Las aplicaciones para redes de sensores inalámbricas, o Wireless Sensor Networks (WSNs), han mostrado un crecimiento significativo en los últimos años. Actualmente constituyen una alternativa tecnológica interesante para el desarrollo de aplicaciones que requieren monitorizar constantemente el estado de cualquier variable relacionada con escenarios de diversos ámbitos. Si las aplicaciones detectan cambios en los valores de dichas variables, pueden activar la ejecución de acciones preventivas que ayuden a restaurar las condiciones normales del entorno monitorizado. Algunos ejemplos de aplicaciones que se pueden beneficiar de las WSNs son las aplicaciones para la detección de eventos, entre las que se incluye la detección de incendios forestales. Este tipo de aplicaciones ha recibido mucha atención recientemente, ya que cada año se presentan incendios forestales que arrasan con una gran cantidad de flora y fauna, provocando grandes pérdidas económicas y humanas. Otra área de gran interés es la utilización de redes de sensores en la detección de propagación de gases. Estas aplicaciones tienen la finalidad de evitar tragedias, sobre todo en el caso de la propagación de gases peligrosos. Por otra parte, las redes de sensores también han sido utilizadas en la detección y seguimiento de objetivos e intrusos. Con estas aplicaciones es posible vigilar áreas restringidas, ya sea por el servicio que proporcionan o por los objetos de valor que puedan contener. Para implementar eficientemente aplicaciones que utilicen redes de sensores inalámbricas en la detección de eventos de propagación de fuego y gas, así como para detectar y realizar el seguimiento de intrusos, es conveniente utilizar mecanismos que permitan detectar los eventos críticos de forma correcta e inmediata, de tal manera que se informe y actúe en tiempo real para llevar a cabo las acciones necesarias. En esta tesis doctoral se propone una arquitectura para redes de sensores que permita detectar en tiempo real la presencia de eventos que alteren el estado normal del entorno monitorizado, actuando a continuación convenientemente. / Lino Ramírez, C. (2012). Diseño de una arquitectura para redes de sensores con soporte para aplicaciones de detección de eventos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15152

Tesis por compendio / Nowadays, clusters of computers are used to solve computation intensive problems. These clusters take advantage of a large number of computing nodes to provide a high degree of parallelization. Interconnection networks are used to connect all these computing nodes. The interconnection network should be able to efficiently handle the traffic generated by this large number of nodes. Interconnection networks have different design parameters that define the behavior of the network. Two of them are the topology and the routing algorithm. The topology of a interconnection network defines how the different network elements are connected, while the routing algorithm determines the path that a packet must take from the source to the destination node. The most commonly used topologies typically follow a regular structure and can be classified into direct and indirect topologies, depending on how the different network elements are interconnected. On the other hand, routing algorithms can also be classified into two categories: deterministic and adaptive algorithms. To evaluate interconnection networks, metrics such as latency or network productivity are often used. Throughput refers to the traffic that the network is capable of accepting the network per time unit. On the other hand, latency is the time that a packet requires to reach its destination. This time can be divided into two parts. The first part is the time taken by the packet to reach its destination in the absence of network traffic. The second part is due to network congestion created by existing traffic. One of the effects of congestion is the so-called Head-of-Line blocking, where the packet at the head of a queue blocks, causing the remaining queued packets can not advance, although they could advance if they were at the head of the queue. Nowadays, there are other important factors to consider when interconnection networks are designed, such as cost and fault tolerance. On the one hand, a high performance is desirable, but without a disproportionate increase in cost. On the other hand, the fact of increasing the size of the network implies an increase in the network components, thus the probability of occurrence of a failure is higher. For this reason, having some fault tolerance mechanism is vital in current interconnection networks of large machines. Putting all in a nutshell, a good performance-cost ratio is required in the network, with a high level of fault-tolerance. This thesis focuses on two main objectives. The first objective is to combine the advantages of the direct and indirect topologies to create a new family of topologies with the best of both worlds. The main goal is the design of the new family of topologies capable of interconnecting a large number of nodes being able to get very good performance with a low cost hardware. The family of topologies proposed, that will be referred to as k-ary n-direct s-indirect, has a n dimensional structure where the k different nodes of a given dimension are interconnected by a small indirect topology of s stages. We will also focus on designing a deterministic and an adaptive routing algorithm for the family of topologies proposed. Finally we will focus on analyzing the fault tolerance in the proposed family of topologies. For this, the existing fault tolerance mechanism for similar topologies will be studied and a mechanism able to exploit the features of this new family will be designed. The second objective is to develop routing algorithms specially deigned to reduce the pernicious effect of Head-of-Line blocking, which may shoot up in systems with a high number of computing nodes. To avoid this effect, routing algorithms able of efficiently classifying the packets in the different available virtual channels are designed, thus preventing that the occurrence of a hot node (Hot-Spot) could saturate the network and affect the remaining network traffic. / Hoy en día, los clústers de computadores son usados para solucionar grandes problemas. Estos clústers aprovechan la gran cantidad de nodos de computación para ofrecer un alto grado de paralelización. Para conectar todos estos nodos de computación, se utilizan redes de interconexión de altas prestaciones capaces de manejar de forma eficiente el tráfico generado. Estas redes tienen diferentes parámetros de diseño que definen su comportamiento, de los cuales podríamos destacar dos: la topología y el algoritmo de encaminamiento. La topología de una red de interconexión define como se conectan sus componentes, mientras que el algoritmo de encaminamiento determina la ruta que un paquete debe tomar desde su origen hasta su destino. Las topologías más utilizadas suelen seguir una estructura regular y pueden ser clasificadas en directas e indirectas, dependiendo de cómo estén interconectados los diferentes elementos de la red. Por otro lado, los algoritmos de encaminamiento también pueden clasificarse en dos categorías: deterministas y adaptativos. Para evaluar estas redes se suelen utilizar medidas tales como la latencia o la productividad de la red. La productividad mide el tráfico