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Propuesta de Proyecto de Investigación
Maestría en Ciencias y Tecnologías de la Información
Marzo 6, 2015
1. Nombre del Proyecto
Análisis de rendimiento de protocolos para la descarga de contenido en redes MANET
bajo un modelo de movilidad peatonal
2. Responsables
Dra. Elizabeth Pérez-Cortés ([email protected])
Computación y Sistemas
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa
Dr. Miguel López Guerrero ([email protected])
Redes y Telecomunicaciones
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa
3. Perfil deseable del alumno
El alumno debe tener conocimientos básicos de redes, algoritmos distribuidos y programación
así como facilidad para la lectura de documentos en inglés.
4. Presentación del contexto e identificación de la problemática
Cerca del 25% del tráfico actual en Internet es causado por usuarios particulares que
comparten contenidos digitales (fotografías, videos, música, textos, etc.) y se espera que el
volumen de datos transferido por esta razón crezca a un ritmo del 26% anual durante los
próximos cinco años [1].
Este nivel de actividad ha sido posible gracias a la utilización del modelo par a par
(P2P) en los sistemas que le dan soporte. El modelo P2P estipula que los participantes de un
sistema no asumen roles particulares sino que son equivalentes en funcionalidad. Todo par que
puede descargar contenidos también los puede proveer. Como consecuencia, los sistemas
diseñados bajo este modelo son naturalmente escalables y tolerantes a fallas [2].
Grosso modo, cuando un usuario desea obtener un contenido, primero utiliza un
servicio de localización que le proporciona el identificador de al menos un proveedor capaz de
enviarle lo que desea. Con esta información, la descarga puede darse involucrando sólo al
solicitante y al proveedor. Considere, sin embargo, que posiblemente existan otros nodos
interesados en el mismo contenido y que, en cuanto uno de ellos recibe el primer fragmento del
mismo, puede comenzar a distribuirlo. Si un nuevo solicitante aparece, ahora tiene una opción
adicional para descargar al menos parte del archivo y, a su vez, poder distribuirlo. En suma,
mientras más nodos interesados en un contenido existen, más recursos hay para distribuirlo
hacia cada uno de ellos. Para explotar ese potencial mediante una red de descarga P2P, los
nodos involucrados deben conocerse. Esto es posible dado que todos los interesados utilizaron
un servicio de localización, por lo tanto, a este último le es posible propagar la identidad de los
interesados e incluso, influenciar la organización de la red P2P de descarga. Por ejemplo,
dando como proveedor al último solicitante, propiciará la formación de una lista. Note que el
objetivo de la red que se forma para la descarga es que todos los interesados obtengan el
contenido completo en el menor tiempo posible.
1
Una solución de probada efectividad consiste en enviarle al solicitante la lista, parcial o
completa, de interesados y proveedores. Esto permite al solicitante seleccionar a los pares con
los que va a interaccionar y descargar el contenido en paralelo de múltiples fuentes. La red de
descarga P2P que se forma en este caso es una malla. Éste es el tipo de solución
implementada por BitTorrent [3, 4], sin lugar a dudas el protocolo más exitoso para descargar
contenido en redes con infraestructura.
Tradicionalmente el núcleo de la infraestructura sobre la que se han proporcionado
servicios basados en redes P2P ha sido la Internet. Esto ha dado lugar a un conjunto de
condiciones que usualmente se asumen durante el diseño, evaluación e implementación de
tales sistemas. Entre algunas de estas suposiciones se puede mencionar que los enlaces se
asumen confiables y de alta velocidad. Se considera además que la población de usuarios es
de gran tamaño (en el orden de los miles de usuarios) y que durante el tiempo de vida de la
sesión de un usuario, éste permanecerá con movilidad limitada o nula. Sin embargo, la
popularidad de los dispositivos móviles de comunicación, como el medio preferido de conexión
de los usuarios, hace que la mayor parte de las suposiciones anteriores sean inválidas y tenga
que replantearse el escenario anteriormente descrito. Este esfuerzo bien vale la pena ya que la
proliferación de los dispositivos de comunicaciones personales, hace posible que los usuarios
puedan tener acceso a información de su interés en prácticamente todo lugar y momento. Más
aún, en el futuro cercano será posible crear comunidades virtuales en torno a intereses afines.
