2014

Análisis de rendimiento de protocolos para la descarga de contenido en redes MANET bajo un modelo de movilidad peatonal

 Descargar versión PDF

Profesores: Dra. Elizabeth Pérez Cortés y Dr. Miguel López Guerrero

Resumen: Alrededor de 25% del tráfico actual en Internet es causado por usuarios particulares que comparten contenidos digitales (fotografías, vídeos, música, textos, etc.) y se espera que por esta razón el volumen de datos transferido crezca a un ritmo de 26% anual durante los próximos cinco años. Este nivel de actividad ha sido posible gracias a la utilización del modelo par a par (P2P) en los sistemas que le dan soporte. El modelo P2P estipula que los participantes de un sistema no asumen roles particulares sino que son equivalentes en funcionalidad. Todo par que puede descargar contenidos también los puede proveer. Como consecuencia, los sistemas diseñados bajo este modelo son naturalmente escalables y tolerantes a fallas.

Grosso modo, cuando un usuario desea obtener un contenido, primero utiliza un servicio de localización que le proporciona el identificador de al menos un proveedor capaz de enviarle lo que desea. Con esta información, la descarga puede darse involucrando solo al solicitante y al proveedor. Considere, sin embargo, que posiblemente existan otros nodos interesados en el mismo contenido y que, en cuanto uno de ellos recibe el primer fragmento del mismo, puede comenzar a distribuirlo. Si un nuevo solicitante aparece, ahora tiene una opción adicional para descargar al menos parte del archivo y, a su vez, poder distribuirlo. En suma, mientras más nodos interesados en un contenido existen, más recursos hay para distribuirlo hacia cada uno de ellos. Para explotar ese potencial mediante una red de descarga P2P, los nodos involucrados deben conocerse. Esto es posible dado que todos los interesados utilizaron un servicio de localización, por lo tanto, a este último le es posible propagar la identidad de los interesados e, incluso, influenciar la organización de la red P2P de descarga.

Objetivo general

• Identificar estrategias exitosas para la construcción de protocolos de descarga de contenido en MANET.

Objetivos específicos

• Identificar las variantes del protocolo de descarga de BitTorrent para MANET.
• Conocer el rendimiento relativo de los protocolos de descarga de BitTorrent para MANET bajo un modelo de movilidad peatonal.

Integración de un motor para la automatización de procesos de negocio en el Sistema de Administración del Posgrado en Ciencias y Tecnologías de la Información (SAPCyTI)

 Descargar versión PDF

Profesor: Dr. Humberto Cervantes Maceda

Resumen: Actualmente se está llevando a cabo el desarrollo del Sistema de Administración del Posgrado en Ciencias y Tecnologías de la Información (SAPCyTI). Uno de los propósitos primarios de este sistema es automatizar la ejecución de los procesos de negocio que soporta la operación del posgrado. Hasta el momento, el desarrollo del sistema se ha enfocado en la puesta en pie de toda la infraestructura necesaria para soportar el desarrollo bajo un método ágil adaptado de Scrum, así como funcionalidades básicas de catálogos. No se ha considerado un enfoque que permita soportar los procesos de negocio de forma flexible permitiendo, por ejemplo, modelarlos usando un lenguaje tal como BPMN y permitiendo que la aplicación los ejecute. Un riesgo de no considerar la introducción de un motor de procesos para automatizar la ejecución de éstos es que, conforme crezca el sistema, se vuelva cada vez más complicado hacer cambios cuando haya modificaciones a los procesos de negocio.

Objetivo general

• Proponer un modelo que permita traducir procesos de negocio hacia requerimientos que puedan ser usados en la metodología ágil utilizada para desarrollar SAPCyTI y la integración de un motor de ejecución de procesos que permita dentro de dicho sistema.

Objetivos específicos

• Al final del primer trimestre: haber realizado un estado del arte sobre el modelado y ejecución de procesos de negocio con enfoques tales como BPMN. Además de esto, tener un entendimiento claro del SAPCyTI y de la metodología que soporta su desarrollo.
• Al final del segundo trimestre: hacer una propuesta sobre los cambios requeridos a nivel de arquitectura de SAPCyTI para poder integrar el motor de ejecución de procesos. El alumno deberá también hacer una propuesta sobre la manera de traducir un proceso de negocio en historias de usuario con el fin de programarlo dentro del backlog de Scrum.
• Al final del tercer trimestre: Haber validado la propuesta, mediante la integración del motor de procesos en SAPCyTI y la implementación de al menos 3 procesos clave para la operación del PCyTI. También será necesario haber redactado la primer versión de la tesis.
• Antes de que transcurran dos años desde que inició el alumno su maestría, presentar la defensa de su tesis.