que es capaz de aceptar la red por unidad de tiempo. La latencia mide el tiempo que utiliza un paquete para alcanzar su destino. Este tiempo se puede dividir en dos partes. La primera corresponde al tiempo utilizado por el paquete en alcanzar a su destino en ausencia de tráfico en la red. La segunda sería la debida a la congestión de la red creada por el tráfico existente. Uno de los efectos de la congestión es el denominado Head-of-Line blocking, donde el paquete que encabeza una cola se queda bloqueado, por lo que el resto de paquetes de la cola no pueden avanzar, aunque pudieran hacerlo si ellos encabezaran dicha cola. Otros factores a tomar en cuenta son el coste y la tolerancia a fallos. Las prestaciones deben mantenerse conforme aumentamos el tamaño de la red, pero sin un aumento prohibitivo en el coste. Además, el hecho de aumentar el tamaño de la red implica un aumento en el número de elementos de dicha red, aumentando la probabilidad de la aparición de un fallo. Por ello, es vital contar con algún mecanismo de tolerancia a fallos en las redes para los grandes supercomputadores actuales. En otras palabras, es de esperar una buena relación coste-prestaciones con un alto nivel de tolerancia a fallos. Esta tesis tiene dos objetivos principales. El primer objetivo combina las ventajas de las topologías directas e indirectas para crear una nueva familia de topologías con lo mejor de ambas. En concreto, nos centramos en el diseño de una nueva familia de topologías capaz de interconectar una gran cantidad de nodos siendo capaz de obtener muy buenas prestaciones con un bajo coste hardware. La familia de topologías propuesta, que hemos llamado k-ary n-direct s-indirect, tiene una estructura n-dimensional, donde los diferentes k nodos de una dimensión se conectan entre sí mediante una pequeña topología indirecta con s etapas. También diseñaremos un algoritmo de encaminamiento determinista y otro adaptativo para la familia de topologías propuesta. Finalmente, nos centraremos en estudiar la tolerancia a fallos para la familia de topologías propuesta. Para ello se estudiarán los mecanismos de tolerancia a fallos existentes en topologías similares y se diseñará un mecanismo capaz de aprovechar al máximo las características de esta nueva familia. El segundo objetivo consiste en el desarrollo de algoritmos de encaminamiento capaces de evitar el pernicioso efecto Head-of-Line blocking, lo cual puede aumentar rápidamente en sistemas con un gran número de nodos de computación. Para evitar este efecto se diseñarán algoritmos de encaminamiento capaces de clasificar de forma eficiente los paquetes en los diferentes canales virtuales disponibles, evitando así que la aparición de un punto caliente (Hot-Spot) sat / Hui en dia, els clústers de computadors són utilitzats per solucionar grans problemes computacionals. Aquests clústers aprofiten la gran quantitat de nodes de computació per a oferir un alt grau de paral·lelització. Per a connectar tots aquests nodes de computació, s'utilitzen xarxes d'interconnexió d'altes prestacions capaços de manejar de manera eficient el trànsit generat. Aquestes xarxes tenen diferents paràmetres de disseny que defineixen el seu comportament, dels quals podríem destacar dues: la topologia i l'algoritme d'encaminament. La topologia d'una xarxa d'interconnexió ens defineix com es connecten els seus components, mentre que l'algoritme d'encaminament determina la ruta que un paquet ha de prendre des del seu node origen fins al seu node destí. Les topologies més utilitzades solen seguir una estructura regular i poden ser classificades en directes i indirectes, depenent de com estiguen interconnectats els diferents elements de la xarxa. D'altra banda, els algoritmes d'encaminament també poden classificar-se en dues categories: deterministes i adaptatius. Per avaluar estes xarxes es solen utilitzar mesures com ara la latència o la productivitat de la xarxa. La productivitat mesura el trànsit que és capaç d'acceptar la xarxa per unitat de temps. La latència mesura el temps que utilitza un paquet per arribar al seu destí. Aquest temps es pot dividir en dues parts. La primera correspon al temps emprat pel paquet a aconseguir al seu destí en absència de trànsit a la xarxa. La segona part seria la deguda a la congestió de la xarxa creada per el trànsit existent. Un dels efectes de la congestió és l'anomenat Head-of-line blocking, on el paquet que encapçala una cua es queda bloquejat, de manera que la resta de paquets de la cua no poden avançar, encara que poguessen fer-ho si ells encapçalessen la dita cua. Altres factors a tenir en compte són el cost i la tolerància a fallades. Per tant, les prestacions s'han de mantenir d'acord augmentem la mida de la xarxa, però sense un augment prohibitiu en el cost. A més, el fet d'augmentar la mida de la xarxa implica un augment en el número de elements d'aquesta xarxa, de manera que la probabilitat de l'aparició d'una fallada és més gran. Per això, és vital comptar amb algun mecanisme de tolerància a fallades en les xarxes d'interconnexió per als gran supercomputadors actuals. En altres paraules, és d'esperar bona relació cost-prestacions amb una alta tolerància a fallades. Aquesta tesi té dos objectius principals. El primer objectiu combina les avantatges de les topologies directes i indirectes per a crear una nova família de topologies amb el millor dels dos mons. En concret, ens centrem en el disseny de una nova família de topologies capaç d'interconnectar una gran quantitat de nodes sent capaç d'obtenir molt bones prestacions amb un baix cost hardware. La família de topologies proposada, que hem nomenat k-ary n-direct s-indirect, té una estructura n-dimensional, on els diferents k nodes d'una dimensió se connecten entre si mitjançant una petita topologia indirecta amb s etapes. També dissenyarem un algoritme d'encaminament determinista i un altre adaptatiu per a la família de topologies proposta. Finalment, ens centrarem en estudiar la tolerància a fallades per a la família de topologies proposada. Per a això s'estudiaran els mecanismes de tolerància a fallades existents en topologies similars i es dissenyarà un mecanisme capaç d'aprofitar al màxim les característiques d'aquesta nova família. El segon objectiu consisteix en la creació d'algoritmes d'encaminament capaços d'evitar el perniciós efecte Head-of-line blocking que pot créixer ràpidament amb un gran número de nodes de computació. Per a evitar aquest efecte es dissenyaran algoritmes d'encaminament capaços de classificar de forma eficient els paquets en els diferents canals virtuals disponibles, evitant així que l'aparició d'un punt calent ( / Peñaranda Cebrián, R. (2017). Improvement of interconnection networks for clusters: direct-indirect hybrid topology and HoL-blocking reduction routing [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/79550 / Compendio

