Caso de estudio de comunicaciones seguras sobre redes móviles <i>ad hoc</i>

En este trabajo se presenta el estudio de un caso de integración de una MANET, desplegada en una zona remota, a una red de infraestructura. La finalidad principal es la de proporcionar, a los nodos de la red ad hoc, acceso “seguro” a un servidor de la red de infraestructura, sin comprometer recursos como ancho de banda y energía que son limitados en la zona de despliegue. Para ello, se implemento un escenario de pruebas que comprende el despliegue de una MANET en zona remota y la integración de la misma a una red de infraestructura a través de la red celular. Sobre el escenario propuesto se establecieron canales de comunicación extremo a extremo, entre un nodo de la MANET y un servidor de infraestructura. Inicialmente, se realizaron pruebas inyectando tráfico de datos sobre un canal “no seguro” para obtener valores de referencia para latencia, throughput y consumo de energía. Luego, se efectuaron las mismas pruebas utilizando canales de comunicación “seguros” configurados sobre protocolos IPSEC y SSL/TLS. Los resultados obtenidos utilizando canales “seguros” fueron comparados con los valores de referencia para determinar las diferencias de consumo de recursos. Las desviaciones que surgieron de estas comparaciones, permitieron: - Establecer el consumo adicional de recursos generado por el uso de protocolos seguros. - Realizar un estudio comparativo de rendimiento, entre diferentes configuraciones de protocolos de seguridad. - Determinar que protocolo seguro se adapta mejor a este tipo de entornos.Facultad de Informátic

Simulación, modelamiento y evaluación de los protocolos de routing en redes MANET’s con aplicaciones de video mediante plataformas opensource de eventos discretos.

Este trabajo de titulación tuvo como objetivo analizar, modelar y simular los protocolos de enrutamiento en redes móviles ad–hoc (MANET), para aplicaciones de video mediante las plataformas OpenSource de eventos discretos. Las redes MANET, están compuestas por nodos móviles inalámbricos, que no depende de una estructura física, por lo que se tuvo la ventaja de trabajar de una manera rápida, además, permitió tener múltiples saltos desde el nodo origen hasta el nodo destino y su zona de cobertura es limitada. Para cumplir el objetivo planteado, se realizó en primera instancia el estudio de los distintos protocolos de enrutamiento proactivos y reactivos, determinando así que el protocolo proactivo Vector Distancia de Secuencia – Destino (DSDV) y el protocolo reactivo Vector Distancia Bajo Demanda Ad–Hoc (AODV), presentan mejores características y son los más idóneos para implementar en la plataforma de simulación de redes NS-3, la misma que es elegida por sus particularidades y ventajas frente a la plataforma OMNET++. Se plantearon dos escenarios en el simulador NS-3, para el primer escenario se configuró el protocolo Reactivo AODV y el segundo escenario el protocolo Proactivo DSDV, usando el modelamiento en topología de red tipo malla, en cada uno se evaluaron tres parámetros: pérdida de paquetes, jitter y retardo. Posteriormente se realizaron pruebas y análisis para determinar el mejor protocolo para aplicaciones de video, teniendo un porcentaje de perdida de paquetes del 2%, jitter del 5,41% y un retardo del 5,88%, con respecto a una distancia de 20 m, tiempo de 10 segundos y un número de 8 nodos, por consiguiente se concluyó que el protocolo reactivo AODV en una red MANET puede determinar la mejor ruta entre el nodo origen y destino de una manera rápida y fiable obteniendo una red más eficiente.This work for titling has the proposal of analyzing, modeling and simulating the routing protocols in ad-hoc mobile networks (MANET), for video applications by using OpenSource platforms of discrete events. MANET networks are composed of wireless nodes that do not depend on a physical structure, so have the advantage of a fast working allowing multiple jumps from the source node to the destination node and its coverage area is limited. To find the objective, the study of different proactive and reactive routing protocols was carried out, determining that the proactive protocol Vector Sequence Distance – Destination (DSDV), and the Vector-Distance Reactive Vector Protocol (AODV), were used to determine the number of proactive and reactive routing protocols, they present better characteristics and are the most suitable to implement in the platform of simulation of networks NS-3 chosen for its particularities and advantages in front of the platform OMNET ++. Two scenarios were proposed in the NS-3 simulator, for the first scenario, the AODV Reactive protocol was set up, and the second scenario was the Proactive DSDV protocol, using modeling in network mesh topology, in each one, three parameters were evaluated: packet loss, jitter and delay. Later, tests and analysis were performed to determine the best protocol for video applications, with a percentage of packet losses of 2%, jitter of 5.41% and a delay of 5.88%, respecting to a distance of 20 m, time of 10 seconds and a number of 8 nodes, therefore it was concluded that the AODV reactive protocol in a MANET network can determine the best route between the source and destination node in a fast and reliable way, obtaining a more efficient network

