Reserva de recursos MSRP para o switch de tempo-real HaRTES

Os mecanismos e técnicas do domínio de Tempo-Real são utilizados quando existe a necessidade de um sistema, seja este um sistema embutido ou de grandes dimensões, possuir determinadas características que assegurem a qualidade de serviço do sistema. Os Sistemas de Tempo-Real definem-se assim como sistemas que possuem restrições temporais rigorosas, que necessitam de apresentar altos níveis de fiabilidade de forma a garantir em todas as instâncias o funcionamento atempado do sistema. Devido à crescente complexidade dos sistemas embutidos, empregam-se frequentemente arquiteturas distribuídas, onde cada módulo é normalmente responsável por uma única função. Nestes casos existe a necessidade de haver um meio de comunicação entre estes, de forma a poderem comunicar entre si e cumprir a funcionalidade desejadas. Devido à sua elevada capacidade e baixo custo a tecnologia Ethernet tem vindo a ser alvo de estudo, com o objetivo de a tornar num meio de comunicação com a qualidade de serviço característica dos sistemas de tempo-real. Como resposta a esta necessidade surgiu na Universidade de Aveiro, o Switch HaRTES, o qual possui a capacidade de gerir os seus recursos dinamicamente, de modo a fornecer à rede onde é aplicado garantias de Tempo-Real. No entanto, para uma arquitetura de rede ser capaz de fornecer aos seus nós garantias de qualidade serviço, é necessário que exista uma especificação do fluxo, um correto encaminhamento de tráfego, reserva de recursos, controlo de admissão e um escalonamento de pacotes. Infelizmente, o Switch HaRTES apesar de possuir todas estas características, não suporta protocolos standards. Neste documento é apresentado então o trabalho que foi desenvolvido para a integração do protocolo SRP no Switch HaRTES.

Planning the deployment of fault-tolerant wireless sensor networks

Since Wireless Sensor Networks (WSNs) are subject to failures, fault-tolerance becomes an important requirement for many WSN applications. Fault-tolerance can be enabled in different areas of WSN design and operation, including the Medium Access Control (MAC) layer and the initial topology design. To be robust to failures, a MAC protocol must be able to adapt to traffic fluctuations and topology dynamics. We design ER-MAC that can switch from energy-efficient operation in normal monitoring to reliable and fast delivery for emergency monitoring, and vice versa. It also can prioritise high priority packets and guarantee fair packet deliveries from all sensor nodes. Topology design supports fault-tolerance by ensuring that there are alternative acceptable routes to data sinks when failures occur. We provide solutions for four topology planning problems: Additional Relay Placement (ARP), Additional Backup Placement (ABP), Multiple Sink Placement (MSP), and Multiple Sink and Relay Placement (MSRP). Our solutions use a local search technique based on Greedy Randomized Adaptive Search Procedures (GRASP). GRASP-ARP deploys relays for (k,l)-sink-connectivity, where each sensor node must have k vertex-disjoint paths of length ≤ l. To count how many disjoint paths a node has, we propose Counting-Paths. GRASP-ABP deploys fewer relays than GRASP-ARP by focusing only on the most important nodes – those whose failure has the worst effect. To identify such nodes, we define Length-constrained Connectivity and Rerouting Centrality (l-CRC). Greedy-MSP and GRASP-MSP place minimal cost sinks to ensure that each sensor node in the network is double-covered, i.e. has two length-bounded paths to two sinks. Greedy-MSRP and GRASP-MSRP deploy sinks and relays with minimal cost to make the network double-covered and non-critical, i.e. all sensor nodes must have length-bounded alternative paths to sinks when an arbitrary sensor node fails. We then evaluate the fault-tolerance of each topology in data gathering simulations using ER-MAC.