El presente proyecto propone una solución de transmisión de una red UMTS en la ciudad de Trujillo. Esta nueva red se instalará sobre la red GSM (2G) existente del operador de telefonía móvil (en adelante “El Cliente”) en la modalidad co-site, de tal forma que se analiza la red de transmisión actual (microondas) y se propone los nuevos equipos y configuraciones necesarias para dar la capacidad requerida a cada Nodo B, concentrando el tráfico Iub en una RNC ubicada en el nodo tecnológico de “El Cliente”. Inicialmente se propone el cambio de topología de la red existente de un nodo de microondas o Hub (configuración actual) a dos Hubs concentrando el tráfico 2G y 3G, ambos interconectados por un enlace microonda de alta capacidad. Para darle jerarquía de Hub al site escogido, se propone un enrutamiento de servicios de algunos enlaces microondas existentes hacia este nuevo site concentrador, para lo que se instalará nuevos equipos como radio enlaces y multiplexores. Por otro lado, se propone la instalación de una RNC en la ciudad de Trujillo de tal forma de concentrar el tráfico entre Nodos B y RNC (Iub) en la misma ciudad, lo que permitiría usar el MGW ya instalado en esta ciudad para la conmutación de llamadas de voz y video-llamadas. Para la conmutación de paquetes se propone la instalación de un SGSN ya preparado para el tráfico 3G. Otro punto a tratar se refiere a la modalidad de la multiplexación usada en la red de transporte la cual es actualmente TDM. La recomendación que se menciona en el presente trabajo es migrar la red existente a Ethernet (Fast o Giga según sea el caso), cuyas ventajas se explicarán posteriormente. Por lo anterior, todos los equipos de transmisión deben soportar Ethernet (Fast o Giga según sea el caso). Se parte de la premisa que los Nodos B, RNC y equipos del CN soportan Ethernet. Los detalles de conexión y la arquitectura de la red en general de explicarán en el capítulo 3 / Tesis

[EN] Large parallel computers are currently adopting the cluster architecture as the basis for their construction. These machines are being built with thousands of processing nodes that are interconnected through high-speed interconnection networks. Performance, fault tolerance and network cost are key factors in the overall design of these systems. The levels of computing power required can only be reached by increasing the number of network nodes. As systems grow, however, so does the amount of network components and with it, the probability of network faults. Since availability is important with these computer systems, fault-tolerance mechanisms are often implemented that are based on increasing network size and duplicating components, which directly affects cost. In the field of interconnection networks, indirect topologies are often the design of choice for HPC systems. The most commonly used indirect topology is the fat-tree, which is a multi-stage bidirectional-link topology providing good network performance and high fault-tolerance levels, but at a high cost. To reduce cost, RUFT has been proposed, a multi-stage unidirectional topology providing network performance similar to that of the fat-tree but using fewer hardware resources (approximately half). RUFTs weak point, however, is that it has zero fault tolerance. This work focuses on designing a simple indirect topology that offers high performance and fault tolerance while keeping hardware cost as low as possible. In particular, we propose a set of new topologies with different properties in terms of cost, performance and fault tolerance. All of them are capable of achieving performances similar to or better than that of the fat-tree, while also providing good fault tolerance levels and tolerating faults in the links connecting to end nodes, which most available topologies cannot do. Our first contribution is RUFT-PL, a topology that duplicates the number of injection, network and ejection links, while using the RUFT connection pattern to interconnect all network elements. This topology provides high network performance and a slight level of fault tolerance, using the same hardware resources as a fat-tree. Our second contribution is the FT-RUFT-212 topology, which provides better network performance than the fat-tree, as well as good fault tolerance for a low design cost, thanks to the proposed injection/ejection system implemented by the processing nodes. The third contribution, FT-RUFT-222, is a topology combining the best properties of the previous two proposals. In particular, this topology implements the injection/ejection used by FT-RUFT-212 and the double network links used by RUFT-PL to interconnect the switches. It provides high performance and fault-tolerance levels while using the same hardware resources required by a fat-tree. Our fourth and last contribution is FT-RUFT-XL, a topology in which both the injection/ejection and the connection between the switches have been redesigned. It offers a significant improvement on the other proposals' fault-tolerance levels, and also provides high network performance. Furthermore, unlike many unidirectional topologies, it allows packets to take different routes at every network stage, always bringing them closer to their destination with each hop. / [ES] Actualmente, los grandes sistemas de cómputo paralelo están adoptando la arquitectura de cluster como base de su construcción (lista Top500). Estos clusters están siendo construidos con miles de nodos de procesamiento, los cuales se conectan a través de una red de interconexión de altas prestaciones. En estos sistemas, el rendimiento, la tolerancia a fallos y el coste de la red juegan un factor clave en el diseño de todo el sistema. Los niveles de cómputo requeridos solo pueden ser alcanzados incrementando el número de nodos que lo componen. Sin embargo, a medida que el sistema crece también lo hace la cantidad de componentes de la red, y con ello la probabilidad de un fallo en la misma. Dado que la disponibilidad de estos sistemas es una preocupación, los mecanismos de tolerancia a fallos son implementados regularmente basados en el aumento y replicación de componentes, afectando de forma directa a su coste. En este campo, las topologías indirectas a menudo son elegidas en el diseño de clusters de alto rendimiento. Entre ellas, la más utilizada es el fat-tree, la cual es una topología bidireccional multietapa que provee un buen rendimiento de red y un buen nivel de tolerancia a fallos, pero a un alto coste. Para reducir su coste, se propuso RUFT, una topología unidireccional multietapa que obtiene un rendimiento de red similar al fat-tree, utilizando menos recursos de hardware (aproximadamente la mitad). Sin embargo, el punto débil de RUFT es que no ofrece ningún tipo de tolerancia a fallos. En este trabajo, nos enfocamos en diseñar una topología indirecta que ofrezca un alto rendimiento de red y sea tolerante a fallos, a la vez que mantiene un bajo coste del hardware. En particular, proponemos una nueva familia de topologías indirectas con diferentes propiedades en términos de coste, rendimiento y tolerancia a fallos. Estas nuevas topologías son capaces de alcanzar un rendimiento similar o mejor al ofrecido por el fat-tree, además de ofrecer un buen nivel de tolerancia a fallos y, a diferencia de la mayoría de topologías disponibles, también son capaces de tolerar fallos en los enlaces que conectan con los nodos de procesamiento. Nuestra primera contribución es RUFT-PL, una topología que duplica los enlaces de inyección, red y eyección, siguiendo el mismo patrón de conexión utilizado por RUFT para interconectar todos los elementos de la red. Esta topología obtiene un alto rendimiento de red y un ligero grado de tolerancia a fallos, usando los mismos recursos de hardware que el fat-tree. Como segunda contribución, proponemos la topología FT-RUFT-212. Esta topología incrementa el rendimiento de red con respecto al fat-tree, ofreciendo además un buen nivel de tolerancia a fallos a un bajo coste de