Estudio de protocolos de comunicación para el envío de información médica mediante dispositivos móviles inteligentes

Los sistemas de Telemedicina basados en el uso de dispositivos electrónicos (eHealth) y móviles (mHealth) pueden aprovechar la proliferación de equipos móviles inteligentes como teléfonos, relojes y tabletas electrónicas, así como las tecnologías inalámbricas con las que estos cuentan, p.ej., Bluetooth, NFC, WiFi, 3G y 4G. Dado que dichas tecnologías dependen en mayor medida de la cobertura que brinda la infraestructura preestablecida, es posible que su acceso no esté garantizado, como en el caso de comunidades remotas o escenarios de emergencia donde esta ha sido dañada. Ante tal situación, es posible crear sistemas de comunicación que utilicen las tecnologías disponibles en los dispositivos móviles inteligentes, sin depender de dicha infraestructura, por ejemplo, las redes móviles ad-hoc (MANET por sus siglas en inglés). Las MANET pueden formarse de manera temporal, al momento que esto se requiera, al no depender del uso de infraestructura de comunicaciones preestablecida, se conciben como una extensión de las tecnologías inalámbricas convencionales para comunicarse cooperativamente entre dispositivos (D2D: device-to-device), con el fin de extender su cobertura más allá de sus capacidades individuales. La utilización de este tipo de redes en un contexto de Telemedicina permitiría utilizar dispositivos móviles inteligentes, y así transmitir información proveniente de equipo médico por medio de múltiples saltos hasta un equipo que recopile dicha información para su posterior envío a personal médico. p. ej., cuando se realicen campañas de salud pública o miembros de la comunidad que requieran monitorización constante de señales fisiológicas. El trabajo de investigación presenta resultados basados en simulaciones computacionales de redes inalámbricas en ns-3.26, donde se evaluó el desempeño de dos protocolos de encaminamiento proactivos (DSDV y OLSR) y dos reactivos (AODV y DSR) para redes MANET, incluyendo modelos de tráfico de información proporcionada por equipo médico. Asimismo, se realizó un análisis a dicha información médica mediante la implementación de un algoritmo para la detección de características fundamentales de una señal de electrocardiograma (ECG), de esta forma fue posible observar cómo se afecta dicha información en un ambiente de red ad-hoc. Los resultados obtenidos permitieron elegir el protocolo de encaminamiento que se adecua mejor al tipo de redes planteadas y evaluar las consecuencias causadas por la pérdida de paquetes de datos. De igual forma, este proyecto de investigación propone el concepto de redes médicas ad-hoc (MedAhNet: medical ad-hoc network), el cual es un modelo novedoso de comunicación inalámbrica para la transmisión y encaminamiento de paquetes con datos médicos, mediante el uso de dispositivos móviles inteligentes sin la necesidad de depender de la infraestructura convencional de comunicaciones.Telemedicine systems based on the use of electronic devices (eHealth) and mobile devices (mHealth) can take advantage of the proliferation of smart devices such as mobile phones, watches or tablets and their available technologies (Wifi, Bluetooth, 3G, LTE, NFC), but, at the same time, they strongly depend on the coverage of pre-established infrastructure. When the telecommunications infrastructure has been damaged or is non-existent, e.g., isolated communities or emergency scenarios, connectivity cannot be guaranteed. In the face of such a situation, it is possible to create communication systems that use available technologies of smart devices, without relying on said infrastructure, for example, mobile ad-hoc networks (MANETs). MANETs can be formed temporarily, whenever necessary, since they do not depend on the use of pre-established communications infrastructure, they are envisioned as an extension of conventional wireless technologies to cooperatively communicate from device-to-device (D2D), in order to extend their coverage beyond each one’s capabilities. The use of this type of networks in a Telemedicine context would allow the use of smart mobile devices, and thus transmit information from medical equipment through multiple hops to a device that collects this information for subsequent delivery to medical personnel. e.g., public health campaigns or when members of the community require constant monitoring of physiological signals. The research work presented herein shows results based on computer simulations with ns-3.26 Network Simulator, intended to assess the performance of two proactive (DSDV, OLSR) and two reactive (AODV, DSR) routing protocols for MANET, including data traffic models provided by medical equipment. These results allow us to evaluate how medical information sent through an ad-hoc network could be affected due to packet loss. An algorithm intended to detect the fundamental features of an electrocardiogram (ECG) signal was implemented in order to compare the original signal with one that was affected by its transmission through the ad-hoc network. The results obtained allowed us to choose the routing protocol that best suits the type of networks proposed and to evaluate the consequences caused by the loss of data packets. This research project proposes the concept of Medical ad-hoc networks (MedAhNet), which is a novel model of wireless communication for the transmission and routing of medical data packages through the use of intelligent mobile devices without relying on conventional communications infrastructure

