6 research outputs found
Real-time multicast algorithms for P2P networks
Nowadays, many applications use multicast transmissions, such as online games, videoconference programs, or sharing applications in a P2P network. However, multicast transmission is a problem that has still not been satisfactorily solved. In this work we show a family of algorithms capable to solve this problem, concretely focused on the real-time transmissions, in which a node called root or source sends information to a specific group of nodes. These algorithms take advantage of the transmission delay of a message between one node and another in order to send it towards another node. In order to study the behaviour of these new real-time transmission algorithms we have worked with two virtual networks that models the IP network, to which we have added a number of users, from 10 to 1000. These users form the multicast group. Later, we have obtained the overlay network. This network is defined in the application layer, and the user nodes form it. Finally, the multicast algorithms have been applied on those networks and results have been analysed to extract the conclusions for our original purposes
Subgrafs d'energia mĂnima en xarxes ad-hoc
En una xarxa de comunicacions ad-hoc els diferents nodes sĂłn normalment
dispositius sense fils que poden situar-se sobre qualsevol punt de l’espai. En
aquest tipus de xarxes s’han de definir els enllaços entre els diferents
dispositius sobre la marxa, de manera que existeixi una connectivitat entre tots
els nodes de la xarxa. Una primera soluciĂł consistiria en cobrir des de cada un
dels nodes tota la resta de nodes de la xarxa, o el que Ă©s el mateix, en crear
una xarxa completa en la que tots els nodes es comuniquessin directament
entre si a través d’enllaços sense fils. En aquest escenari, però, un node hauria
d’arribar directament als nodes més llunyans de la xarxa, cosa que suposaria
un consum considerable d’energia. Això és, a més, un punt de vital importà ncia
en les xarxes ad-hoc ja que els diferents dispositius que les conformen solen
ser elements portà tils que funcionen amb bateries. És per aquest motiu que en
les xarxes ad-hoc s’intenta reduir el radi de cobertura dels diferents nodes amb
l’objectiu de minimitzar el consum d’energia. D’aquesta manera, s’intenta que
un node es comuniqui directament només amb els dispositius veïns més
propers, de forma que per enviar informació als nodes més llunyans ho faci a
través d’una sèrie de dispositius intermedis.
El present projecte té com a objectiu el disseny de la topologia d’una xarxa adhoc
amb un doble requeriment. D’una banda, s’ha d’aconseguir connectivitat
completa, és a dir, s’ha de garantir que un node pugui enviar informació a tota
la resta de nodes de la xarxa encara que aquesta operació es faci a través de
nodes intermedis. I, en segon lloc, s’ha d’aconseguir que el consum total
d’energia de la xarxa sigui mĂnim. El fet de treballar amb xarxes sense fils fa
que considerem un consum d’energia proporcional al quadrat dels radis de
cobertura de forma que, finalment, l’objectiu serà minimitzar la suma dels
quadrats del radi de cobertura dels diferents nodes de la xarxa.
El problema que acabem de descriure –que en termes teòrics s’anomena:
subgraf de difusiĂł d’energia mĂnima– Ă©s un problema NP-complet, Ă©s a dir, un
problema que no es pot resoldre en temps breus de computació. És per aquest
motiu que en el present projecte s’han utilitzat dos algoritmes probabilistes –
simulated annealing i formigues– capaços d’obtenir solucions properes a la
solució òptima en temps raonables de cà lcul. Ambdós algoritmes han estat
comparats, a més, amb un algoritme determinista basat en l’algoritme de
Kruskal.
La memòria es divideix de la segĂĽent forma. En el primer capĂtol es descriuen
les principals caracterĂstiques i aplicacions de les xarxes ad-hoc. A mĂ©s, es
recorda la importĂ ncia del consum de les bateries en el disseny de la topologia
de la xarxa. En el segon capĂtol es presenten les eines teòriques necessĂ ries
per a la definició formal del problema de l’assignació dels radis de cobertura en
una xarxa ad-hoc. De forma anĂ loga a la majoria de problemes que plantegen
les xarxes de comunicació, aquest marc teòric el proporciona la teoria de grafs.