diseño, gracias al sistema de inyección/eyección propuesto que implementan los nodos de procesamiento. La tercera contribución, FT-RUFT-222, es una topología que aprovecha las mejores propiedades de las dos propuestas anteriores. En particular, esta topología implementa la inyección/eyección utilizada por FT-RUFT-212 y los dobles enlaces de red de RUFT-PL para conectar los conmutadores. Esta propuesta ofrece un alto rendimiento de red y de tolerancia a fallos, utilizando los mismos recursos de hardware requeridos por el fat-tree. Nuestra última contribución es FT-RUFT-XL, una topología que rediseña tanto la inyección/eyección como la conexión entre los conmutadores. Esta topología incrementa notablemente el nivel de tolerancia a fallos ofrecido por las demás propuestas, ofreciendo también un alto rendimiento de red. Además, a diferencia de muchas topologías unidireccionales, ésta permite que los paquetes tomen diferentes rutas en cada etapa de la red, acercándolos siempre a su destino en cada salto. / [CA] Actualment, els grans sistemes de còmput paral¿lel estan adoptant l'arquitectura cluster com a base per la seua construcció (Llista Top500). Aquests clusters estan sent construïts amb milers de nodes de processament, els quals es connecten mitjançant una xarxa d'interconnexió d'altes prestacions. En aquests sistemes, el rendiment, la tolerància a fallades i el cost de la xarxa són un factor clau en el disseny de tot el sistema. Per altra banda, els nivells de còmput requerits només poden ser aconseguits incrementant el nombre de nodes que componen el cluster. Per tant, a mesura que el sistema creix també ho fa la quantitat de components de la xarxa, i amb això la probabilitat d'una fallada en la mateixa. Atès que la disponibilitat d'aquests sistemes és una gran preocupació, és habitual que les xarxes d'interconnexió implementen mecanismes de tolerància a fallades, que solen consistir en l'augment i replicació de components, incrementant el cost total de la xarxa. En aquest camp, les topologies indirectes sovint són triades en el disseny de clusters d'alt rendiment. Entre elles, la més utilitzada és el fat-tree, una topologia bidireccional multietapa que presenta un bon rendiment de xarxa i un bon nivell de tolerància a fallades, però a un alt cost. Per reduir aquest cost, es va proposar RUFT, una topologia unidireccional multietapa que obté un rendiment de xarxa similar al fat-tree utilitzant menys recursos hardware (aproximadament la meitat). No obstant això, el punt feble de RUFT és que no ofereix cap tipus de tolerància a fallades. En aquest treball, ens centrem en dissenyar una topologia indirecta que, per una banda, aconseguisca un alt rendiment de xarxa i siga tolerant a fallades i, per altra banda, tinga un baix cost. Concretament, proposem una nova família de topologies indirectes amb diferents propietats pel que fa a cost, rendiment i tolerància a fallades. Aquestes noves topologies obtenen un rendiment similar o millor al que ofereix el fat-tree, a més d'oferir un bon nivell de tolerància a fallades. A més, a diferència de la majoria de topologies disponibles, toleren fallades en els enllaços que connecten amb els nodes de processament. La nostra primera contribució és RUFT-PL, una topologia que duplica els enllaços d'injecció, xarxa i ejecció, seguint el mateix patró de connexió utilitzat per RUFT per interconnectar tots els elements de la xarxa. Aquesta topologia obté un alt rendiment de xarxa i un lleuger grau de tolerància a fallades, emprant els mateixos recursos de hardware que el fat-tree. Com a segona contribució, proposem la topologia FT-RUFT-212. Aquesta topologia incrementa el rendiment de xarxa respecte al fat-tree, oferint a més a més un bon nivell de tolerància a fallades amb un baix cost de disseny, gràcies al sistema d'injecció/ejecció proposat que implementen els nodes de processament. La tercera contribució, FT-RUFT-222, és una topologia que aprofita les millors propietats de les dues propostes anteriors. En particular, aquesta topologia implementa la injecció/ejecció utilitzada per FT-RUFT-212 i els dobles enllaços de xarxa de RUFT-PL per a connectar els commutadors. Aquesta proposta ofereix un alt rendiment de xarxa i de tolerància a fallades, utilitzant els mateixos recursos hardware requerits pel fat-tree. La nostra última contribució és FT-RUFT-XL, una topologia que redissenya tant la injecció / ejecció com la connexió entre els commutadors. Aquesta topologia incrementa notablement el nivell de tolerància a fallades oferit per les altres propostes, presentant alhora un elevat rendiment de xarxa. A més a més, a diferència de moltes topologies unidireccionals, aquesta permet que els paquets prenguin rutes diferents en cada etapa de la xarxa, acostant-se sempre al seu destí en cada salt. / Bermúdez Garzón, DF. (2015). Una Nueva Familia de Topologías Indirectas, Eficientes y Tolerantes a Fallos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59386

[EN] Wireless mobile ad ho networks, also known as MANETs, are omposed by independent mobile stations that ommuni ate without requiring any sort of infrastru ture for support. These networks are hara terized by variable bandwidth values and frequent path breaks, whi h are due to hannel noise, interferen e between stations and mobility. Su h fa tors require significant adaptation apabilites at different levels of the proto ol suites employed, enabling stations to qui kly respond to fast- hanging network onditions. Resear h on the most adequate proto- ols for the physi al, MAC and routing layers is still on-going, though some basi onsensus has already been rea hed and several testbeds have been setup around the world. To deploy real-time multimedia servi es, namely voi e and video, on top of su h an unreliable network environment is a very hallenging task. In this thesis we propose to a hieve that goal starting from urrently available Wi-Fi te hnology, and gradually finding the most adequate enhan ements to ea h proto ol layer of interest; we then ombine these enhan ements until we a hieve a omplete QoS framework for ad ho networks. By using urrently available te hnology we assure that the proposal of this thesis has an inherent high-level of appli ability on real life environments. Sin e our working field fo uses on video transmission over wireless ad ho networks, we will show how it is possible to support several QoS- onstrained video streams in MANET environments hara terized by moderate to high mobility levels, and by a significant amount of best efort traffic / [ES] Las redes inalámbricas ad hoc, también conocidas como redes MANET, están compuestas por un conjunto de estaciones móviles independientes capaces de omunicarse entre sí sin necesidad de ningún tipo de infraestructura común de comunicaciones. Estas redes se caracterizan por tener un ancho de banda variable y pérdidas frecuentes de ruta que se pueden atribuir al ruido del anal inalámbrico, a la interferencia entre las estaciones móviles o bien a la movilidad de las estaciones. Dichos factores requieren una gran capacidad de adaptación en las diferentes capas de la arquitectura de protocolos, permitiendo a una estación responder rápidamente a posibles cambios bruscos en las condiciones de la red. A pesar de que aún se están realizando trabajos de investigación en bus a de los protocolos más adecuados para las capas físicas, a eso al medio (MAC) y encaminamiento, ha sido posible llegar a