Protocolo de Roteamento Epidêmico
Epidemic Routing Protocol (ERP) configura-se como um protocolo baseado em encaminhamento por inundação - o que se significa que todos os nós realizam a difusão (broadcast) das mensagens para todos os vizinhos -, visando minimizar o uso de recursos, reduzir a latência da arquitetura DTN e aumentar a taxa de entrega[1]. Isto é, cada nó continuamente replica e transmite mensagens para nós recém descobertos que ainda não possuem uma cópia da mensagem. A tecnologia em questão funciona da seguinte maneira:
- Supondo um nó (N0) qualquer, este irá enviar as mensagens armazenadas para os nós adjacentes;
- Os vizinhos de N0 recebem a informação e verificam se essa está na memória. Caso não esteja, eles encaminham para todos os seus adjacentes (com exceção de N0) através de broadcast. Sendo esse processo repetido até o pacote chegar no destino.
Observa-se que esse protocolo é do tipo “melhor-esforço”
(best-effort) e, com isso, existe um alto uso da memória, energia
e banda da rede - muitas vezes causando congestionamentos devido a
inundação. Diante disso, o ERP deve ser usado apenas quando não há
outra alternativa de tecnologia ou quando não se conhece muito bem
a topologia da rede.
Arquitetura de Sistemas EPR
Objetivos e problemas
Antes de adentrar no detalhamento do Roteamento Epidêmico, é justo
elencar o objetivo e problemas relacionados ao seu “design”.
Quanto aos propósitos, tendo em vista o que foi dito
anteriormente, fica claro que o EPR visa: uma melhor performance
na distribuição de mensagens por intermédio do uso probabilístico
de redes parcialmente conectadas ad hoc; A maior quantidade de
mensagens entregues ao destino; e, por fim, um dos aspectos mais
importantes, diminuir o consumo de recursos na entrega de uma
única mensagem.
Contudo, este protocolo está também envolto em alguns problemas
como, incertezas - os diversos remetentes não conhece toda a
topologia da rede -, alocação de recursos - pois, visto que o EPR
se fundamenta em inundações, a rede pode ficar congestionada se
tiver recursos limitados -, performance - devido a quantidade de
processamento requerido para a transmissão, o consumo de energia
pode se elevar -, confiabilidade - devido ao quesito
probabilístico, muitas aplicações podem querer ACKs -, segurança -
pelo fato de que a mensagem é propagada por diversos hosts antes
de chegar ao destino, sendo assim, um “nó invasor” pode se passar
como um remetente, dando a ideia de autenticidade por um
destinatário.
Quanto a segurança, convém fazer alguns apontamentos. Muitas
aplicações podem pedir certos parâmetros de autenticidade, sendo
que, além disso, existem técnicas de criptografia que podem dar
algumas garantias[de segurança]. Desse modo, os destinatários
podem aprender se uma mensagem foi exposta a algum invasor.
Detalhando o funcionamento
Para compreender mais a fundo o ERP devemos olhar o funcionamento
intermediário entre os nós e ter em mente alguns conceitos
importantes. Cada nó possui uma memória(buffer) que detém a
mensagens a serem transmitidas - tanto as originadas de si mesmo
como as a serem encaminhadas. Para aumentar a eficiência na
armazenagem de dados é usado uma tabela indexada em hash com um
identificador associado a cada pacote. Além disso, cada host
armazenará as entradas de suas tabelas em um 'bit vector' - também
conhecido como vetor sumário.
Quando dois nós iniciam a comunicação, ambos verificam os
identificadores um do outro, sendo que, para evitar redundância
nas conexões, cada host mantém um cache dos hosts com os quais
falou recentemente - tal mecanismo é chamado de anti-entropia.
Durante isso, os dois hosts trocarão seus vetores sumários para
verificar quais mensagens ainda não estão em suas próprias listas.
Caso um host verifique alguma mensagem faltante, ele enviará uma
requisição pedindo uma cópia delas. No entanto, o destinatário
poderá ou não atender a essa requisição, visto que esse possui
total autonomia ante este processo.