A continuaciĂł, en el tercer capĂtol, es presenten les eines que es proposen per
a la resolució aproximada del problema i, en el quart, s’especifica amb més
detall els procediments aplicats al context particular d’aquest projecte.
Finalment, en el cinquè i Ăşltim capĂtol, s’exposa el conjunt de proves efectuat
sobre els diferents algoritmes, es mostren els resultats obtinguts per aquestes,
es presenten les conclusions i es descriuen les principals lĂnies futures
d’investigació.En una xarxa de comunicacions ad-hoc els diferents nodes són normalment
dispositius sense fils que poden situar-se sobre qualsevol punt de l’espai. En
aquest tipus de xarxes s’ha de definir els enllaços entre els diferents
dispositius sobre la marxa, de manera que existeixi una connectivitat entre tots
els nodes que conformen la xarxa.
El present projecte té com a objectiu el disseny de la topologia d’una xarxa adhoc
amb un doble requeriment. D’una banda, s’ha d’aconseguir connectivitat
completa, és a dir, s’ha de garantir que un node pugui enviar informació a tota
la resta de nodes de la xarxa encara que aquesta operació es faci a través de
nodes intermedis i, en segon lloc, s’ha d’aconseguir que el consum total
d’energia de la xarxa sigui mĂnim.
Per a resoldre aquest problema, anomenat subgraf de difusió d’energia
mĂnima (MECBS), es presenten dos algoritmes probabilistes –simulated
annealing i formigues– a més d’un algoritme determinista basat en l’obtenció
d’arbres generadors mĂnims mitjançant Kruskal. Tots tres algoritmes sĂłn
analitzats i comparats detalladament per tal d’extreure les conclusions que
proporcionin una millor soluciĂł al problema del MECBS
Real-time multicast algorithms for P2P networks
Nowadays, many applications use multicast transmissions, such as online games, videoconference programs, or sharing applications in a P2P network. However, multicast transmission is a problem that has still not been satisfactorily solved. In this work we show a family of algorithms capable to solve this problem, concretely focused on the real-time transmissions, in which a node called root or source sends information to a specific group of nodes. These algorithms take advantage of the transmission delay of a message between one node and another in order to send it towards another node. In order to study the behaviour of these new real-time transmission algorithms we have worked with two virtual networks that models the IP network, to which we have added a number of users, from 10 to 1000. These users form the multicast group. Later, we have obtained the overlay network. This network is defined in the application layer, and the user nodes form it. Finally, the multicast algorithms have been applied on those networks and results have been analysed to extract the conclusions for our original purposes
Real-time multicast algorithms for P2P networks
Nowadays, many applications use multicast transmissions, such as online games, videoconference programs, or sharing applications in a P2P network. However, multicast transmission is a problem that has still not been satisfactorily solved. In this work we show a family of algorithms capable to solve this problem, concretely focused on the real-time transmissions, in which a node called root or source sends information to a specific group of nodes. These algorithms take advantage of the transmission delay of a message between one node and another in order to send it towards another node. In order to study the behaviour of these new real-time transmission algorithms we have worked with two virtual networks that models the IP network, to which we have added a number of users, from 10 to 1000. These users form the multicast group. Later, we have obtained the overlay network. This network is defined in the application layer, and the user nodes form it. Finally, the multicast algorithms have been applied on those networks and results have been analysed to extract the conclusions for our original purposes
Subgrafs d'energia mĂnima en xarxes ad-hoc
En una xarxa de comunicacions ad-hoc els diferents nodes sĂłn normalment
dispositius sense fils que poden situar-se sobre qualsevol punt de l’espai. En
aquest tipus de xarxes s’han de definir els enllaços entre els diferents
dispositius sobre la marxa, de manera que existeixi una connectivitat entre tots
els nodes de la xarxa. Una primera soluciĂł consistiria en cobrir des de cada un
dels nodes tota la resta de nodes de la xarxa, o el que Ă©s el mateix, en crear
una xarxa completa en la que tots els nodes es comuniquessin directament
entre si a través d’enllaços sense fils. En aquest escenari, però, un node hauria
d’arribar directament als nodes més llunyans de la xarxa, cosa que suposaria
un consum considerable d’energia. Això és, a més, un punt de vital importà ncia
en les xarxes ad-hoc ja que els diferents dispositius que les conformen solen
ser elements portà tils que funcionen amb bateries. És per aquest motiu que en
les xarxes ad-hoc s’intenta reduir el radi de cobertura dels diferents nodes amb
l’objectiu de minimitzar el consum d’energia. D’aquesta manera, s’intenta que
un node es comuniqui directament només amb els dispositius veïns més
propers, de forma que per enviar informació als nodes més llunyans ho faci a
través d’una sèrie de dispositius intermedis.
