Disseminação bio-inspirada de eventos em redes dinâmicas e descentralizadas

Abstract

Resumo: O advento de novos paradigmas de comunicação, tais como a computação móvel e o modelo peer-to-peer , demandam modelos de rede auto gerenciáveis e descentralizados. O controle e administração dos recursos em modelos descentralizados não é uma tarefa simples, uma vez que essa tarefa deve ser realizada conjuntamente pelos integrantes da rede. Uma maneira promissora de lidar com esse problema e que vem obtendo sucesso 'e o uso do algoritmo da Otimização por Colônia de Formigas. Ant Colony Optimization (ACO) . O presente trabalho apresenta uma estratégia de gerência istribuída baseada em inteligência coletiva, que permite a descoberta e a disseminação de novidades em redes de topologia dinâmica. Uma novidade, também chamada de evento, é definida como a mudança de estado de um nodo ou enlace da rede. Um nodo que detecta um evento em sua vizinhança dispara a disseminação das novidades pela rede. O algoritmo simula o comportamento das colônias de formigas da natureza em busca de alimento. Através de "marcas" deixadas no meio, chamadas feromônios, as formigas guiam-se indiretamente umas as outras em direção ao alimento através das melhores rotas. No lgoritmo proposto, as formigas são representadas por agentes móveis que circulam e disseminam as novidades pela rede. O uso do ACO apresenta a vantagem de não necessitar de uma entidade central para controlar a disseminação de informações, característica de interesse no contexto do trabalho. Um estudo empírico foi realizado, comparando a estratégia proposta com a disseminação por inundação (flooding) e a disseminação epidêmica (gossip). Resultados permitem observar que o algoritmo apresenta uma solução de compromisso entre o tempo necessário para a disseminação e a sobrecarga em ermos do número de mensagens utilizadas.

Abstract: Dynamic networks, such as peer-to-peer and mobile ad hoc networks require decentralized management: it is not feasible to delegate monitoring and control tasks to a single manager. In this type of environment, management tasks have to be collectively executed by all active nodes. This work presents a strategy based on swarm intelligence for spreading events in dynamic and decentralized networks. An event is defined as a state transition of a node or link. Ants, which correspond to mobile agents, spread event information throughout the network. A node that detects an event in its neighborhood starts isseminating the new information. Pheromones are used to both control the ant population and to help define the paths that ants traverse. An empirical study was performed, in which the proposed strategy was compared with two classical dissemination strategies: flooding and gossip algorithms. Simulations’ results show that the proposed strategy presents a good trade-off between the time required to disseminate information and the overhead in terms of the number of messages.