Mecanismos eficientes para la transformación de prefijos de una tabla de ruteo IP

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Miguel Ángel Ruiz Sánchez y Dr. César Jalpa Villanueva

Resumen: Internet es una red mundial de computadoras que intercambian información por medio de paquetes definidos por el protocolo IP. Es un hecho que el número de usuarios y de aplicaciones de Internet no ha dejado de crecer. Esto ha provocado un rápido crecimiento del tráfico de paquetes que circula por los enlaces y ruteadores de Internet. Hoy en día se cuenta con enlaces con capacidades de varias decenas de gigabit por segundo. Desafortunadamente, no podemos decir lo mismo de la capacidad de proceso de paquetes por parte de los ruteadores. El cuello de botella principal en los ruteadores es la búsqueda de información en sus tablas de ruteo. Más específicamente, cuando un ruteador recibe un paquete, el ruteador debe decidir el próximo destino intermedio o final en el camino del Host origen al Host destino final. A este proceso que efectuan los ruteadores se le conoce como proceso de reexpedición de paquetes. En la literatura se han propuesto varios algoritmos y estructuras de datos para optimizar en tiempo y en espacio esta búsqueda en tablas de ruteo. Un gran número de estas propuestas necesitan como un paso inicial la transformación del conjunto de prefijos de la tabla de ruteo original en otro conjunto equivalente. En esta propuesta de trabajo de investigación, se diseñará un algoritmo para realizar la transformación del conjunto de prefijos de una tabla de ruteo en otro conjunto de prefijos disjuntos pero que preserve la información de ruteo original. Además, se estudiará el impacto que este paso provoca en por lo menos uno de los esquemas propuestos en la literatura que usan este paso previo. También se estudiará la escalabilidad del algoritmo de transformación propuesto con respecto a la longitud de los prefijos IP; más específicamente con los prefijos en IPv6.

Objetivo general

• Que el alumno desarrolle habilidades de investigación.
• Que el alumno diseñe un método para obtener un conjunto de prefijos disjuntos de una tabla de ruteo y haga con esto una contribución a la comunidad científica en el área de redes de computadoras.

Objetivos específicos

• Diseñar e implementar un método para obtener un conjunto de prefijos disjuntos de una tabla de ruteo.
• Estudiar el impacto que este paso de transformación provoca en por lo menos uno de los esquemas propuestos en la literatura que usan este paso previo.

Modelo para evaluar la gestión del valor del producto software durante el ciclo de desarrollo

 Descargar versión PDF

Profesores: Dra. Angelina Espinoza Limón y Alfonso Martínez Martínez

Resumen: El valor del producto software es considerado como la relación entre los beneficios percibidos en términos de su coste. Tanto las áreas de negocio como las técnicas consideran el valor del software como una prioridad, para analizar los costes del software y sus beneficios. Tradicionalmente, las áreas de gestión del producto, marketing, ventas, servicios y de desarrollo, establecen el valor del producto software dependiendo de las prioridades y metas de cada área. Sin embargo, las áreas de negocio tienen objetivos distintos con respecto a las áreas de desarrollo, en cuanto al valor del producto final. El valor de un producto software, entendido como los beneficios percibidos en términos de su coste, se podría traducir en el conjunto de requisitos funcionales y no-funcionales (de calidad) que definen al producto final. Esto podría ser la conexión entre el valor definido por las áreas de negocio y el área de desarrollo. Sin embargo, es fundamental que existan las herramientas necesarias para evaluar y validar, en cada actividad del desarrollo del software, que estos requisitos se están realizando y en qué porcentaje de realización. De esta forma, asegurar la preservación del valor definido. Es decir, definir el modelo que proporcione el apoyo a la gestión del valor del producto durante cada actividad de desarrollo del producto software.

En el desarrollo de este trabajo se analizará el estado del arte en trazabilidad y de metodologías de gestión de valor del producto. Con base en el estado del arte, se definirá una hipótesis que se buscará comprobar con la tesis. Una versión preliminar del modelo de gestión de valor será producido, posteriormente se planea validar el modelo en proyectos de desarrollo de software, con el objeto de analizar con ellos la viabilidad de implementar dicho modelo en la práctica.

Objetivo general

• Definir un Modelo de Gestión de Valor del Producto Software (MOVAPS), que considere la relación entre negocio y desarrollo del producto, considerando como elemento clave que este modelo sea capaz de trasladar el valor asignado por las áreas de negocio a través de la cadena de producción (ciclo de vida de desarrollo del software).

