Resumo: Uma rede ad hoc móvel (MANET) é uma rede sem o que não necessita de infra-estrutura pré-existente. Nas MANETS o roteamento é uma questão complexa e deve ser estabelecido de maneira distribuída e auto-organizada. Os protocolos de roteamento utilizados nestas redes devem suportar a topologia dinâmica e a falta de operações centralizadas, garantindo a entrega dos pacotes com pequena sobrecarga e atraso. Em geral, nestas redes, os pacotes podem ser descartadas pelas seguintes razões: congestionamento, mobilidade, estouro de pilha, quebras de enlaces e ataques de nós maliciosos. Um ataque frequentemente realizado em redes ad hoc é o blackhole. Este tipo de ataque se caracteriza quando um ou vários nós descartam indiscriminadamente todos os pacotes de dados que passam por eles. Tal ataque pode ter um efeito destrutivo na rede, interrompendo totalmente seu funcionamento. Este trabalho apresenta um protocolo cujo objetivo é reduzir os efeitos dos descartes de pacotes causados por ataques blackhole em redes ad hoc. Para tanto, combina um esquema de partilha de informações baseado no teorema chinês do resto e roteamento multi-caminhos. O protocolo proposto pode evitar que nós blackhole prejudiquem o uxo de dados entre dois nós, sem qualquer conhecimento prévio sobre o comportamento do nó atacante. Resultados de simulações indicam que o protocolo proposto fornece equilíbrio entre segurança e desempenho no roteamento diante de ataques de nós blackhole. Comparações com os protocolos Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV) e Ad hoc On-demand Distance Vector Backup Routing (AOMDV) mostram que em cenários nos quais mais de 40% dos nós da rede são atacantes, a taxa de entrega apresenta ganhos superiores a 50%. Neste mesmo cenário, ocorre uma redução de 52% na perda de pacotes de dados resultantes de ataques backhole, e a vazão dos pacotes de dados é até sete vezes maior em relação aos protocolos que estão sendo comparados.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Carlos P. Albini / Coorientador : Prof. Dr. Eduardo J. Spinosa / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 24/09/2015 / Inclui referências : f. 127-134 / Resumo: Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões (Delay and Disruption Tolerant Network - DTN) são redes caracterizadas pela mobilidade dos nós e entrega de mensagens sob elevadas taxas de desconexões e atrasos. Nos últimos anos, diversos protocolos de roteamento para DTN foram propostos. Em sua maioria, reagem de maneira otimizada dentro de um cenário de rede especificamente determinado para seu funcionamento. Contudo, a cada evolução de novas propostas fica evidente que, quando alteradas as características dos cenários, torna-se difícil manter o desempenho dos protocolos. Este comportamento evidencia que os protocolos de roteamento para DTN tem virtudes e fraquezas em relação a determinados contextos de rede. Na maioria das propostas de roteamento, quando os nós se encontram as decisões são tomadas de forma individual, baseadas no relacionamento do nó encontrado com o destino de uma mensagem, desconsiderando as restrições de um ambiente. As dificuldades para equilibrar decisões de roteamento aos limites e oscilações de contextos motivam a proposta desta tese. Um método de adaptação ciente do contexto instantâneo da rede, denominado CARPA (Context-Aware Routing Protocol Adaptation), é proposto para garantir desempenhos globais otimizados. O CARPA é um método dinâmico e instantâneo (on-the-fly) para adaptação a contextos que permite a seleção do protocolo mais otimizado a cada transferência de uma mensagem em DTN. O protocolo de roteamento é escolhido dentre os disponíveis nos nós em contato a cada salto da mensagem. As decisões são tomadas baseadas no contexto momentâneo, que envolve os requisitos da mensagem e as restrições da região visitada. O método CARPA é executado antes do processo de roteamento em cada nó DTN e não altera o algoritmo de roteamento. Para avaliar o contexto momentâneo, o CARPA utiliza informações da rede que o nó DTN tem disponível, das transmissões que realiza quando em contato com nós vizinhos de uma mesma região. O CARPA é comparado com os protocolos parametrizáveis para DTN Epidemic, PRoPHET e Spray and Wait. Os parâmetros utilizados para definir os contextos são? capacidade de armazenamento dos nós, densidade da rede, quantidade de contatos dos nós, velocidade dos nós e tempo de disponibilidade da rede para efetuar entregas. Porém, o método não se limita ao uso apenas dos protocolos e parâmetros usados nas simulações. Os resultados de simulações obtidos através do simulador The ONE mostram que a solução proposta é efetiva para melhorar o desempenho destes protocolos