The M-Machine Multicomputer

The M-Machine is an experimental multicomputer being developed to test architectural concepts motivated by the constraints of modern semiconductor technology and the demands of programming systems. The M- Machine computing nodes are connected with a 3-D mesh network; each node is a multithreaded processor incorporating 12 function units, on-chip cache, and local memory. The multiple function units are used to exploit both instruction-level and thread-level parallelism. A user accessible message passing system yields fast communication and synchronization between nodes. Rapid access to remote memory is provided transparently to the user with a combination of hardware and software mechanisms. This paper presents the architecture of the M-Machine and describes how its mechanisms maximize both single thread performance and overall system throughput.

Reliable Interconnection Networks for Parallel Computers

This technical report describes a new protocol, the Unique Token Protocol, for reliable message communication. This protocol eliminates the need for end-to-end acknowledgments and minimizes the communication effort when no dynamic errors occur. Various properties of end-to-end protocols are presented. The unique token protocol solves the associated problems. It eliminates source buffering by maintaining in the network at least two copies of a message. A token is used to decide if a message was delivered to the destination exactly once. This technical report also presents a possible implementation of the protocol in a worm-hole routed, 3-D mesh network.

Static-priority scheduling over wireless networks with multiple broadcast domains

We propose a wireless medium access control (MAC) protocol that provides static-priority scheduling of messages in a guaranteed collision-free manner. Our protocol supports multiple broadcast domains, resolves the wireless hidden terminal problem and allows for parallel transmissions across a mesh network. Arbitration of messages is achieved without the notion of a master coordinating node, global clock synchronization or out-of-band signaling. The protocol relies on bit-dominance similar to what is used in the CAN bus except that in order to operate on a wireless physical layer, nodes are not required to receive incoming bits while transmitting. The use of bit-dominance efficiently allows for a much larger number of priorities than would be possible using existing wireless solutions. A MAC protocol with these properties enables schedulability analysis of sporadic message streams in wireless multihop networks.

Conception des réseaux maillés sans fil à multiples-radios multiples-canaux

Généralement, les problèmes de conception de réseaux consistent à sélectionner les arcs et les sommets d’un graphe G de sorte que la fonction coût est optimisée et l’ensemble de contraintes impliquant les liens et les sommets dans G sont respectées. Une modification dans le critère d’optimisation et/ou dans l’ensemble de contraintes mène à une nouvelle représentation d’un problème différent. Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème de conception d’infrastructure de réseaux maillés sans fil (WMN- Wireless Mesh Network en Anglais) où nous montrons que la conception de tels réseaux se transforme d’un problème d’optimisation standard (la fonction coût est optimisée) à un problème d’optimisation à plusieurs objectifs, pour tenir en compte de nombreux aspects, souvent contradictoires, mais néanmoins incontournables dans la réalité. Cette thèse, composée de trois volets, propose de nouveaux modèles et algorithmes pour la conception de WMNs où rien n’est connu à l’ avance. Le premiervolet est consacré à l’optimisation simultanée de deux objectifs équitablement importants : le coût et la performance du réseau en termes de débit. Trois modèles bi-objectifs qui se différent principalement par l’approche utilisée pour maximiser la performance du réseau sont proposés, résolus et comparés. Le deuxième volet traite le problème de placement de passerelles vu son impact sur la performance et l’extensibilité du réseau. La notion de contraintes de sauts (hop constraints) est introduite dans la conception du réseau pour limiter le délai de transmission. Un nouvel algorithme basé sur une approche de groupage est proposé afin de trouver les positions stratégiques des passerelles qui favorisent l’extensibilité du réseau et augmentent sa performance sans augmenter considérablement le coût total de son installation. Le dernier volet adresse le problème de fiabilité du réseau dans la présence de pannes simples. Prévoir l’installation des composants redondants lors de la phase de conception peut garantir des communications fiables, mais au détriment du coût et de la performance du réseau. Un nouvel algorithme, basé sur l’approche théorique de décomposition en oreilles afin d’installer le minimum nombre de routeurs additionnels pour tolérer les pannes simples, est développé. Afin de résoudre les modèles proposés pour des réseaux de taille réelle, un algorithme évolutionnaire (méta-heuristique), inspiré de la nature, est développé. Finalement, les méthodes et modèles proposés on été évalués par des simulations empiriques et d’événements discrets.

