Nuevo mecanismo de control de topologías en redes inalámbricas ad-hoc definidas por software para la mejora de eficiencia energética

Zusammenfassung

Las redes inalámbricas Adhoc (WANETs) tienen un rol clave en el desarrollo de soluciones del internet de las cosas (IoT). A pesar de que la integración de WANETs con IoT presenta beneficios importantes, también plantea nuevos desafíos que deben ser abordados. Desde que las WANETs son generalmente limitadas en energía, un uso ineficiente de su consumo energético podría comprometer los servicios de IoT. Además, la eficiencia energética es un factor clave para extender el tiempo de vida de una red. Las redes definidas por software (SDN) son una tecnología que habilita a los administradores de red para administrar los servicios de la red abstrayendo la funcionalidad de bajo nivel, es decir, separar el plano de datos y el plano de control. Este trabajo de investigación propone una solución que se basa en la tecnologı́a SDN para abordar los problemas de consumo de energía en las WANETs. En dicha solución, la inteligencia de la red es gestionada en un controlador (o varios) que puede ser accedido por diferentes pasarelas. Esta inteligencia de red está a cargo de ejecutar mecanismos de control de topologías (TC) para construir una columna vertebral de nodos coordinadores. Por lo tanto, los nodos solamente necesitan ejecutar tareas de reenvio, con lo que además, se requiere menos capacidad local de procesamiento y los mensajes de retransmisión se reducen, lo que resulta en un incremento del tiempo de vida de la red. Consecuentemente, un algoritmo coordinado para minimizar el consumo de energía en WANETs usando el modelo SDN y mecanismos de TC amplía la visión actual de la red donde el plano de control depende del tipo de red WANET desplegada. En esta propuesta, la nueva abstracción separada del plano de control convierte a la inteligencia de la red en un componente separado con respecto al tipo de red WANET subyacente. Así, esta abstracción basada en SDN determina qué nodos son los más útiles para la comunicación y el esquema de encaminamiento en un particular instante de tiempo. Como resultado, la inundación de mensajes dentro de la red decrece ya que se requiere menos procesamiento local y mensajes de control. Desde este enfoque es posible aplicar cambios dinámicos en la interacción del trabajo entre nodos para definir topologías, esquemas de redundancia, agrupación de vecindarios y establecer áreas de red que operen con modos de bajo consumo energético. Para evaluar el rendimiento de la solución propuesta y compararla contra un enfoque distribuido, se han efectuado un conjunto de simulaciones en entornos de laboratorio. Los resultados muestran que el tiempo de vida de la red se incrementa con un enfoque basado en SDN cuando se despliegan dos o más pasarelas controladoras.