obtendo maiores taxas de entrega, menor atraso e menor sobrecarga. Na grande maioria das avaliações, verifica-se que o método supera os demais protocolos de roteamento para as mais variadas combinações de cenários quanto às métricas de atraso, sobrecarga, e taxa de entrega. Palavras-chave:Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões, Protocolo de Roteamento, Adaptação Dinâmica a Contextos, Parâmetros de Contexto. / Abstract: Delay Tolerant Network (DTN) consists of mobile nodes with large delivery delays and frequent disruptions. In recent years, many routing protocols have been proposed for DTN. Most of them demonstrate the ability to achieve good performance metrics under scenarios for which they were developed. However, variations imposed on standard configurations of various routing protocols lead to significant oscillations in performance of metrics, like message delivery rates and delay. This behavior demonstrates that most of the routing protocols for DTN have strengths and weaknesses depending on the scenario used. Most of the decisions take into account the individual relationship between the encountered node and the destination of the message, disregarding the constraints of an environment. A trade-off between routing decisions and contexts oscillations is the main motivation for this thesis. Thus, a context-aware method decoupled from the protocol for adapting the routing process in DTNs is proposed, called CARPA (Context-Aware Routing Protocol Adaptation). CARPA is an on-the-fly method that runs on each node of the network, based on the node's own context information and on the routing protocols available at the possible next hops. Hence, the decision process does not overload the network. From this, the method responds with the most suitable routing protocol for each hop transmission. In order to explore the strengths of all protocols and reduce their weaknesses, every message can be forwarded from the source to the destination node through several different routing protocols, one for each hop if necessary, without any changes to DTN routing protocols. The proposed method is compared to the Epidemic, PRoPHET, and Spray and Wait protocols over several distinct network scenarios, implemented in the THE ONE simulator. The scenarios are composed of combined contexts from the network parameters, such as buffer capacity, network density, speed of the nodes, number of contacts, and period of time that the network is available to deliver the messages. In most of the evaluations, CARPA outperforms the routing protocols simulated on delivery, delay, and overhead, when the network has more than one context. The more different contexts the network has, the better CARPA performs. Keywords: Delay Tolerant Network, Routing Protocol, Context Awareness, Context Parameter.

Orientador: Adriano Mauro Cansian / Banca: Alex Sandro Roschildt Pinto / Banca: Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco / Resumo: A utilização de computadores portáteis trouxe a necessidade de criação de redes de acesso sem fio. Mesmo com o padrão 802.11, um dos protocolos responsáveis por gerir os sistemas wireless, a mobilidade desejada não era alcançada. Diversas regiões de difícil acesso eram isoladas das redes de comunicação por não existir uma forma eficiente de levar os dados até estas. Pensando nisso, foram criadas as redes sem fio de múltiplos saltos, conhecidas por wireless mesh ou ad-hoc. Uma rede de múltiplos saltos é composta por diversos dispositivos que se interconectam por meio de conexão sem fio, levando assim a informação para regiões distantes. No entanto, há sérios problemas de segurança que atingem ambas as soluções: redes sem fio ou múltiplos saltos. Baseado no aspecto de segurança da informação, este trabalho apresenta soluções que podem ser utilizadas para fazer roteamento seguro de informações em redes de múltiplos saltos / Abstract: The use of laptops brought the need for network wireless access creation. Even with the creation of 802.11 standard, which is one of the responsible for managing the wireless systems, the mobility desired was not enough. Many areas of difficult access were isolated from network communication because they din't have an efficient way to bring data to these areas. To address this, they created the wireless multi-hop, also know as wireless mesh or ad hoc. A wireless multi-hop network is composed of several devices that are interconnected by wireless connection, so they can bring information to distant areas. However, there are serious security issues that affect both solutions: wireless networks or multi-hop. Based on the aspect of information security, this paper presents solutions that can be used