Objetivos específicos

• Investigar las propuestas relacionadas a gestión del valor del producto software, poniendo énfasis especial en los métodos que utilizan trazabilidad.
• Analizar la Ingeniería de Software Basada en Valor y la Trazabilidad de Requerimientos para fundamentar MOVAPS en estás técnicas cuantitativas para la gestión del valor del producto software.
• Investigar sobre herramientas de modelado para desarrollar la herramienta prototipo para apoyar MOVAPS.
• Definir el modelo de gestión del valor del producto software de acuerdo a los resultados de objetivos previos.
• Desarrollar la herramienta prototipo para implementar el modelo y probarlo en casos de estudio reales.
• Validar el modelo en un caso de estudio en el  área de gestión del valor del producto para identificar los beneficios que aporta y sus limitaciones de aplicabilidad.
• Integrar al modelo logrado el concepto “time-to market” para considerar los requisitos coste/beneficio.

Direccionamiento de tráfico en entornos inalámbricos LTE

 Descargar versión PDF

Profesor: Dr. Víctor Manuel Ramos Ramos

Resumen: La capacidad de cómputo y conectividad de dispositivos actuales como laptops, tablets y smartphones, permite desarrollar novedosas aplicaciones orientadas a satisfacer diferentes necesidades de comunicación. Debido a la proliferación de estas aplicaciones, en los siguientes años se espera un importante incremento en la adopción de dispositivos móviles y se vislumbra que el acceso a Internet será principalmente a través de medios inalámbricos. Para hacer frente a estas demandas de conectividad, donde la información pueda obtenerse y compartirse de forma ubicua, el diseño de sistemas de comunicación inalámbrica de siguiente generación debe considerar el crecimiento masivo del número de dispositivos conectados, el aumento sin precedentes en la cantidad de tráfico inalámbrico, y la amplia variedad de aplicaciones con diferentes características y requerimientos de calidad de servicio (QoS).

La tecnología de acceso LTE (Long-Term Evolution), también llamada 4G, está evolucionando rápidamente para ofrecer servicios de red sujetos a especificaciones de calidad, a la mayor cantidad posible de usuarios. La  rápida evolución de LTE, ha generado tanto en la academia como en la industria, el interés en el uso de plataformas de simulación de red que puedan soportar la evaluación de LTE, modelando aspectos relevantes del sistema como la habilitación de mecanismos para soportar calidad de servicio. El direccionamiento de tráfico (traffic steering), figura entre los principales mecanismos para aprovechar los recursos disponibles en diferentes redes en una misma área geográfica. La esencia de este mecanismo es el uso alternado de puntos de acceso, habilitando la  movilidad  transparente  de  flujos  de  tráfico  entre  éstos.

Objetivo general

• Desarrollar un mecanismo de direccionamiento de tráfico basado en selección de red que utilice como núcleo de decisión el método ANP (Analytic Network Process), considerando la dinámica de servicio a nivel MAC de LTE, y los requerimientos de QoS de aplicaciones multimedia.

Objetivos específicos

• Estudiar las diferentes categorías de servicio para QoS soportadas en LTE.
• Analizar y evaluar el método de decisión ANP.
• Estudiar los mecanismos de acceso al medio de LTE utilizando NS-3.
• Evaluar el mecanismo de decisión basado en ANP en el simulador NS-3.

Análisis del desempeño de redes inalámbricas en malla para soportar tráfico multimedia

 Descargar versión PDF

Profesor: Dr. Víctor Manuel Ramos Ramos

Resumen: Las redes inalámbricas en malla (WMNs), basadas en la enmienda IEEE 802.11s, son una atractiva solución para atender la creciente demanda de conectividad total. Su bajo costo de infraestructura, confiabilidad, y facilidad para ser desplegadas, las han colocado como una prometedora alternativa para extender la cobertura de las redes cableadas; particularmente, la cobertura de Internet. Las WMNs forman un sistema de distribución denominado Wireless Distribution System (WDS). El WDS está integrado por nodos inalámbricos estáticos y sin limitaciones de almacenamiento o procesamiento. Para garantizar la calidad de una transmisión multimedia es necesario que la WMN satisfaga requerimientos básicos de calidad de servicio (QoS). Un primer paso para ofrecer QoS en WMNs es el método de acceso al medio denominado Enhanced Distributed  Channel  Access (EDCA). Sin embargo, queda claro que no sólo los mecanismos de acceso al medio juegan un papel fundamental para atender los requerimientos de desempeño de aplicaciones multimedia.