Evaluación de algoritmos de routing en Redes Manets mediante una plataforma de simulación de eventos discretos.

El objetivo fue evaluar los algoritmos de routing en Redes Manets mediante una plataforma de simulación de eventos discretos para determinar el más adecuado para la transmisión de videoconferencia. El estudio planteado, emplea el método documental para la recopilación de datos, el método científico para la formulación del problema y formular posibles soluciones, el método inductivo en la etapa de observación, el método deductivo para la obtención de conclusiones mediante un razonamiento lógico y el analítico el cual permitió establecer una comparación para el análisis de variables específicas como: tráfico de enrutamiento, pérdida de paquetes, jitter, latencia, porcentaje de utilización del canal y throughput, dichas variables determinan el rendimiento de la red Manet con cada uno de los protocolos de enrutamiento analizados; Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing(AODV), Dynamic Source Routing (DSR), Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA), Geographic Routing Protocol (GRP) y Optimized Link State Routing (OLSR). Para la ejecución de las simulaciones se establecieron escenarios de aplicación compuestos por una red de 20 y 40 nodos móviles con un área de cobertura de 1000m x 1000m. Para determinar la plataforma a utilizar se realizó un estudio mediante el método de Likert señalando a OPNET como la plataforma más adecuada para el análisis del trabajo de investigación, los valores obtenidos de la simulación han sido analizados mediante la prueba de Kruskal-Wallis para valores no paramétricos. Los resultados obtenidos determinaron que; tanto para 20 como para 40 nodos móviles el protocolo con mejores métricas de enrutamiento frente a los demás es GRP, debido a que presenta una menor pérdida de paquetes, un menor jitter, una menor latencia, un porcentaje promedio de utilización del canal al igual que un tráfico de enrutamiento y un mayor throughput.The objective was to evaluate the Manets routing algorithms through an event simulation platform to determine the best for the videoconference transition. The proposed study uses the documentary method for data collection, the scientific method for formulating the problem and the form of possible solutions, the inductive method in the observation stage, the deductive method for obtaining results through logical reasoning and the analytic which can be established a comparison for the analysis of the variables such as: routing traffic, packet loss, latency, percentage of channel use and performance, these variables determine the performance of the Manet network with each one of the routing protocols analyzed; Routing of distance vectors under demand (AODV), dynamic source routing (DSR), temporarily ordered routing algorithm (TORA), geographic routing protocol (GRP) and optimized link state routing (OLSR). For the execution of the simulations, the application scenarios for the compounds of a network of 20 and 40 mobiles with a coverage area of 1000m x 1000m were established. To determine the platform use a study trough Likert method is indicated to OPNET as a suitable platform for the analysis of the research work, the values of the simulation have been analyzed by the Kruskal-Wallis test for non-parametric values. The results were determined that; For both 20 and 40 mobile nodes, the protocol with the best routing metrics against the others is GRP, because it has a lower packet loss, better jitter, lower latency, average channel usage, as well as a Routing traffic and higher performance

