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Università di Roma “La Sapienza”Dipartimento di Informatica e Sistemistica

Progetto IS-MANET WP3: Algoritmi e modelliRoberto BERALDI

Milano 01.03.2004


WP3: Task..

• Internetworking e protocolli end-to-end– Definizione di modelli e metodologie per lo studio e la specifica di

algoritmi host-to-host (routing), end-to-end (trasporto).

• Algoritmi distribuiti e discipline di comunicazione– Studio e specifica di algoritmi distribuiti fondamentali su MANET,..

discipline di comunicazione uno-a-molti (group multicast) e molti-a-molti (publish/subscribe),..

• Coordinamento – Attività di coordinamento tra i workpackage WP4, WP5 e WP6 al

fine di controllare la coerenza delle soluzioni innovative proposte e la loro effettiva integrabilità


WP3: Modelli ed algoritmi

• I Task del WP– M5: DRAFT; M10: REVISED; M28: FINAL

• Personale– 3 Strutturati

• Baldoni, Beraldi, Cioffi

– 2 Dottorandi• Milani, Querzoni

– 1 Tecnico• Termini


Contributi…

• Protocolli di routing unicast

• Algoritmi e modelli per sistemi mobili

• Aspetti Applicativi– (Messina)


Protocolli di routing

• Stato dell’arte protocolli routing unicast – R.Beraldi, R.Baldoni, "Unicast Routing Techniques for Mobile Ad Hoc

Networks", The Handbook of Mobile Ad Hoc Networks, Chapter 7, CRC press, dicembre 2002

• Studio di schemi di caching in protocolli ibridi – R. Beraldi, R. Baldoni, “A Caching Scheme for Routing in Mobile Ad Hoc

Networks and Its Application to ZRP”, IEEE Transactions on Computers, agosto 2003


Algoritmi e modelli sistemi dinamici

• Pub/Sub– A. Virgillito, R. Beraldi, R. Baldoni On Event Routing in Content-Based

Publish/Subscribe through Dynamic Networks, (FTDCS'03),

– R. Baldoni, R. Beraldi, S. Tucci Piergiovanni, A. Virgillito, Measuring Notification Loss in Publish/Subscribe Communication Systems, Proceedings of the 10th International Symposium Pacific Rim Dependable Computing, Papeete, Tahiti, French Polynesia, March 2004

– R. Baldoni, R. Beraldi, S. Tucci Piergiovanni, A. Virgillito, On the Modelling of Publish/Subscribe Communication Systems, Concurrency and Computation: Practice and Experiences, John Wiley and Sons (to appear)

• Architettura middleware per comunicazioni “inter-hoc”– M. Patini, R. Beraldi, C. Marchetti, R. Baldoni, A Middleware Architecture for

Inter ad-hoc Networks Communication, MMIS03-WISE 2003 - Rome (Italy)


Algoritmi e modelli sistemi dinamici

• DMUTEX in reti MANET– Estensione del lavoro R. Baldoni, A. Virgillito, R. Petrassi. A Distributed

Mutual Exclusion Algorithm for Mobile Ad-Hoc Networks , 7th IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC 2002), Italy, 1-4 July 2002

– S. Baehni, R. Baldoni, R. Guerraoui, B. Pochon The Driving Philosophers, http://ic2.epfl.ch/publications/documents/IC_TECH_REPORT_200415.pdf

• Ordinamento degli eventi in ambienti mobili – R. Prakash and R Baldoni, Causality and the Spatial-Temporal Ordering

in Mobile Systems, Journal of Mobile Networks and Applications (MONET), Baltzer, to appear


Caching

• Problema Nei sistemi wireless è facile ottenere informazioni per il routing (le trasmissioni sono bcast).

• Il problema e’ assicurarne la validità., ossia che l’informazione corrisponda all’attuale topologia

• Quando cancellare le info in cache? (timeout..)

• Proposta Sistema di caching basato su zone con un nodo (cache leader) responsabile della propagazione e validita’ delle informazioni da scrivere in cache da parte dei nodi della zona..

• Studio simulativo dello schema nel framework ZRP (Zone Routing Protocol)


Caching

• Il cache leader diffonde informazioni di routing relative ai percorsi attivi (ai quali partecipa) dentro una zona (caching zone) e ne assicura la validità

• Ad esempio, C2 può diffondere nella sua zona informazioni di raggiungibilità dei nodi che formano il percorso attivo (ne diventa il “next-hop” rispettivamente ai nodi della zona)

path attivo

cache leader

S D

caching zone

C2A

A


Pub/Sub

• Problema Definzione di un modello computazionale per sistemi Pub/Sub

• Approccio Assumiamo l’esistenza di due bound sui tempi di propagazione nel sistema per le operazioni di …– sottoscrizione (desottoscrizione) (Tsub e Tusub) e

– pubblicazione di un evento (Tdiff)

• Ciò consente di (i) definire un intervallo di sottoscrizione, usato nelle definizioni di liveness e safety; (ii) sviluppare un modello per valutare le prestazioni del sistema (notification probability)


Pub/sub

• Dopo il tempo Tsub, tutti i processi del sistema conoscono con probabilità 1 la nuova sottoscrizione, (analogamente per Tusub)

• L’intervallo di sottoscrizione e’ delimitato dagli eventi sub/usub


Pub/sub

• Dopo Tdiff tutti i processi ricevono le notifiche con prob. 1


Proprietà…

• History H, insieme ordinato di eventi generati dalle operazioni pub, sub, pub, notify

• Safety – Legality: Nessun processo riceve notifiche di eventi per i quali non

è interessato

– Validity: Nessun processo riceve notifiche di eventi mai pubblicati

• Liveness– Se la sottoscrizione di un processo P ha inizio at tempo s ed ha

durata maggiore di Tdiff, allora P riceve almeno le notifiche di tutti gli eventi pubblicati in [s+Tsub, s+TON -Tusub]


• Tempo di pubblicazione di un evento, dato che essa si è verificata nell’intervallo di sottoscrizione è una v.c. uniformemente distribuita

• Probabilità di notifica, d

pub/sub: perfomance model 1


pub/sub: perfomance model

• Classe di funzioni potenza, – Parametro esponente (1/r)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1



• Classe di funzioni potenza, – Parametro esponente (1/r)



• Modello epidemico – Sistema composto da N nodi..– Se un nodo riceve una sottoscrizione

è infettato– La rapidità con cui nuove parti sono

infettate è direttamente proporzionale alla percentuale del sistema infettato ed al numero di nodi non ancora infettati


DMutex

• Algoritmo token-based con circolazione del token on-demand• Il token segue un ring logico e dinamico

– Il prossimo nodo e’ stabilito da una Politica P, nel nostro caso si sceglie il nodo più vicino (con il minimo numero di hop) tra quelli non ancora visitati

– Informazioni di routing mediante DSR

• Simulazioni mediante GloMoSim

• Prestazioni: – combinano quelle degli algoritmi Token Asking e Circulating Token


Conclusioni…

• Affrontati temi relativi ad algoritmi e modelli (routing unicast, pub/sub, dmutex)

• Altri dettagli nel deliverable…

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