Este proyecto tiene como objetivo analizar y evaluar diversas estrategias que permitan mejorar el desempeño de las WMNs y satisfacer así los requisitos de QoS del tráfico multimedia. Especialmente, se deberá hacer énfasis en las técnicas de multicanalización de la red y en el mecanismo de asignación de los canales de transmisión, así como en los mecanismos de redireccionamiento de tráfico para reducir la congestión de la red. Se deberá integrar el módulo Evalvid en un simulador de redes para validar el desempeño de la red al transmitir un flujo real de video o audio. Los resultados deberán comparar y demostrar si existe alguna ganancia al implementar las técnicas de multicanalización y redireccionamiento en una WMN. Los resultados se deberán validar utilizando medidas objetivas de calidad de la experiencia.

Objetivo general

• Analizar la calidad de la transmisión de tráfico multimedia en una red inalámbrica en malla, y evaluar estrategias que permitan mejorar la calidad de la experiencia para este tipo de aplicaciones.

Objetivos específicos

• Realizar un estudio del estado del arte sobre las técnicas propuestas en la literatura encaminadas a brindar QoS para tráfico multimedia en redes inalámbricas.
• Implementar en un simulador de redes estrategias diseñadas para satisfacer los requisitos de QoS del tráfico multimedia en WMNs.
• Evaluar el desempeño de una WMN utilizando estrategias orientadas a atender tráfico multimedia y comparar resultados.

Prototipo de simulador para un sistema de almacenamiento distribuido

 Descargar versión PDF

Profesor: Dr. Ricardo Marcelín Jiménez

Resumen: El sistema de archivos Babel se compone de un conjunto de máquinas con capacidades de almacenamiento y procesamiento conectadas mediante una red local. Los clientes de Babel perciben una sola máquina, denominada coordinador o PROXY, que despacha las solicitudes de servicio (almacenamiento, búsqueda y recuperación de archivos) y administra los recursos. Por otro lado, los archivos se guardan de manera redundante, esto quiere decir que se crea un exceso en la información que codifica a los archivos y este exceso se guarda de forma distribuida entre los dispositivos de almacenamiento que componen al sistema. Se trata de una solución que puede articular un número masivo de dispositivos y presentarlos bajo una interfaz única.

El beneficio inmediato del almacenamiento distribuido es que se logra la independencia entre la información y el medio en que se almacena. Visto de otra forma, los archivos que se guardan en un repositorio colectivo no dependen de un solo dispositivo para su recuperación. Si un documento estuviera guardado en una sola máquina, entonces la falla de ésta cancelaría su recuperación. En tanto, el exceso de información constituye una forma de respaldo que ofrece garantías de tolerancia a fallas y mejora la disponibilidad del sistema.

En este proyecto se busca construir un simulador de eventos discretos, mediante el cual se puedan estudiar las operaciones críticas de Babel, tales como el procesamiento, distribución y mantenimiento de la redundancia. Se trata de una herramienta de experimentación con la que se puede evaluar el efecto de los componentes de almacenamiento y la infraestructura de telecomunicaciones, sobre  parámetros  de desempeño como la disponibilidad y el balance de carga.

Objetivo general

• Implantar un prototipo de simulador de eventos discretos para el sistema Babel.

Objetivos específicos

• Especificar las operaciones del sistema.
• Reconocer las medidas que evalúan el desempeño del mismo.
• Determinar las condiciones de funcionamiento que inciden en el desempeño.
• Plantear las entidades de una arquitectura que implemente dichas operaciones.
• Construir e integrar los componentes del simulador.

Protocolo de localización para una red inalámbrica de sensores (2ª parte)

 Descargar versión PDF

Profesor: Dr. Ricardo Marcelín Jiménez

Resumen: En muchas aplicaciones de las WSN se requiere conocer la posición de cada uno de los sensores que la componen. En aplicaciones ambientales tales como la vigilancia forestal o el monitoreo de la calidad de un cuerpo de agua, resultaría inútil el dato reportado por un sensor, si no se sabe la posición desde la que se origina. Además, la estimación de la localización facilita nuevas aplicaciones tales como el manejo de inventarios, el monitoreo del tránsito vehicular o el monitoreo de estructuras rígidas (edificios, puentes, muros de contención). La función de localización se refiere a las tareas que desarrolla un sensor inalámbrico para estimar su posición, usando su información local, como pueden ser sus mediciones de alguna variable física (intensidad de campo magnético o potencia de recepción), o bien las estimaciones de sus vecinos inmediatos. Los primeros se conocen como métodos de rango, mientras los segundos se denominan libres de rango. Usualmente, se asume la existencia de una pequeña porción de sensores, denominados anclas o faros, que a priori poseen información acerca de sus propias coordenadas. Estos sirven para delimitar las posiciones de todos los sensores dentro de un sistema de  coordenadas. Los demás nodos, utilizan la información propagada desde los faros para estimar sus posiciones locales.