El present projecte té com a objectiu el disseny de la topologia d’una xarxa adhoc
amb un doble requeriment. D’una banda, s’ha d’aconseguir connectivitat
completa, és a dir, s’ha de garantir que un node pugui enviar informació a tota
la resta de nodes de la xarxa encara que aquesta operació es faci a través de
nodes intermedis. I, en segon lloc, s’ha d’aconseguir que el consum total
d’energia de la xarxa sigui mĂnim. El fet de treballar amb xarxes sense fils fa
que considerem un consum d’energia proporcional al quadrat dels radis de
cobertura de forma que, finalment, l’objectiu serà minimitzar la suma dels
quadrats del radi de cobertura dels diferents nodes de la xarxa.
El problema que acabem de descriure –que en termes teòrics s’anomena:
subgraf de difusiĂł d’energia mĂnima– Ă©s un problema NP-complet, Ă©s a dir, un
problema que no es pot resoldre en temps breus de computació. És per aquest
motiu que en el present projecte s’han utilitzat dos algoritmes probabilistes –
simulated annealing i formigues– capaços d’obtenir solucions properes a la
solució òptima en temps raonables de cà lcul. Ambdós algoritmes han estat
comparats, a més, amb un algoritme determinista basat en l’algoritme de
Kruskal.
La memòria es divideix de la segĂĽent forma. En el primer capĂtol es descriuen
les principals caracterĂstiques i aplicacions de les xarxes ad-hoc. A mĂ©s, es
recorda la importĂ ncia del consum de les bateries en el disseny de la topologia
de la xarxa. En el segon capĂtol es presenten les eines teòriques necessĂ ries
per a la definició formal del problema de l’assignació dels radis de cobertura en
una xarxa ad-hoc. De forma anĂ loga a la majoria de problemes que plantegen
les xarxes de comunicació, aquest marc teòric el proporciona la teoria de grafs.
A continuaciĂł, en el tercer capĂtol, es presenten les eines que es proposen per
a la resolució aproximada del problema i, en el quart, s’especifica amb més
detall els procediments aplicats al context particular d’aquest projecte.
Finalment, en el cinquè i Ăşltim capĂtol, s’exposa el conjunt de proves efectuat
sobre els diferents algoritmes, es mostren els resultats obtinguts per aquestes,
es presenten les conclusions i es descriuen les principals lĂnies futures
d’investigació.En una xarxa de comunicacions ad-hoc els diferents nodes són normalment
dispositius sense fils que poden situar-se sobre qualsevol punt de l’espai. En
aquest tipus de xarxes s’ha de definir els enllaços entre els diferents
dispositius sobre la marxa, de manera que existeixi una connectivitat entre tots
els nodes que conformen la xarxa.
El present projecte té com a objectiu el disseny de la topologia d’una xarxa adhoc
amb un doble requeriment. D’una banda, s’ha d’aconseguir connectivitat
completa, és a dir, s’ha de garantir que un node pugui enviar informació a tota
la resta de nodes de la xarxa encara que aquesta operació es faci a través de
nodes intermedis i, en segon lloc, s’ha d’aconseguir que el consum total
d’energia de la xarxa sigui mĂnim.
Per a resoldre aquest problema, anomenat subgraf de difusió d’energia
mĂnima (MECBS), es presenten dos algoritmes probabilistes –simulated
annealing i formigues– a més d’un algoritme determinista basat en l’obtenció
d’arbres generadors mĂnims mitjançant Kruskal. Tots tres algoritmes sĂłn
analitzats i comparats detalladament per tal d’extreure les conclusions que
proporcionin una millor soluciĂł al problema del MECBS