Estudio y mejora de los mecanismos de caché en redes inalámbricas ad hoc
- Autores: Francisco Javier González Cañete
- Directores de la Tesis: Eduardo Casilari Pérez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ana Pont Sanjuán (presid.), Alicia Triviño Cabrera (secret.), Juan-Carlos Cano Escribá (voc.), Alfonso Ariza Quintana (voc.), Mónica Aguilar Igartua (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El objetivo principal de esta tesis es el estudio y mejora de los mecanismos de caché en entornos de redes móviles ad hoc (MANET ¿ Mobile Ad Hoc Networks).
En primer lugar se realiza una revisión detallada de las políticas de reemplazo en caché Web con el ánimo de conocer los pormenores de su funcionamiento, así como los parámetros de tráfico a tener en cuenta en una caché. De igual forma, se estudian las diferentes políticas de control de admisión en cachés Web.
Una vez terminada esta primera fase, se propone una taxonomía de las políticas de reemplazo en caché Web y se evalúan y comparan tanto las políticas de reemplazo aleatorias como las aplicadas a tipos específicos de documentos. Para llevar a cabo dicho trabajo se requirió la implementación de un simulador de cachés que permitiera la cómoda evaluación tanto de las políticas de reemplazo como de las políticas de control de admisión.
Como resultado del estudio anterior, se constata que las métricas comúnmente utilizadas en la evaluación de cachés (Hit Ratio y Byte Hit Ratio) no eran adecuadas para la evaluación de cachés que implementarán políticas de control de acceso, por lo que se proponen unas nuevas (Not Unique Hit Ratio y Not Unique Byte Hit Ratio) más acordes. Por otro lado también se proponen unas métricas para evaluar la política de control de acceso (Access Control Hit Rate y el Access Control Byte Hit Rate). Para validar estas propuestas, se realiza un estudio para comprobar la adecuación de las métricas propuestas.
Basándose en los estudios comentados anteriormente, se pasa a estudiar los mecanismos de caché aplicados a las redes inalámbricas ad hoc y, más concretamente, a las redes MANET. Se efectúa un análisis en detalle de los mecanismos de caché propuestos en la literatura, proponiéndose, además, una clasificación de los mismos. Basándose en este estudio se localizan las ventajas e inconvenientes de cada uno de los mecanismos de caché propuestos, lo que permite proponer un mecanismo de caché distribuido para redes inalámbricas ad hoc que mejore el rendimiento de los anteriormente propuestos. Dicho mecanismo de caché, denominado CLIR (Cross Layer Interception and Redirection), utiliza un mecanismo de petición respuesta similar al de HTTP. CLIR se basa en cuatro pilares:
- Implantación de una caché local en cada uno de los nodos de la red inalámbrica, implementando la política de reemplazo LRU.
- Funcionamiento de los nodos como servidores de documentos para los demás nodos, lo que permite que se puedan interceptar las peticiones de documentos en su camino hacia el servidor.
- Utilización de los mensajes de creación de ruta del protocolo de encaminamiento (técnica cross-layer) para localizar los documentos en la red al mismo tiempo que se crean las rutas hacia el servidor.
- Implementación de una caché de redirecciones. Dicha caché está compuesta por información de la localización de los documentos en la red. Esta caché se nutre de la información que se extrae de los mensajes que los nodos retransmiten.
Previamente a la evaluación del mecanismo de caché propuesto se realiza un exhaustivo análisis del estado de la técnica de simulación en redes MANET para, de este modo, realizar unas simulaciones acordes a lo propuesto en la literatura. Además, se ha implementado CLIR en el simulador de redes NS2, así como los mecanismos de caché SimpleSearch, MobEye, HybridCache, DPIP y COOP con los que ha sido comparado, para facilitar la depuración y comprobar el correcto funcionamiento de CLIR se ha implementado también un visualizador de redes MANET que permite observar la evolución de la red y el estado de las cachés en cada nodo.
Se ha estudiado la influencia que tienen la velocidad de los nodos en la red, el número de nodos, el tiempo entre peticiones, el tiempo de vida de los documentos, la popularidad de los mismos y el tamaño de las cachés, en el rendimiento de los esquemas de caché anteriormente mencionados así como de una red que no implementa ningún tipo de caché. Se comprueba que CLIR ofrece mejores prestaciones que los demás esquemas de caché evaluados.
Por último, se realiza una evaluación de CLIR y del resto de mecanismos de caché en redes malladas estáticas, obteniéndose similares resultados a los obtenidos en redes móviles, comprobándose que CLIR resulta adecuado con independencia del grado de movilidad de los nodos.