to secure routing information in multi-hop networks / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-07Bitstream added on 2014-06-13T20:11:43Z : No. of bitstreams: 1 alexandre_la_me_sjrp.pdf: 320692 bytes, checksum: 6eed9e28aa2bc1202427d3e419739bc5 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A utilização de computadores portáteis trouxe a necessidade de criação de redes de acesso sem fio. Mesmo com o padrão 802.11, um dos protocolos responsáveis por gerir os sistemas wireless, a mobilidade desejada não era alcançada. Diversas regiões de difícil acesso eram isoladas das redes de comunicação por não existir uma forma eficiente de levar os dados até estas. Pensando nisso, foram criadas as redes sem fio de múltiplos saltos, conhecidas por wireless mesh ou ad-hoc. Uma rede de múltiplos saltos é composta por diversos dispositivos que se interconectam por meio de conexão sem fio, levando assim a informação para regiões distantes. No entanto, há sérios problemas de segurança que atingem ambas as soluções: redes sem fio ou múltiplos saltos. Baseado no aspecto de segurança da informação, este trabalho apresenta soluções que podem ser utilizadas para fazer roteamento seguro de informações em redes de múltiplos saltos / The use of laptops brought the need for network wireless access creation. Even with the creation of 802.11 standard, which is one of the responsible for managing the wireless systems, the mobility desired was not enough. Many areas of difficult access were isolated from network communication because they din't have an efficient way to bring data to these areas. To address this, they created the wireless multi-hop, also know as wireless mesh or ad hoc. A wireless multi-hop network is composed of several devices that are interconnected by wireless connection, so they can bring information to distant areas. However, there are serious security issues that affect both solutions: wireless networks or multi-hop. Based on the aspect of information security, this paper presents solutions that can be used to secure routing information in multi-hop networks

Resumo: MANETs (Mobile Ad Hoc Networks) são redes sem fio e sem infra-estrutura estabelecidas dinamicamente, sem a necessidade de uma administração centralizada. Devido ao roteamento distribuído nessas redes e ao meio de comunicação sem fio redes Ad Hoc podem apresentar todos os problemas de segurança existentes em redes convencionais e ainda novos desafios. O uso de criptografia é a principal técnica para garantir a transferência de dados em uma rede de forma segura. Nos sistemas criptográficos assimétricos, os nós utilizam uma chave para cifrar uma mensagem e outra chave para decifrar a mesma. A tarefa de administrar essas chaves é realizada por um Sistema de Gerenciamento de Chaves, que define a emissão, o armazenamento, a distribuição, a proteção e a revogação das mesmas. Esse trabalho apresenta um novo Sistema de Gerenciamento de chaves baseado em Virtualização. Nesse sistema, chamado de Virtual Key Management (VKM), ´e utilizado uma estrutura virtual, sem qualquer relação com as coordenadas físicas dos nós da rede, para estabelecer a confiança entre os mesmos. Dessa forma, os nós seguem as regras estabelecidas por essa estrutura para realizar a emissão, o armazenamento, a distribuição, a proteção e a revogação de chaves públicas e de chaves privadas na rede. O VKM é 100% resistente a ataques de Criação de Identidades Falsas. Quando comparado com o Sistema de Gerenciamento de Chaves Públicas Auto-organizado (PGP-Like), o VKM mostra maior resistência contra ataques de Personificação e a mesma resistência contra ataques de Falta de Cooperação. Quando comparado com o Group-based Key Management (GKM), o VKM mostra maior resistência contra ataques de Criação de Identidades Falsas por ser 100% resistente ao mesmo. O Virtual Routing Protocol (VRP) e o Virtual Distance Vector (VDV) são dois protocolos de roteamento híbridos que utilizam uma estrutura virtual para definir a parte pró-ativa do protocolo. Esse trabalho também mostra que o impacto no roteamento causado pela incorporação do VKM nesses protocolos de roteamento causa queda na taxa de entrega de dados, aumento do atraso no envio de mensagens e aumento da sobrecarga gerada na rede.