Ανάπτυξη και αποτίμηση αλγορίθμων δρομολόγησης στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως θέμα την μελέτη της ανάπτυξης και αποτίμησης των αλγορίθμων δρομολόγησης στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων. Η μελέτη εστιάζει αρχικά στις τεχνολογίες WSN και ΙΟΤ, στα πρωτόκολλα πρόσβασης, στα θέματα ασφάλειας, στα παραδείγματα εφαρμογών, καθώς και στις τεχνολογίες υποδομής. Στη συνέχεια μελετώνται οι αλγόριθμοι δρομολόγησης σε WSN/ IOT και συγκεκριμένα οι αλγόριθμοι AODV, DSDV, DYMO, GPSR , DSR και OLSR. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στα εξομοιωτικά περιβάλλοντα WSN/IοT, όπως είναι τα: NetWork Simulator (NS2 - NS3), Omnet++, Mixim, Opnet και Castalia. Ακόμη, παρουσιάζεται η αναφορά του πρακτικού μέρους της εργασίας, η οποία ενέχει μία συνοπτική ανάλυση του εργαλείου Omnet++, του τρόπου λειτουργίας του, της δομής που κατασκευάσαμε για τους AODV, DSDV, DYMO, GPSR για 10, 20 και 50, 100, 200 κόμβων αντίστοιχα, την κίνησή τους στο χώρο καθώς και την ανάλυση των αποτελεσμάτων. Από την ανάλυση προέκυψε η θεμελιώδης διαφορά στους παραπάνω κόμβους κατά την εκτέλεσή τους: το output rate του hostΑ στην πρώτη τοπολογία παρουσιάζει σημαντικότατες διακυμάνσεις στις τιμές του σχετικά με τις υπόλοιπες υλοποιήσεις αντίστοιχα, ενώ η κατανάλωση ενέργειας στον hostB είναι σημαντικά μεγαλύτερη όταν οι κόμβοι σε ένα δίκτυο πληθαίνουν. Σχετικά με τα πακέτα, παρατηρείται μεγαλύτερη απώλεια στην τοπολογία των 200 κόμβων δικτύου σε σχέση με τις υπόλοιπες ενώ και σημαντικές αλλαγές είναι δυνατόν να εντοπιστούν και στο end to end delay όσον αφορά την μετάδοση τους στον hostB ο οποίος είναι ο κόμβος στόχος. Επιπρόσθετα, από την σύγκριση των αποτελεσμάτων όλων των αλγορίθμων μαζί, προέκυψε από την αντίστοιχη ανάλυση ότι: ο πιο αποδοτικός αλγόριθμος για την αποστολή και παραλαβή πακέτων είναι ο AODV, με την καλύτερη κατανάλωση ενέργειας να την διαθέτει ο DSDV αλγόριθμος.

The aim of this dissertation is to study the development and evaluation of Internet routing algorithms. The study focuses primarily on WSN and IOT technologies, access protocols, security issues, application examples, and infrastructure technologies. Next, the WSN / IOT routing algorithms are studied, namely the AODV, DSDV, DYMO, GPSR, DSR and OLSR algorithms. In addition, reference is made to simulation environments for WSN / IOT like: (NS2 - NS3), Omnet++, Mixim, Opnet and Castalia. Also, there is an implementation for the report of the practical part of the work is presented, which includes a brief analysis of the Omnet ++ tool, how it works, the structure we built for the AODV, DSDV, DYMO, GPSR for 10, 20 and 50, 100, 200 nodes respectively, their movement in space as well as the analysis of the results. The analysis revealed the fundamental difference in the above nodes during their execution: the output rate of hostA in the first topology shows very significant fluctuations in its values relative to the other implementations respectively, while the power consumption in hostB is significantly higher when the nodes in a network are increasing. Regarding the packages, there is a greater loss in the topology of the 200 network nodes compared to the rest, while significant changes can be found in the end to end delay in terms of their transmission to the hostB which is the target node. In addition, by comparing the results of all the algorithms together, it emerged from the corresponding analysis that: the most efficient algorithm for sending and receiving packets is AODV, with the best power consumption having the DSDV algorithm.