Objetivo general

• Implantación de un protocolo de localización para conjuntos masivos de sensores inalámbricos.

Objetivos específicos

• Elegir o proponer una solución de acuerdo con una lista de requerimientos.
• Evaluar las soluciones existentes.
• Desarrollar un estudio de viabilidad mediante técnicas de simulación.

Aplicación de técnicas de aprendizaje maquinal para la construcción de un planeador de tareas

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Ricardo Marcelín Jiménez y Orlando Muñoz Tezocotetla

Resumen: El sistema de archivos Babel se compone de un conjunto de máquinas con capacidades de almacenamiento y procesamiento conectadas mediante una red local. Los clientes de Babel perciben una sola máquina, denominada coordinador o PROXY, que despacha las solicitudes de servicio (almacenamiento, búsqueda y recuperación de archivos) y administra los recursos. Por otro lado, los archivos se guardan de manera redundante, esto quiere decir que se crea un exceso en la información que codifica a los archivos y este exceso se guarda de forma distribuida entre los dispositivos de almacenamiento que componen al sistema. Se trata de una solución que puede articular un número masivo de dispositivos y presentarlos bajo una interfaz única.

Uno de los problemas que surgen al diseñar e implementar un sistema como Babel es la distribución o asignación de tareas a los procesadores que estén disponibles (que se encuentran distribuidos) de tal forma que se mantenga un alto rendimiento minimizando el tiempo de respuesta y maximizando el uso de recursos de manera global. Este problema es llamado “planeación de tareas” o task scheduling. Muchos modelos de planeación recurren a la teoría de colas o filas de espera para describir estos escenarios donde se presentan colecciones de tareas esperando atención. La información obtenida por dichos modelos permite tomar decisiones respecto la administración del sistema, de tal manera que éste pueda mejorar su rendimiento.

Objetivo general

• Proponer e implementar un planeador de tareas que pueda estimar los tiempos de servicio en una fila de espera, capaz de aprender y tomar decisiones apoyado por técnicas de aprendizaje maquinal.

Objetivos específicos

• Estudiar y evaluar las técnicas existentes de aprendizaje maquinal aplicadas al diseño de planeadores de tareas en sistemas de cómputo distribuido.
• Proponer e implementar una solución tomando en cuenta las deficiencias que se identifiquen en los métodos existentes.

Diseño de un servidor de metadatos tolerante a fallas

 Descargar versión PDF

Profesor: Dr. Ricardo Marcelín Jiménez

Resumen: El sistema de archivos Babel se compone de un conjunto de máquinas con capacidades de almacenamiento y procesamiento conectadas mediante una red local. Los clientes de Babel perciben una sola máquina, denominada coordinador o PROXY, que despacha las solicitudes de servicio (almacenamiento, búsqueda y recuperación de archivos) y administra los recursos. Por otro lado, los archivos se guardan de manera redundante, esto quiere decir que se crea un exceso en la información que codifica a los archivos y este exceso se guarda de forma distribuida entre los dispositivos de almacenamiento que componen al sistema. Se trata de una solución que puede articular un número masivo de dispositivos y presentarlos bajo una interfaz única.

El beneficio inmediato del almacenamiento distribuido es que se logra la independencia entre la información y el medio en que se almacena. Visto de otra forma, los archivos que se guardan en un repositorio colectivo no dependen de un solo dispositivo para su recuperación. Si un documento estuviera guardado en una sola máquina, entonces la falla de ésta cancelaría su recuperación. En tanto, el exceso de información constituye una forma de respaldo que ofrece garantías de tolerancia a fallas y mejora la disponibilidad del sistema.

Objetivo general

• Diseñar un servidor redundante de metadatos.

Objetivos específicos

• Especificar el protocolo PAXOS usando una herramienta formal que acepte un desarrollo incremental.
• Plantear las entidades de una arquitectura que implemente dichas operaciones.
• Diseñar un manejador de metadatos distribuidos y su relación con las entidades de la arquitectura resultante.
• Construir un prototipo del sistema.