un nivel básico de consenso, lo cual ha permitido el despliegue de plataformas y entornos aplicados que utilizan tecnología de red MANET. Ofrecer servicios multimedia, como voz y vídeo, en redes con tan poca habilidad es un desafío importante. En esta tesis nos proponemos alcanzar este objetivo partiendo de la tecnología Wi-Fi actualmente disponible, encontrando de forma paulatina las mejoras más importantes en las diferentes capas de la arquitectura de red, para llegar, finalmente, a una solución integrada capaz de ofrecer calidad de servicio (QoS) en las redes MANET. Al utilizar la tecnología que disponemos actualmente nos aseguramos que las propuestas de esta tesis tengan un alto grado de aplicabilidad en entornos reales. Ya que la línea de trabajo de la tesis está aplicada a la transmisión de vídeo en redes MANET, demostraremos que es posible ofrecer calidad de servicio a varios flujos de vídeo en una red MANET caracterizada por altos grados de movilidad en sus nodos y un nivel significativo de tráfico o de tipo best effort / Tavares De Araujo Cesariny Calafate, CM. (2006). Analysis and design of efficient techniques for video transmission in IEEE 802.11 wireless ad hoc networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135282

La presencia de topologías multi-salto en comunicaciones inalámbricas de todo tipo es cada vez más apreciable, esperándose además que esta tendencia se mantenga en un futuro cercano. A pesar de que inicialmente fueran concebidos para solventar la falta de infraestructura subyacente en ciertos escenarios concretos, estos despliegues han acaparado el interés de diferentes actores del ámbito de las comunicaciones (incluyendo los operadores), con lo que es razonable pensar que su relevancia irá creciendo paulatinamente. De hecho, existen diversas iniciativas en algunos foros de estandarización que de alguna manera corroboran este hecho. Hay que tener en cuenta, por otro lado, otros factores adicionales (como la eclosión que se ha producido en el campo de las redes de sensores inalámbricos) que seguramente fomentarán el uso de estas topologías.A pesar de la creciente actividad en el ámbito de los despliegues multi-salto, sigue siendo necesario establecer, de manera cuantitativa, cuáles son sus posibles beneficios, tanto para los usuarios finales de los sistemas de comunicación, como para los operadores, especialmente teniendo en cuenta el elevado grado de heterogeneidad que también caracterizará las redes inalámbricas.Por otro lado, en lo que se refiere a los algoritmos y protocolos a ser empleados sobre este tipo de topologías, y a pesar de la intensa labor de investigación que sobre ellos se ha realizado recientemente, queda aún un número relevante de aspectos a analizar. En primer lugar, el mero hecho de que sus requerimientos y retos iniciales hayan variado de manera sustancial puede, y debe, influenciar sus principios básicos. Además, es necesario acometer verificaciones de los mismos sobre plataformas reales y, así mismo, asegurar que las evaluaciones que se realicen con técnicas de simulación utilicen modelos reales que permitan reflejar de manera fidedigna las condiciones que se dan en la realidad.Esta Tesis afronta, en primer lugar, la evaluación cuantitativa de la mejora que es posible alcanzar al utilizar topologías inalámbricas multi-salto para extender despliegues de red más tradicionales. Un primer aspecto que es razonable considerar es la ampliación de la cobertura que se consigue; en este caso se ha realizado un análisis que sigue un doble enfoque, analítico y mediante técnicas de simulación, para determinar es la ganancia que se logra. Se ha partido de dos modelos de red complementarios entre sí, asumiendo en el primero de ellos una falta total de planificación previa, mientras que en el segundo se utiliza un emplazamiento óptimo de los elementos de conexión a la red. Se ha comprobado que, a pesar de sus características claramente antagónicas, los resultados obtenidos con ambos escenarios son similares entre sí. Además, se concluye que, a pesar de que la ampliación de la cobertura que se alcanza es muy relevante, es posible establecer un límite razonable para el número máximo de saltos a emplear, ya que la mejoría adicional al incrementar la longitud de la ruta deja de ser apreciable a partir del mismo. Este aspecto se podría aprovechar para influir en el diseño de las técnicas de encaminamiento a emplear sobre este tipo de topologías.Se analizan también otras mejoras adicionales, utilizando un escenario en el que predomina sobremanera la heterogeneidad de los elementos de conexión a la red, e integrando las extensiones multi-salto con un algoritmo de selección de acceso genérico, que permite modular el peso que tienen las diferentes entidades (tanto el terminal de usuario como la propia red), así como diversos parámetros y restricciones a considerar, a la hora de determinar la alternativa de conexión óptima. Se comprueba que, tanto para los usuarios, gracias a la mejora de la calidad del servicio que perciben, como para la red, que incrementa el tráfico que es capaz de cursar, el uso de comunicaciones multi-salto puede resultar altamente atractivo.En segundo lugar, también se afronta la mejora de las técnicas de encaminamiento que tradicionalmente se emplean sobre las redes multi-salto, basadas en minimizar el número de saltos entre los dos extremos de la comunicación. Para ello, y utilizando el paradigma de Cross-Layer Optimisation, se propone una versión mejorada del protocolo DSR, denominada SADSR, que emplea la información relativa a la calidad de los enlaces subyacentes para modular el algoritmo de selección de ruta. Destacar que se acomete una verificación experimental de dicha propuesta, contestando, de este modo, a una de las reivindicaciones más importantes en este campo. Los resultados obtenidos permiten inferir que las prestaciones de la propuesta realizada en el marco de esta Tesis son superiores a los de la versión original del DSR.A pesar del evidente valor que las validaciones empíricas aportan, tienen la limitación de que es complicado establecer topologías con un número elevado de nodos, o acometer experimentos con una pauta repetitiva para determinar un comportamiento promedio. Es por ello que también se acomete un análisis mediante técnicas de simulación, en el que se compara SADSR con la versión original del DSR, así como con otras propuestas que han acaparado el interés por parte de la comunidad científica. Los resultados que se derivan a raíz de la evaluación llevada a cabo no hacen sino corroborar lo que ya adelanta la verificación experimental, ya que las prestaciones del SADSR son muy superiores a las del resto de alternativas analizadas.Para llevar a cabo el análisis anterior es fundamental el uso de un modelo de canal que refleje, con el mayor grado de exactitud posible, un comportamiento realista. Para ello, en la Tesis se afronta el diseño, implementación y posterior integración en la plataforma Network Simulator de BEAR, un modelo de canal basado en filtrado auto-regresivo, que se caracteriza principalmente por emular la aparición de errores a ráfagas que se observa en entornos reales. En ese sentido, se parte de un extenso conjunto de medidas que permite corroborar el correcto funcionamiento de la propuesta. / The presence of multi-hop topologies within all types of wireless communications is becoming more and more common, and this tendency