Gestion adaptative des ressources dans les réseaux maillés sans fil à multiples-radios multiples-canaux

Depuis quelques années, la recherche dans le domaine des réseaux maillés sans fil ("Wireless Mesh Network (WMN)" en anglais) suscite un grand intérêt auprès de la communauté des chercheurs en télécommunications. Ceci est dû aux nombreux avantages que la technologie WMN offre, telles que l'installation facile et peu coûteuse, la connectivité fiable et l'interopérabilité flexible avec d'autres réseaux existants (réseaux Wi-Fi, réseaux WiMax, réseaux cellulaires, réseaux de capteurs, etc.). Cependant, plusieurs problèmes restent encore à résoudre comme le passage à l'échelle, la sécurité, la qualité de service (QdS), la gestion des ressources, etc. Ces problèmes persistent pour les WMNs, d'autant plus que le nombre des utilisateurs va en se multipliant. Il faut donc penser à améliorer les protocoles existants ou à en concevoir de nouveaux. L'objectif de notre recherche est de résoudre certaines des limitations rencontrées à l'heure actuelle dans les WMNs et d'améliorer la QdS des applications multimédia temps-réel (par exemple, la voix). Le travail de recherche de cette thèse sera divisé essentiellement en trois principaux volets: le contrôle d‟admission du trafic, la différentiation du trafic et la réaffectation adaptative des canaux lors de la présence du trafic en relève ("handoff" en anglais). Dans le premier volet, nous proposons un mécanisme distribué de contrôle d'admission se basant sur le concept des cliques (une clique correspond à un sous-ensemble de liens logiques qui interfèrent les uns avec les autres) dans un réseau à multiples-sauts, multiples-radios et multiples-canaux, appelé RCAC. Nous proposons en particulier un modèle analytique qui calcule le ratio approprié d'admission du trafic et qui garantit une probabilité de perte de paquets dans le réseau n'excédant pas un seuil prédéfini. Le mécanisme RCAC permet d‟assurer la QdS requise pour les flux entrants, sans dégrader la QdS des flux existants. Il permet aussi d‟assurer la QdS en termes de longueur du délai de bout en bout pour les divers flux. Le deuxième volet traite de la différentiation de services dans le protocole IEEE 802.11s afin de permettre une meilleure QdS, notamment pour les applications avec des contraintes temporelles (par exemple, voix, visioconférence). À cet égard, nous proposons un mécanisme d'ajustement de tranches de temps ("time-slots"), selon la classe de service, ED-MDA (Enhanced Differentiated-Mesh Deterministic Access), combiné à un algorithme efficace de contrôle d'admission EAC (Efficient Admission Control), afin de permettre une utilisation élevée et efficace des ressources. Le mécanisme EAC prend en compte le trafic en relève et lui attribue une priorité supérieure par rapport au nouveau trafic pour minimiser les interruptions de communications en cours. Dans le troisième volet, nous nous intéressons à minimiser le surcoût et le délai de re-routage des utilisateurs mobiles et/ou des applications multimédia en réaffectant les canaux dans les WMNs à Multiples-Radios (MR-WMNs). En premier lieu, nous proposons un modèle d'optimisation qui maximise le débit, améliore l'équité entre utilisateurs et minimise le surcoût dû à la relève des appels. Ce modèle a été résolu par le logiciel CPLEX pour un nombre limité de noeuds. En second lieu, nous élaborons des heuristiques/méta-heuristiques centralisées pour permettre de résoudre ce modèle pour des réseaux de taille réelle. Finalement, nous proposons un algorithme pour réaffecter en temps-réel et de façon prudente les canaux aux interfaces. Cet algorithme a pour objectif de minimiser le surcoût et le délai du re-routage spécialement du trafic dynamique généré par les appels en relève. Ensuite, ce mécanisme est amélioré en prenant en compte l‟équilibrage de la charge entre cliques.

