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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
Università di Roma “La Sapienza”Dipartimento di Informatica e Sistemistica
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
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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
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Contributi…
• Protocolli di routing unicast
• Algoritmi e modelli per sistemi mobili
• Aspetti Applicativi– (Messina)
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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
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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)
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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
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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)
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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
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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)
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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
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Pub/sub
• Dopo Tdiff tutti i processi ricevono le notifiche con prob. 1
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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]
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• 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
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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
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pub/sub: perfomance model
• Classe di funzioni potenza, – Parametro esponente (1/r)
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pub/sub: perfomance model
• 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
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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
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Conclusioni…
• Affrontati temi relativi ad algoritmi e modelli (routing unicast, pub/sub, dmutex)
• Altri dettagli nel deliverable…