Título: “Bio-Inspired Multi-Objective Algorithms Applied in the Optimization of the AODV Routing Protocol.”

Orientador: Prof. Dr. Carmelo José Albanez Bastos Filho

Coorientador: Prof. Dr. Sérgio Campello Oliveira

Data-hora: 03/05/2019 (16:00h)

Local: Escola Politécnica de Pernambuco - Sala I-4 

Resumo: “O crescente número de dispositivos móveis conectados aumenta a demanda por tecnologias mais robustas desenvolvidas para redes compostas por esse tipo de dispositivos. As redes ad hoc móveis (do ingles Mobile Ad Hoc Networks - MANETs) são um exemplo desse tipo de rede. MANETs são redes que possuem controle descentralizado e não dependem de uma infraestrutura fixa. Nessa rede, os nós têm autonomia para se movimentar e por conta dessa mobilidade, os protocolos de roteamento precisam desenvolver mecanismos que permitam o fluxo de pacotes em uma rede cuja topologia está mudando continuamente. Logo, a mobilidade dos nós representa um grande desafio para os protocolos de roteamento desenvolvidos para esse tipo de rede. Um dos principais protocolos de roteamento para MANETs é o Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV). Entre as principais características do AODV, destacamos a existência de dois mecanismos de reparo de rota diferentes que são empregados dependendo das condições em que o link foi quebrado. A escolha do mecanismo de reparo de rota do AODV depende da relação entre o número de saltos entre o nó de origem e o nó predecessor ao ponto de quebra e o número de saltos entre o nó predecessor e o nó de destino. Neste trabalho, o mecanismo de reparo de rota do AODV foi modificado para fazer com que ele também dependa do número de vizinhos (conectividade) do nó de origem e o nó predecessor. Além disso, quatro parâmetros (A, B, C e D) foram adicionados para representar os pesos da conectividade e dos outros elementos envolvidos no mecanismo de determinação do tipo de reparo de rota. Para definir um conjunto satisfatório de valores para esses parâmetros, empregamos os algoritmos multiobjetivos bioinspirados SMPSO, SPEA2 e NSGA-II. Selecionamos as seguintes métricas para avaliar a qualidade das soluções encontradas pelos algoritmos: atraso médio da rota (Delay), taxa de perda de pacotes (PLR), consumo de energia (EC) e carga de rota normalizada (NRL). Estas duas últimas métricas foram usadas como função objetivo pelos algoritmos selecionados. A principal vantagem dessa abordagem é ser capaz de adaptar o desempenho do AODV para satisfazer necessidades de aplicações específicas, alterando as métricas usadas como o objetivo das metaheurísticas. Os resultados obtidos mostram que a solução proposta foi capaz de obter resultados superiores ao AODV padrão em todas as quatro metricas estudadas. No que diz respeito à diferença entre as metaheurísticas multiobjetivas, os resultados obtidos pelo NSGA-II, SPEA2 e SMPSO foram semelhantes entre si, portanto superiores ao AODV padrão. Além disso, comparando a solução proposta à outros protocolos de roteamento, como o Multipath Distance Vector routing (AOMDV) e o Optimized Link State Routing protocol (OLSR), foi possível observar resultados superiores em relação ao consumo de energia e competitivos nas demais métricas. Os resultados da otimização multiobjetivo também foram comparados com os obtidos pelos algoritmos mono-objetivo Particle Swarm Optimization (PSO) e Artificial Bee Colony (ABC).”