Evaluación de algoritmos de routing en Redes Manets mediante una plataforma de simulación de eventos discretos.

El objetivo fue evaluar los algoritmos de routing en Redes Manets mediante una plataforma de simulación de eventos discretos para determinar el más adecuado para la transmisión de videoconferencia. El estudio planteado, emplea el método documental para la recopilación de datos, el método científico para la formulación del problema y formular posibles soluciones, el método inductivo en la etapa de observación, el método deductivo para la obtención de conclusiones mediante un razonamiento lógico y el analítico el cual permitió establecer una comparación para el análisis de variables específicas como: tráfico de enrutamiento, pérdida de paquetes, jitter, latencia, porcentaje de utilización del canal y throughput, dichas variables determinan el rendimiento de la red Manet con cada uno de los protocolos de enrutamiento analizados; Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing(AODV), Dynamic Source Routing (DSR), Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA), Geographic Routing Protocol (GRP) y Optimized Link State Routing (OLSR). Para la ejecución de las simulaciones se establecieron escenarios de aplicación compuestos por una red de 20 y 40 nodos móviles con un área de cobertura de 1000m x 1000m. Para determinar la plataforma a utilizar se realizó un estudio mediante el método de Likert señalando a OPNET como la plataforma más adecuada para el análisis del trabajo de investigación, los valores obtenidos de la simulación han sido analizados mediante la prueba de Kruskal-Wallis para valores no paramétricos. Los resultados obtenidos determinaron que; tanto para 20 como para 40 nodos móviles el protocolo con mejores métricas de enrutamiento frente a los demás es GRP, debido a que presenta una menor pérdida de paquetes, un menor jitter, una menor latencia, un porcentaje promedio de utilización del canal al igual que un tráfico de enrutamiento y un mayor throughput.The objective was to evaluate the Manets routing algorithms through an event simulation platform to determine the best for the videoconference transition. The proposed study uses the documentary method for data collection, the scientific method for formulating the problem and the form of possible solutions, the inductive method in the observation stage, the deductive method for obtaining results through logical reasoning and the analytic which can be established a comparison for the analysis of the variables such as: routing traffic, packet loss, latency, percentage of channel use and performance, these variables determine the performance of the Manet network with each one of the routing protocols analyzed; Routing of distance vectors under demand (AODV), dynamic source routing (DSR), temporarily ordered routing algorithm (TORA), geographic routing protocol (GRP) and optimized link state routing (OLSR). For the execution of the simulations, the application scenarios for the compounds of a network of 20 and 40 mobiles with a coverage area of 1000m x 1000m were established. To determine the platform use a study trough Likert method is indicated to OPNET as a suitable platform for the analysis of the research work, the values of the simulation have been analyzed by the Kruskal-Wallis test for non-parametric values. The results were determined that; For both 20 and 40 mobile nodes, the protocol with the best routing metrics against the others is GRP, because it has a lower packet loss, better jitter, lower latency, average channel usage, as well as a Routing traffic and higher performance