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-08-03T18:18:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Roteamento sensível ao contexto em redes de sensores sem fio. Uma abordagem baseada em regras de aplicação para o protocolo RPL.pdf: 1746170 bytes, checksum: 7293ea85d09a8c011b6f38ae51b024de (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-08-17T19:10:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Roteamento sensível ao contexto em redes de sensores sem fio. Uma abordagem baseada em regras de aplicação para o protocolo RPL.pdf: 1746170 bytes, checksum: 7293ea85d09a8c011b6f38ae51b024de (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-17T19:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Roteamento sensível ao contexto em redes de sensores sem fio. Uma abordagem baseada em regras de aplicação para o protocolo RPL.pdf: 1746170 bytes, checksum: 7293ea85d09a8c011b6f38ae51b024de (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho apresenta um serviço de reconfiguração dinâmica para Redes de Sensores sem Fio. O trabalho inclui o projeto e a definição de uma arquitetura conceitual que suporta a coleta de uma variedade de informações contextuais e provê uma abstração alto nível para especificação de roteamento sensível ao contexto através de reconfiguração de métricas de roteamento e parâmetros de comunicação. O objetivo da infraestrutura proposta é possibilitar a criação de regras que adaptem o comportamento da rede em tempo de execução, em função dessas informações contextuais. Uma implementação da arquitetura para o protocolo RPL e o sistema operacional Contiki foi realizada, mostrando a viabilidade da abordagem proposta. / This work presents a dynamic reconfiguration service for wireless sensor networks. The work includes the design and definition of a conceptual architecture that supports collecting a variety of contextual information and provides a high level abstraction for context-sensitive routing specification through reconfiguration of routing metrics and communication parameters. The objective of the proposed infrastructure is enabling the creation of rules that change the network's behavior at run time, in the light of these contextual information. An implementation of the architecture for the RPL Protocol and the Contiki operating system was performed, showing the feasibility of the proposed approach.

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:30:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LuizCarlosBranquinhoCaixeta_M.pdf: 2124526 bytes, checksum: 37c7efb238fc329c8008231ddd7d0372 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de roteamento geográfico para Redes de Senso-res sem Fio (RSSF), onde a posição dos nós sensores é encontrada através do uso de um algo-ritmo de localização baseado em valores de RSSI (Received Signal Strength Indication). O objetivo é que o protocolo proposto crie um mapa da rede de sensores, analisando as condi-ções do ambiente de funcionamento, visto que os valores de RSSI são diretamente afetados pelos fenômenos que atuam sobre o sinal de rádio. No contexto deste trabalho, o algoritmo de localização não tem o objetivo de encontrar a posição física exata do nó sensor, mas sim fazer a rede se adaptar ao ambiente, já que as posições calculadas usando os valores de RSSI cole-tados serão afetadas pelos efeitos de degradação de sinal existentes. A proposta visa ser uma alternativa a protocolos adaptativos existentes, que usam o monitoramento dos valores de RSSI entre os sensores existentes em uma rede, buscando se adaptar ao meio. O trabalho é composto de simulação e experimental. Os resultados mostram que a estratégia adotada pelo protocolo descobre rotas de comunicação eficientes, com uma menor quantidade de troca de mensagens de controle e um menor consumo de energia, se comparados à outra técnica que usa o monitoramento dos valores de RSSI entre os enlaces / Abstract: This work proposes a geographic routing for Wireless Sensor Network ( WSN ), where the position of sensor nodes is found by the algorithm of a location based on RSSI values ( Received Signal Strength Indication ) . The goal is that the proposed protocol create a net-work map, analyzing the conditions of the operating environment, since the RSSI values are directly affected by phenomena acting on the radio signal . In the context of this work, the location algorithm does not aim to find the exact physical location of the sensor node, but rather make the network adapt to the environment, since the positions calculated using the RSSI values collected will be affected by the effects of signal degradation. The proposal aims to be an alternative to existing adaptive protocols, which use the monitoring of RSSI values between existing sensors in a network , seeking to adapt to the environment . The work con-sists of experimental and simulation . The results show that the strategy adopted by the proto-col discovers routes for efficient communication, with a minor overhead and lower power consumption , compared to the other technique that uses monitoring the RSSI values between sensors / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Maurício