is expected to be maintained in the near future. Although they were originally conceived to compensate the lack of subjacent infrastructure in certain scenarios, these deployments have attracted the interest of different actors in the wireless communications value chain (including network operators) and thus it is logical to think that their relevance will gradually increase. In fact, there already exist some standardization initiatives which corroborate this point to some extent. Furthermore, other additional factors, such as the rapid growth which has been seen in wireless sensor technologies, also strengthen the use of these topologies..In spite of the growing activity in the multi-hop deployment field, it is still necessary to establish, in a quantitative way, their potential benefits, both for the end-users of the communication systems, as well as for the operators, considering, in addition, the high degree of heterogeneity which will characterize wireless networks in the future.On the other hand, as far as algorithms and protocols to be used over this type of topology are concerned, and despite the intense research which has been conducted into them, there is still a large number of issues to be tackled. First, the simple fact that their initial requirements and challenges have been modified can, and must, influence their basic principles. In addition, it becomes necessary to address their validation on real platforms and, on the other hand, to ensure that simulation-based evaluations of their performance make use of realistic models which accurately reflect the conditions which are observed in real scenarios.This dissertation tackles, on the one hand, the quantitative evaluation of the improvements which are achievable when using multi-hop topologies to extend legacy network deployments. One first aspect which is logical to consider is the increase in the coverage which is brought about. In this sense, a two-fold approach has been followed, employing both an analytical as well as a simulation-based analysis, to establish what the gain is. Two network models have been used, being complementary to each other; the first one assumes a complete lack of network planning for the deployment of the access elements, while the second one assumes an optimum distribution of them. Although their characteristics are completely different, the results are somehow similar for both cases. Furthermore, it can be concluded that, despite the coverage extension which can be obtained, it is indeed possible to establish a reasonable limit on the maximum number of hops to be used, since the improvement becomes less relevant for higher values. This aspect could influence the design of routing techniques to be used over this type of topology.Furthermore, other additional benefits have been also analyzed, using a network deployment in which the presence of heterogeneity (multi-access) is evident. The multi-hop extensions have been integrated within a generic access selection algorithm which enables the modification of the weights which are assigned to the different entities (both the end-user terminals and the network) as well as to the set of parameters and constraints to be considered when selecting the most appropriate access alternative. It is concluded that for both the end-users, who improve their perception of the quality of service, and the network, which is able to increase the overall amount of traffic possible to be handled, multi-hop extensions are certainly beneficial.In addition, the dissertation also tackles the improvement of the routing techniques which are traditionally employed over multi-hop networks, which are based on minimizing the number of hops between the two sides of the communication. To accomplish this, and using the Cross-Layer Optimisation paradigm, an improved version of the DSR protocol is proposed, namely SADSR. It uses information about the subjacent link qualities to modulate the route selection algorithm. It is worth highlighting that a fully empirical (on a real platform) validation has been conducted, addressing one of the most pressing demands within this field. The results obtained allow us to infer that the proposal made in the framework of this dissertation is clearly outperforming the original DSR version.Although the added value provided by empirical validations is unquestionable, they also have some limitations. First, they normally do not favour the establishment of large topologies, or to undertake repetitive experiments aimed at finding an average behaviour. In this sense, a simulation-based analysis is also used so as to compare the SADSR with the original DSR version as well as with other proposals which have recently attracted interest from the scientific community. The results obtained by the validation carried out on a real platform are confirmed, since the performance brought about by the SADSR is somewhat higher than that of the other strategies.In order to perform the previous analysis the use of a realistic channel model, able to capture with a high degree of accuracy the behaviour exhibited on real platforms, is mandatory. To fulfil this requirement, the dissertation also tackles the design, implementation, and integration within the Network Simulator platform of BEAR, a channel model based on auto-regressive filtering. It is mainly characterized by being able to emulate the bursty presence of errors which is observed over real channels. The design is based on an extensive set of measurements which is used to assess the validity of the proposal.

En les xarxes IP/MPLS sobre WDM on es transporta gran quantitat d'informacio, la capacitat de garantir que el trafic arriba al node de desti ha esdevingut un problema important, ja que la fallada d'un element de la xarxa pot resultar en una gran quantitat d'informacio perduda. Per garantir que el trafic afectat per una fallada arribi al node desti, s'han definit nous algoritmes d'encaminament que incorporen el coneixement de la proteccio en els dues capes: l'optica (WDM) i la basada en paquets (IP/MPLS). D'aquesta manera s'evita reservar recursos per protegir el trafic a les dues capes. Els nous algoritmes resulten en millor us dels recursos de la xarxa, ofereixen rapid temps de recuperacio, eviten la duplicacio de recursos i disminueixen el numero de conversions del trafic de senyal optica a electrica. / The use of optical technology in core networks combined with IP/Multi-Protocol Label Switching (MPLS) solution has been presented as a suitable choice for the next generation Internet architecture. The integration of both layers is facilitated by the development of Generalized MPLS (GMPLS). In this network architecture, a single fibre failure can result in potentially huge data losses as the effects propagate up and through the network causing disruptions in the service of many applications. This research provides and evaluates new QoSP routing schemes that consider both IP/MPLS and optical network layers to compute the paths and backup paths subject to the QoS requirements of the traffic. Although effort has been devoted in developing multi-layer routing algorithms that consider all switching layers, protection is not considered amongst them. This is considered in this thesis. Where electrical to optical signal conversions have been reduded as well as the avoidance of traffic duplications resulting in better use of the network resources.