Banco de pruebas para redes ad-hoc

Las redes ad-hoc son sistemas autónomos de redes temporales dinámicas formadas por un conjunto de nodos móviles inalámbricos, sin la intervención de puntos de acceso centralizados o de infraestructura de ningún tipo. En este tipo de redes, es necesario contar con un protocolo eficaz, capaz de adaptarse a cambios en la topología de la red y proporcionar posibles rutas para continuar la transmisión de datos. La capacidad de encaminar tiene efectos vitales sobre estos sistemas, o sobre cualquier red con más de un enlace. Hay diferentes protocolos para la funcionalidad de enrutado en redes ad-hoc. Este proyecto se centrará en dos algoritmos bien conocidos: Optimized Link State Routing Protocol (OLSR) y Ad-hoc On-demand Distance Vector Protocol (AODV). El objetivo principal del mismo, es la creación de una maqueta real de red ad-hoc con propósitos docentes. Esta maqueta debe permitir evaluar el rendimiento de la red en función del protocolo de encaminamiento empleado (OLSR y AODV), y de su configuración. Adicionalmente, el proyecto analizará el rendimiento de ambos protocolos, el cual será analizado y comparados en función de criterios relevantes como la latencia extremo a extremo, el ancho de banda extremo a extremo, y la latencia de cambio de ruta, considerando distintas configuraciones de parámetros. Como resultado del proyecto, se ha construido la maqueta de redes ad-hoc y se han documentado las instrucciones y elementos necesarios para crearla (y ponerla en marcha). Por otra parte, los experimentos realizados han permitido contrastar el comportamiento de las implementaciones de OLSR y AODV evaluadas (no siempre acorde a lo que cabría esperar) y extraer el rango de resultados de rendimiento que se pueden obtener al emplear distintas configuraciones de los dos protocolos indicados

Calidad de servicio en redes de telecomunicaciones

Las redes de telecomunicaciones que transportan información de diversa índole, en su gran mayoría en un formato digital independiente de su naturaleza, han crecido de una manera muy rápida en las dos últimas décadas. Este crecimiento trajo aparejado la utilización de velocidades muy elevadas, grandes anchos de banda y una variedad importante de medios físicos de transmisión. Si a esto le sumamos el desarrollo vertiginoso del procesamiento digital de la información y la multiplicidad de métodos, sistemas y software utilizados en pos de gran capacidad de manejo de datos de manera segura y confiable en el menor tiempo posible, no podemos dejar de hablar de la importancia de esquemas de Calidad de Servicio. Desde la primera comunicación telefónica analógica a las actuales basadas en señales digitales la tecnología evolucionó vertiginosamente, pero la calidad de servicio se mantuvo como un concepto de vital importancia. En el presente trabajo se realiza una revisión integral basada en documentos relevantes sobre el tema.

Implementación de protocolos de enrutamiento DSR y TORA en redes móviles Ad-Hoc usando Opnet.

El trabajo consistió en el desarrollo de escenarios de simulación del protocolo de enrutamiento de origen dinámico (DSR, Dynamic Source Routing) y del algoritmo de enrutamiento ordenado temporalmente (TORA, Temporally Ordered Routing Algorithm) bajo la plataforma de modelación Opnet. La metodología utilizada en la simulación es propia del autor, aunque para la mayoría del trabajo sigue con la metodología tradicional. El trabajo es de carácter descriptivo y explicativo, cuyo paradigma es empírico – analítico, con enfoque cuantitativo. Existen diversas plataformas para diseñar modelos de simulación, tales como, OMNeT ++, MatLab, OptiSystem, Opnet, entre otros. La plataforma de simulación que mejor se adapta para modelar los protocolos de enrutamiento, es Opnet. Aunque, las otras son muy buenas herramientas, pero Opnet dispone de librerías para modelar diferentes redes de telecomunicaciones, dispositivos, así como los protocolos proactivos, reactivos e híbridos. Los resultados obtenidos durante las pruebas de simulación entre los protocolos DSR y TORA, mostraron que el rendimiento de la red móvil inalámbrica Ad -hoc, es mejor si se implementa el protocolo de enrutamiento DSR tanto para escenarios estáticos y con movilidad