Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado Nº 1.954
Aluno: Henrique Júnior Jaques Pereira
Orientador: Prof. Kelvin Lopes Dias
Título: Mecanismo de Handoff Definido por Software com Suporte à Técnica de Multihoming para Redes Veiculares Heterogêneas
Data: 08/03/2021
Hora/Local: 14h – Virtual
Banca Examinadora:
Prof. Andson Marreiros Balieiro (UFPE / Centro de Informática)
Prof. José Jailton Henrique Ferreira Junior (UFPA / Faculdade de Computação)
Prof. Kelvin Lopes Dias (UFPE / Centro de Informática)
RESUMO:
As VANETs (Vehicular Ad Hoc Networks) são redes sem fio que visam suportar
aplicações e serviços como entretenimento, controle de tráfego rodoviário e
segurança para passageiros de veículos no âmbito dos Sistemas de Transporte
Inteligente (ITS – Intelligent Transportation Systems) para as cidades
inteligentes. As VANETs viabilizam processamento e comunicação direta entre
veículos e com a infraestrutura de comunicação disposta ao longo das
rodovias. Esta rede é altamente dinâmica tanto pelas características do
meio sem fio quanto pela mobilidade dos veículos. Dessa forma,
procedimentos efetivos de handoff ou handover, isto é, a transferência de
conexão de uma sessão em andamento entre estações rádio-base, são de vital
importância para a continuidade do fornecimento de conteúdo enquanto os
veículos se locomovem. Logo, em razão da característica peculiar das
VANETs, o gerenciamento de mobilidade é uma tarefa desafiadora em termos de
garantias de QoS (Quality of Service) e QoE (Quality of Experience) para
aplicações de tempo real e não real, sobretudo em ambientes de redes
heterogêneas com diversas tecnologias de acesso sem fio (por exemplo, LTE e
802.11p). Nesse contexto, esta dissertação propõe um mecanismo de handoff
para cenários veiculares baseado em redes de acesso heterogêneas com o
objetivo de assegurar requisitos de QoS e QoE exigidos por aplicações de
tempo real e não real. A estratégia proposta aplica o AHP (Analytic
Hierarchy Process) nas tomadas de decisões de handoff, levando em
consideração parâmetros como: RSSI (Received Signal Strength Indication),
velocidade e posição dos veículos e outras informações de contexto. O
sistema proposto utiliza o paradigma SDN (Software Defined Networking) para
viabilizar a programabilidade do plano de controle, particularmente, em
relação ao procedimento de handoff, através da visão global da rede para
aplicação das políticas de gerenciamento de mobilidade, com o controlador
SDN posicionado na nuvem da operadora ou provedor de acesso da rede
veicular. Ademais, a proposta aplica também a técnica de multihoming para
garantir que o processo de transferência de conexão ocorra sem interrupções
ou falhas, por meio da transmissão simultânea de pacotes das aplicações por
múltiplos caminhos. Para a avaliação de desempenho e dos benefícios da
proposta, as tecnologias IEEE 802.11p e LTE (Long Term Evolution), bem como
o suporte SDN foram implementados em um modelo de simulação utilizando o
simulador de eventos discretos OMNeT++ (Objective Modular Network Testbed
in C++). Três aplicações foram consideradas nas avaliações: Navegação Web,
além de VoIP (Voice over Internet Protocol) e streaming de vídeo, como
aplicações de tempo real. Com base nas simulações realizadas, comparando a
proposta com soluções tradicionais, os resultados indicam ganhos de 50% a
99% em relação às métricas de QoS. Já em relação às métricas de QoE, a
superioridade no desempenho obtido pela proposta chegou a 64%.
Palavras-chave: VANETs; Handoff; AHP; SDN; Multihoming
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