Modelling QoS of a pervasive MVNO/M2M using semi-group theory

This paper aims to develop a mathematical model based on semi-group theory, which allows to improve quality of service (QoS), including the reduction of the carbon path, in a pervasive environment of a Mobile Virtual Network Operator (MVNO). This paper generalise an interrelationship Machine to Machine (M2M) mathematical model, based on semi-group theory. This paper demonstrates that using available technology and with a solid mathematical model, is possible to streamline relationships between building agents, to control pervasive spaces so as to reduce the impact in carbon footprint through the reduction of GHG.

S-Kcore : a social-aware Kcore decomposition algorithm in pocket switched networks

The key nodes in network play the critical role in system recovery and survival. Many traditional key nodes selection algorithms utilize the characters of the physical topology to find the key nodes. But they can hardly succeed in the mobile ad hoc network due to the mobility nature of the network. In this paper we propose a social-aware Kcore selection algorithm to work in the Pocket Switched Network. The social view of the network suggests the social position of the mobile nodes can help to find the key nodes in the Pocket Switched Network. The S-Kcore selection algorithm is designed to exploit the nodes' social features to improve the performance in data communication. Experiments use the NS2 shows S-Kcore selection algorithm workable in the Pocket Switched Network. Furthermore, with the social behavior information, those key nodes are more suitable to represent and improve the whole network's performance.

T-OSN : a trust evaluation model in online social networks

Now days, the online social networks (OSN) have gained considerable popularity. More and more people use OSN to share their interests and make friends, also the OSN helps users overcome the geographical barriers. With the development of OSN, there is an important problem users have to face that is trust evaluation. Before user makes friends with a stranger, the user need to consider the following issues: Can a stranger be trusted? How much the stranger can be trusted? How to measure the trust of a stranger? In this paper, we take two factors, Degree and Contact Interval into consideration, which produce a new trust evaluation model (T-OSN). T-OSN is aimed to solve how to evaluate the trust value of an OSN user, also which is more efficient, more reliable and easy to implement. Base on our research, this model can be used in wide range, such as online social network (OSN) trust evaluation, mobile network message forwarding, ad hoc wireless networking, routing message on Internet and peer-to-peer file sharing network. The T-OSN model has following obvious advantages compare to other trust evaluate methods. First of all, it is not base on features of traditional social network, such as, distance and shortest path. We choose the special features of OSN to build up the model, that is including numbers of friends(Degree) and contact frequency(Contact Interval). These species features makes our model more suitable to evaluate OSN users trust value. Second, the formulations of our model are quite simple but effective. That means, to calculate the result by using our formulations will not cost too much resources. Last but not least, our model is easy to implement for an OSN website, because of the features that we used in our model, such as numbers of friends and contact frequency are easy to obtain. To sum up, our model is using a few resources to obtain a valuable trust value that can help OSN users to solve an important security problem, we believe that will be big step - or development of OSN.

Trust evaluation for indirectly connected nodes using link community information

Inspired by recent empirical research on link communities, we borrow some important ideas and concepts for our own research to provide a more reasonable computation model of transitive trust. The key advantages of using link community methodology is to reflect on the nature of the social network features of Hierarchy and Overlap. Our research mainly resolves the computation of trust transitivity in which two nodes do not have any direct links to any link community. In this research, we discover a new direction analyzing trust transitivity. By using a social network game, we found that the link community methodology is a natural way to analyze trust in social networks. We also discovered, even in a small social network, trust has certain community features.