Les noves tecnologies a la xarxa ens permeten transportar, cada cop més, grans volums d' informació i trànsit de xarxa amb diferents nivells de prioritat. En aquest escenari, on s'ofereix una millor qualitat de servei, les conseqüències d'una fallada en un enllaç o en un node esdevenen més importants. Multiprotocol Lavel Switching (MPLS), juntament amb l'extensió a MPLS generalitzat (GMPLS), proporcionen mecanismes ràpids de recuperació de fallada establint camins, Label Switch Path (LSPs), redundants per ser utilitzats com a camins alternatius. En cas de fallada podrem utilitzar aquests camins per redireccionar el trànsit. El principal objectiu d'aquesta tesi ha estat millorar alguns dels actuals mecanismes de recuperació de fallades MPLS/GMPLS, amb l'objectiu de suportar els requeriments de protecció dels serveis proporcionats per la nova Internet. Per tal de fer aquesta avaluació s'han tingut en compte alguns paràmetres de qualitat de protecció com els temps de recuperació de fallada, les pèrdues de paquets o el consum de recursos.En aquesta tesi presentem una completa revisió i comparació dels principals mètodes de recuperació de fallada basats en MPLS. Aquest anàlisi inclou els mètodes de protecció del camí (backups globals, backups inversos i protecció 1+1), els mètodes de protecció locals i els mètodes de protecció de segments. També s'ha tingut en compte l'extensió d'aquests mecanismes a les xarxes òptiques mitjançant el pla de control proporcionat per GMPLS.En una primera fase d'aquest treball, cada mètode de recuperació de fallades és analitzat sense tenir en compte restriccions de recursos o de topologia. Aquest anàlisi ens dóna una primera classificació dels millors mecanismes de protecció en termes de pèrdues de paquets i temps de recuperació. Aquest primer anàlisi no és aplicable a xarxes reals. Per tal de tenir en compte aquest nou escenari, en una segona fase, s'analitzen els algorismes d'encaminament on sí tindrem en compte aquestes limitacions i restriccions de la xarxa. Es presenten alguns dels principals algorismes d'encaminament amb qualitat de servei i alguna de les principals propostes d'encaminament per xarxes MPLS. La majoria dels actual algorismes d'encaminament no tenen en compte l'establiment de rutes alternatives o utilitzen els mateixos objectius per seleccionar els camins de treball i els de protecció. Per millorar el nivell de protecció introduïm i formalitzem dos nous conceptes: la Probabilitat de fallada de la xarxa i l'Impacte de fallada. Un anàlisi de la xarxa a nivell físic proporciona un primer element per avaluar el nivell de protecció en termes de fiabilitat i disponibilitat de la xarxa. Formalitzem l'impacte d'una fallada, quant a la degradació de la qualitat de servei (en termes de retard i pèrdues de paquets). Expliquem la nostra proposta per reduir la probabilitat de fallada i l'impacte de fallada. Per últim fem una nova definició i classificació dels serveis de xarxa segons els valors requerits de probabilitat de fallada i impacte.Un dels aspectes que destaquem dels resultats d'aquesta tesi és que els mecanismes de protecció global del camí maximitzen la fiabilitat de la xarxa, mentre que les tècniques de protecció local o de segments de xarxa minimitzen l'impacte de fallada. Per tant podem assolir mínim impacte i màxima fiabilitat aplicant protecció local a tota la xarxa, però no és una proposta escalable en termes de consum de recursos. Nosaltres proposem un mecanisme intermig, aplicant protecció de segments combinat amb el nostre model d'avaluació de la probabilitat de fallada. Resumint, aquesta tesi presenta diversos mecanismes per l'anàlisi del nivell de protecció de la xarxa. Els resultats dels models i mecanismes proposats milloren la fiabilitat i minimitzen l'impacte d'una fallada en la xarxa. / New network technology enables increasingly higher volumes of information to be carried. Various types of mission-critical, higher-priority traffic are now transported over these networks. In this scenario, when offering better quality of service, the consequences of a fault in a link or node become more pronounced. Multiprotocol Label Switching (MPLS) and the extended Generalized MPLS (GMPLS) provide fast mechanisms for recovery from failures by establishing redundant Label Switch Paths as backup paths. With these backups, traffic can always be redirected in case of failure. The main objective of this thesis is to improve some of the current MPLS/GMPLS fault recovery methods, in order to support the protection requirements of the new Internet services. Some parameters, such as fault recovery time, packet loss or resource consumption, all within the scope of this quality of protection, are considered. In this thesis a review and detailed comparison of the MPLS fault recovery methods are presented. Path protection methods (global backups, reverse backups and 1+1 methods), as well as segment protection and local methods are included in this analysis. The extension of these mechanisms to optical networks using GMPLS control plane is also taken into account.In the first phase MPLS fault recovery methods are analyzed without taking into account resource or network topology constraints. This analysis reported a first classification of the best protection methods in terms of packet loss and recovery time. This first analysis cannot be applied to real networks. In real networks, bandwidth or network topology constraints can force a change in the a priori optimal protection choice. In this new scenario, current routing algorithms must be analyzed. The main aspects of the QoS routing methods are introduced, and some of these mechanisms are described and compared. QoS routing algorithms do not include protection as a main objective and, moreover, the same QoS objectives for selecting the working path are used for selecting the backup path. In order to evaluate the quality of protection, two novel concepts are introduced and analyzed: the network failure probability and the failure impact. The physical network provides an initial value of the network protection level in terms of network reliability and availability. A proposal to evaluate network reliability is introduced, and a formulation to calculate the failure impact (the QoS degradation in terms of packet loss and delay) is presented. A proposal to reduce the failure probability and failure impact as well as the enhancement of some current routing algorithms in order to achieve better protection are explained. A review of the traffic services protection requirements and a new classification, based on the failure probability and failure impact values, is also provided in this work.Results show that path protection schemes improve network reliability. Segment/local protection schemes reduce the network failure impact. Minimum impact with maximum reliability can be achieved using local protection throughout the entire network. However, it is not scalable in terms of resource consumption. In this case our failure probability evaluation model can be used to minimize the required resources. Results demonstrate the reduction of the failure impact combining segment protection and our network reliability evaluation model in different network scenarios.In summary, an in-depth analysis is carried out and a formulation to evaluate the network protection level is presented. This evaluation is based on network reliability maximization and failure impact reduction in terms of QoS degradation. A scalable proposal in terms of resource consumption, detailed and experimentally analyzed, offers the required level of protection in different network scenarios for different traffic services.

