly on the impact of MANET routing protocol to TCP variants, but none have been done on TFRC.In this paper, we present a comprehensive simulation study on the behavior of TCP-friendly Rate Control (TFRC) protocol over Ad-Hoc On Demand Vector (AODV) routing protocol and Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV).The main objective is to measure the TFRC performance in terms of throughput, jitter and delay.In addition, this research also identifies whether or not MANET routing protocols have impact on TFRC. We conduct the experiment by sending multimedia streaming traffic carried by TFRC over AODV and DSDV respectively. Random-Waypoint mobility model is used for both experiments. Results obtained shows that TFRC has better throughput over DSDV. As for delay and jitter, TFRC over AODV has smoother results