La infraestructura de comunicaciones que hará esto posible se conoce como una red MANET.
Una red MANET (del inglés mobile ad hoc network) puede definirse como una
colección de dispositivos de comunicaciones inalámbricas personales capaz de establecer
comunicaciones entre sus miembros sin el uso de infraestructura adicional. Una red MANET
puede crearse a la demanda y desaparecer en cuanto ha cumplido su propósito. Los usuarios
de una red MANET también pueden presentar características de movilidad peatonal. Se espera
que en el futuro cercano las redes MANET tengan una mayor presencia en la vida diaria. Un
paso en este sentido es el desarrollo de protocolos y aplicaciones adecuados a las
particularidades del medio inalámbrico y a la movilidad de sus usuarios.
Si bien la construcción de aplicaciones P2P para compartir contenido ha sido
ampliamente explorada en redes con infraestructura, en redes MANET aún no se cuenta con
mecanismos de probada efectividad. Los primeros esfuerzos en este sentido [5-11] consisten
en adaptar el protocolo de descarga de BitTorrent para este tipo de redes.
Uno de los elementos necesarios a tomar en cuenta en el proceso de evaluación del
protocolo de descarga es el modelo de movilidad peatonal. Usualmente los estudios de
movilidad utilizan el modelo de destino aleatorio (random waypoint) el cual presenta ciertas
desventajas [12] como la existencia de un estado transitorio y poco realismo. Sin embargo,
estudios más recientes [13] acerca de las características de movilidad humana reportan ciertas
propiedades fractales que no han sido tomadas en cuenta en los estudios disponibles.
En este proyecto estamos interesados en estudiar el rendimiento relativo de las
adaptaciones al protocolo de BitTorrent para MANET considerando un modelo de movilidad
peatonal. Esto, con la finalidad de definir un protocolo de descarga de contenido que funcione
adecuadamente en dichas redes.
5. Objetivos generales y específicos
Objetivo general
Identificar estrategias exitosas para la construcción de protocolos de descarga de
contenido en MANET
Objetivos específicos

Identificar las variantes del protocolo de descarga de BitTorrent para MANET.
2

Conocer el rendimiento relativo de los protocolos de descarga de BitTorrent para
MANET bajo un modelo de movilidad peatonal.
6. Metodología propuesta
1. Análisis de la literatura para compilar y comprender las variantes del protocolo de
descarga de BitTorrent propuestas para MANET.
2. Identificación de las evaluaciones de rendimiento de los protocolos propuestos y análisis
de sus resultados.
3. Selección de una herramienta de simulación.
4. Planteamiento de los escenarios de evaluación de los protocolos.
5. Instrumentación para la evaluación de rendimiento de los protocolos.
6. Evaluación de los protocolos
7. Análisis de los resultados
7. Calendarización de actividades
Actividad
Trimestre 1
Trimestre 2
Trimestre 3
Análisis de la literatura para compilar y
comprender las variantes del protocolo de
descarga de BitTorrent propuestas para
MANET
Identificación de las evaluaciones de
rendimiento de los protocolos propuestos y
análisis de sus resultados
Selección de una herramienta de simulación
Elaboración del reporte del primer trimestre
Planteamiento de los escenarios
evaluación de los protocolos
de
Instrumentación para la evaluación de
rendimiento de los protocolos
Elaboración de reporte del 2o. trimestre
Evaluación de los protocolos
Análisis de los resultados
Elaboración de la primera versión de la
idónea comunicación de resultados
8. Infraestructura necesaria y disponible
Se requiere de una computadora con acceso a Internet, disponible en el laboratorio de
Cómputo Paralelo y Sistemas Distribuidos T-169.
9. Lugar de realización
Laboratorio de Cómputo Paralelo y Sistemas Distribuidos T-169.
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10. Referencias
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