Ferreira Magalhães, Christian Rodolfo Esteve Rothenberg / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T04:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ambiel_LisianeMariaBannwart_M.pdf: 4602800 bytes, checksum: 2d2a0d47c7410c9fd817dde52a62472d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As Redes Orientadas a Conteúdo (ROC) se apresentam como uma nova forma de pensar a Internet: mudam o paradigma de comunicação apresentando uma nova abordagem com base no conteúdo independente de sua localização. Esta dissertação propõe uma arquitetura de rede orientada a conteúdos no nível de enlace sem uso de qualquer esquema de endereçamento. Os Content Routers (CR) são à base desta arquitetura, responsáveis pelo armazenamento de dados e roteamento de pacotes diretamente no conteúdo. Diferente do ambiente IP, onde existe o conhecimento do endereço do provedor de conteúdo, a arquitetura proposta no nível de enlace requisita conteúdos através da inundação de mensagens de forma controlada. Um protótipo é desenvolvido para validação da arquitetura e é utilizado em alguns cenários comparando duas abordagens: IP/overlay e nível de enlace. Alguns cenários de uso da arquitetura de CRs em redes domiciliares também são avaliados. Os resultados sugerem que arquiteturas orientadas a conteúdo e sem uso do IP podem ser viáveis e interessantes para redes de menor escala, que se beneficiariam de uma arquitetura simples, sem necessidade de configuração e gerenciamento como ocorre na arquitetura TCP/IP / Abstract: Content Oriented Networking is a new way to think about networking by changing the communication paradigm to an approach where content becomes the basis in replace of network location identifiers. This thesis proposes content oriented network architecture at the link layer without the use of network addressing schemes. Content Routers (CR) are the basis for this architecture and are in charge of packet caching and routing directly on content names. Different from IP environments, where the destination address of the content source is known, the proposed linklevel architecture requests contents by controlled message flooding. The work includes a prototype implementation which is used in some scenarios comparing two approaches: IP/overlay and link layer. Scenarios using CR architecture in home networks are also evaluated. Results suggest that content oriented IP-less architecture may be interesting for small networks such as home networks that would benefit from the simplicity of such architecture, without configuration and management as required when using TCP/IP / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestra em Engenharia Elétrica

Orientadores: André Luiz Morelato França, Paulo Morelato França / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:47:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Usberti_FabioLuiz_D.pdf: 2207082 bytes, checksum: 83078a448a40f75c373b989f9af006fb (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo:O problema de roteamento em arcos capacitado e aberto (open capacitated arc routing problem, OCARP) é um problema de otimização combinatorial NP-difícil em que, dado um grafo não-direcionado, o objetivo consiste em encontrar um conjunto de rotas de custo mínimo para veículos com capacidade restrita que atendam a demanda de um subconjunto de arestas. O OCARP está relacionado com o problema de roteamento em arcos capacitado (capacitated arc routing problem, CARP), mas difere deste pois o OCARP não possui um nó depósito e as rotas não estão restritas a ciclos. Aplicações da literatura para o OCARP são discutidas. Uma formula ção de programação linear inteira é fornecida junto com propriedades do problema. Uma metaheurística GRASP (greedy randomized adaptive search procedure) com reconexão por caminhos (path-relinking) é proposta e comparada com outras metaheurísticas bem-sucedidas da literatura. Algumas características do GRASP são: (i) ajuste reativo de parâmetros, cujos valores são estocasticamente selecionados com viés 'aqueles valores que produziram, em média, as melhores soluções; (ii) um filtro estatístico que descarta soluções iniciais caso estas tenham baixa probabilidade de superar a melhor solução incumbente; (iii) uma busca local infactível que gera soluções de baixo custo utilizadas para explorar fronteiras factíveis/infactíveis do espaço de soluções; (iv) a reconexão por caminhos evolutiva aprimora progressivamente um conjunto de soluções de elevada qualidade (soluções elites). Testes computacionais foram conduzidos com instâncias CARP e OCARP e os resultados mostram que o GRASP é bastante competitivo, atingindo os melhores desvios entre os custos das soluções e limitantes