Las Redes Inalámbricas de Sensores (RIS) gozan de un gran auge hoy en día, habiendo sido identificadas como una de las tecnologías más prometedoras por diversos analistas tecnológicos y revistas especializadas, debido a que dan respuesta a las exigencias actuales referentes al establecimiento de redes que cubran necesidades de comunicación de forma flexible -en tiempo y espacio- y autónoma -autoconfiguración e independencia de una estructura fija-. La posibilidad de implementar dispositivos de bajo coste y elevada duración capaces de obtener información del entorno y reenviarla de forma inalámbrica a un centro de coordinación ofrece posibilidades inimaginables en multitud de aplicaciones. En la mayoría de las aplicaciones se pretende que los nodos no requieran mantenimiento, explotando el concepto de nodos de "usar y tirar", puesto que una vez desplegados no son recuperables. En este entorno, los mayores desafíos se encuentran en minimizar dos factores fundamentales: coste y consumo, maximizando el tiempo de servicio. En los últimos años se han propuesto numerosos protocolos para RIS. Sin embargo, la mayoría de estas propuestas, o bien realizan asunciones poco realistas, o bien resultan poco escalables, lo cual se traduce en aproximaciones poco prácticas. Por otro lado, hasta la fecha se han obviado características deseables como tolerancia a fallos, seguridad y acotación de tiempos en las comunicaciones, generalmente no consideradas en la inmensa mayoría de los protocolos existentes, y cuando lo son, se obtienen sacrificando la eficiencia energética. En la presente tesis se ha propuesto una novedosa solución integral orientada principalmente a reducir el consumo de energía. La nueva arquitectura denominada EDETA (Energy-efficient aDaptative hiErarchical and robusT Architecture) es además escalable, apropiada tanto para RIS homogéneas como heterogéneas -cada vez con mayor auge-, auto-configurable, soporta de forma transparente múltiples sumideros, y proporciona características como tolerancia a fallos y tiempos acotados, sin degradar las prestaciones de la red. La arquitectura propuesta está basada en una jerarquía de dos niveles, el nivel inferior basado en clústeres, gobernado por un protocolo interno del clúster denominado Intra- Cluster-Communication y el nivel superior formado por un árbol dinámico de nodos líderes de clúster que ejecutan un protocolo entre clústeres denominado Inter-Cluster-Routing. / Capella Hernández, JV. (2010). Redes inalámbricas de sensores: Una nueva arquitectura eficiente y robusta basada en jerarquía dinámica de grupos [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8417

[ES] La presente tesis aborda el problema del encaminamiento en las redes definidas por software (SDN). Específicamente, aborda el problema del diseño de un protocolo de encaminamiento basado en inteligencia artificial (AI) para garantizar la calidad de servicio (QoS) en transmisiones multimedia. En la primera parte del trabajo, el concepto de SDN es introducido. Su arquitectura, protocolos y ventajas son comentados. A continuación, el estado del arte es presentado, donde diversos trabajos acerca de QoS, encaminamiento, SDN y AI son detallados. En el siguiente capítulo, el controlador SDN, el cual juega un papel central en la arquitectura propuesta, es presentado. Se detalla el diseño del controlador y se compara su rendimiento con otro controlador comúnmente utilizado. Más tarde, se describe las propuestas de encaminamiento. Primero, se aborda la modificación de un protocolo de encaminamiento tradicional. Esta modificación tiene como objetivo adaptar el protocolo de encaminamiento tradicional a las redes SDN, centrado en las transmisiones multimedia. A continuación, la propuesta final es descrita. Sus mensajes, arquitectura y algoritmos son mostrados. Referente a la AI, el capítulo 5 detalla el módulo de la arquitectura que la implementa, junto con los métodos inteligentes usados en la propuesta de encaminamiento. Además, el algoritmo inteligente de decisión de rutas es descrito y la propuesta es comparada con el protocolo de encaminamiento tradicional y con su adaptación a las redes SDN, mostrando un incremento de la calidad final de la transmisión. Finalmente, se muestra y se describe algunas aplicaciones basadas en la propuesta. Las aplicaciones son presentadas para demostrar que la solución presentada en la tesis está diseñada para trabajar en redes heterogéneas. / [CA] La present tesi tracta el problema de l'encaminament en les xarxes definides per programari (SDN). Específicament, tracta el problema del disseny d'un protocol d'encaminament basat en intel·ligència artificial (AI) per a garantir la qualitat de servici (QoS) en les transmissions multimèdia. En la primera part del treball, s'introdueix les xarxes SDN. Es comenten la seva arquitectura, els protocols i els avantatges. A continuació, l'estat de l'art és presentat, on es detellen els diversos treballs al voltant de QoS, encaminament, SDN i AI. Al següent capítol, el controlador SDN, el qual juga un paper central a l'arquitectura proposta, és presentat. Es detalla el disseny del controlador i es compara el seu rendiment amb altre controlador utilitzat comunament. Més endavant, es descriuen les propostes d'encaminament. Primer, s'aborda la modificació d'un protocol d'encaminament tradicional. Aquesta modificació té com a objectiu adaptar el protocol d'encaminament tradicional a les xarxes SDN, centrat a les transmissions multimèdia. A continuació, la proposta final és descrita. Els seus missatges, arquitectura i algoritmes són mostrats. Pel que fa a l'AI, el capítol 5 detalla el mòdul de l'arquitectura que la implementa, junt amb els mètodes intel·ligents usats en la proposta d'encaminament. A més a més, l'algoritme intel·ligent de decisió de rutes és descrit i la proposta és comparada amb el protocol d'encaminament tradicional i amb la seva adaptació a les xarxes SDN, mostrant un increment de la qualitat final de la transmissió. Finalment, es mostra i es descriuen algunes aplicacions basades en la proposta. Les aplicacions són presentades per a demostrar que la solució presentada en la tesi és dissenyada per a treballar en xarxes heterogènies. / [EN] This thesis addresses the problem of routing in Software Defined Networks (SDN). Specifically, the problem of designing a routing protocol based on Artificial Intelligence (AI) for ensuring Quality of Service (QoS) in multimedia transmissions. In the first part of the work, SDN is introduced. Its architecture, protocols and advantages are discussed. Then, the state of the art is presented, where several works regarding QoS, routing, SDN and AI are detailed. In the next chapter, the SDN controller, which plays the central role in the proposed architecture, is presented. The design of the controller is detailed and its performance compared to another common controller. Later, the routing proposals are described. First, a modification of a traditional routing protocol is discussed. This modification intends to adapt a traditional routing protocol to SDN, focused on multimedia transmissions. Then, the final proposal is described. Its messages, architecture and algorithms are depicted. As regards AI, chapter 5 details the module of the architecture that implements it, along with all the intelligent methods used in the routing proposal. Furthermore, the intelligent route decision algorithm is described and the final proposal is compared to the traditional routing protocol and its adaptation to SDN, showing an increment of the end quality of the transmission. Finally, some applications based on the routing proposal are described. The applications are presented to demonstrate that the proposed solution can work with heterogeneous networks. / Rego Máñez, A. (2020). Intelligent multimedia flow transmission through heterogeneous networks using cognitive software defined networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160483