An alternative node deployment scheme for WSNs

© 2001-2012 IEEE. Sensing coverage is a fundamental design problem in wireless sensor networks (WSNs). This is because there is always a possibility that the sensor nodes may function incorrectly due to a number of reasons, such as failure, power, or noise instability, which negatively influences the coverage of the WSNs. In order to address this problem, we propose a fuzzy-based self-healing coverage scheme for randomly deployed mobile sensor nodes. The proposed scheme determines the uncovered sensing areas and then select the best mobile nodes to be moved to minimize the coverage hole. In addition, it distributes the sensor nodes uniformly considering Euclidean distance and coverage redundancy among the mobile nodes. We have performed an extensive performance analysis of the proposed scheme. The results of the experiment show that the proposed scheme outperforms the existing approaches.

Adoção do modelo MVNO no Brasil e consequências para a cadeia de valor de telecomunicações móveis

O modelo de negócio MVNO, acrônimo em inglês para operadoras móveis virtuais, foi introduzido no Brasil em Novembro de 2010 por uma regulamentação específica, visando aumentar a qualidade dos serviços e a competição entre as empresas do setor de Telecomunicações Móveis. O objetivo deste estudo é avaliar o fenômeno MVNO em seu estágio atual de adoção no Brasil, contrapondo as óticas dos atores de mercado, às teorias de Cadeia de Valor (PORTER, 1985), e decupagem da Cadeia de Valor (CHRISTENSEN et al, 2001; ANDERSON; WILLIAMS, 2004). Por se tratar de um fenômeno intrinsecamente ligado à desagregação de atividades de valor, em uma indústria originalmente verticalizada, a análise se concentrou nessa dinâmica, mas não se limitou a ela: o estudo também traz comparações com casos de MVNO estudados em diversos países e outras referências teóricas do campo da Tecnologia da Informação e Comunicação, tais como Economia da Informação (SHAPIRO; VARIAN, 1999), Inovação Disruptiva (CHRISTENSEN; BOWER, 1999), e Dimensões da Inovação (SAWHNEY et al, 2011). A pesquisa se baseou nas categorias conceituais da Abordagem Multinível (POZZEBON; DINIZ, 2011) – Contexto, Processo e Conteúdo – buscando conhecer os perfis e interesses de cada Grupo Social Relevante e a negociação entre os envolvidos. A partir dessa articulação, foi possível compreender o fenômeno e algumas de suas consequências para o cenário brasileiro de Telecomunicações Móveis, destacando-se entre os resultados encontrados: as linhas gerais da nova Cadeia de Valor em formação, a influência decisiva de um grupo social relevante para a adoção do modelo – os MVNE, que são integradores de MVNOs à estrutura das operadoras – e a utilização da regulação para incentivar negócios com aplicações máquina a máquina (M2M). A descrição do modelo e das características que vem assumindo no Brasil proporcionam insumos tanto para praticantes do mercado, quanto para acadêmicos. Estes últimos podem se beneficiar, além de um ponto de partida para pesquisas futuras sobre MVNO no Brasil, de uma inédita articulação da Abordagem Multinível com a teoria de Cadeia de Valor

AIGA: um ambiente integrado de gerência para redes em malha sem fio IEEE 802.11s

A Wireless Mesh Network (WMN - Wireless Mesh Network) IEEE 802.11s standard to become operational it is necessary to configure the parameters that meet the demands of its users, as regards, for example, the frequency channels, the power antennas, IPs addresses, meshID, topology, among others. This configuration can be done via a CLI (Command - Line Interface) or a remote interface provided by the equipment manufacturer, both are not standardized and homogeneous, like black boxes for the developers, a factor that hinders its operation and standardization. The WMN, as a new standard, is still in the testing phase, and tests are necessary to evaluate the performance of Path Discovery Protocol, as in this case of HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol), which still has many shortcomings. The configuration and test creation in a WMN are not trivial and require a large workload. For these reasons this work presents the AIGA, a Management Integrated Environment for WMN IEEE 802.11s, which aims to manage and perform testbeds for analyzes of new Path Discovery Protocols in a WMN