inferiores conhecidos. Este trabalho também propõe um algoritmo exato para o OCARP que se baseia no paradigma branch-and-bound. Três limitantes inferiores são propostos e um deles utiliza o método dos subgradientes para resolver uma relaxação lagrangeana. Testes computacionais comparam o algoritmo branch-and-bound com o CPLEX resolvendo um modelo reduzido OCARP de programa ção linear inteira. Os resultados revelam que o algoritmo branch-and-bound apresentou resultados melhores que o CPLEX no que diz respeito aos desvios entre limitantes e ao número de melhores soluções / Abstract: The Open Capacitated Arc Routing Problem (OCARP) is an NP-hard combinatorial optimization problem where, given an undirected graph, the objective is to find a minimum cost set of tours that services a subset of edges with positive demand under capacity constraints. This problem is related to the Capacitated Arc Routing Problem (CARP) but differs from it since OCARP does not consider a depot, and tours are not constrained to form cycles. Applications to OCARP from literature are discussed. An integer linear programming formulation is given, followed by some properties of the problem. A Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) with path-relinking (PR) solution method is proposed and compared with other successful metaheuristics. Some features of this GRASP with PR are (i) reactive parameter tuning, where the metaheuristic parameters values are stochastically selected biased in favor of those values which produced the best solutions in average; (ii) a statistical filter, which discards initial solutions if they are unlikely to improve the incumbent best solution; (iii) infeasible local search, where high-quality solutions, though infeasible, are used to explore the feasible/infeasible boundaries of the solution space; (iv) evolutionary PR, a recent trend in which a pool of elite solutions is progressively improved by relinking pairs of elite solutions. Computational tests were conducted for both CARP and OCARP instances, and results reveal that the GRASP with PR is very competitive, achieving the best overall deviation from lower bounds. This work also proposes an exact algorithm for OCARP, based on the branch-and-bound paradigm. Three lower bounds are proposed, one of them uses a subgradient method to solve a Lagrangian relaxation. The computational tests compared the proposed branch-and-bound with a commercial state-of-the-art ILP solver. Results reveal that the branch-and-bound outperformed CPLEX in the overall average deviation from lower bounds / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T20:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_PedroMesquita_M.pdf: 2113385 bytes, checksum: 1ba529be35f0f2fbcb95f91c01acfa29 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As redes ópticas com multiplexação por comprimento de onda empregam uma grade fixa de divisão do espectro, dividindo-o em grandes faixas com alta capacidade de transmissão. Apesar de este esquema atingir altas velocidades de até 100Gb/s atualmente, a demanda de tráfego está cada vez maior e novas soluções são propostas como futuro das redes ópticas. A divisão do espectro em grandes faixas pode gerar problemas de falta de flexibilidade, onde requisições com baixas demandas de tráfego subutilizam comprimentos de onda. Nesse contexto as redes ópticas elásticas emergem, buscando flexibilizar a alocação do espectro utilizando alta granularidade na divisão do espectro, de modo que as conexões utilizem tipicamente vários slots, que são a unidade de alocação de redes ópticas elásticas. Utilizando-se da tecnologia de Multiplexação por Divisão de Frequências Ortogonais (OFDM), é possível fazer com que os slots adjacentes se sobreponham ortogonalmente, sem interferência, atingindo alta eficiência de utilização do espectro. O roteamento e alocação de espectro surge neste contexto com o objetivo de alocar rotas nas redes ópticas elásticas, necessitando caminhos na rede que possuam espectro suficiente para acomodar a demanda de tráfego, e a fim de manter o sinal no domínio óptico e evitar a custosa operação de conversão opto eletrônica, é necessário manter a mesma porção do espectro alocada em todos os enlaces do caminho, problema denominado de restrição de continuidade do espectro. Os slots devem ser também adjacentes para que estes se sobreponham utilizando OFDM, problema chamado de restrição de contiguidade do espectro. Esta dissertação investiga o problema roteamento e alocação de espectro e propõe algoritmos que melhoram características da rede, como qualidade de serviço, custo operacional e eficiência energética / Abstract: Wavelength division multiplexing optical networks employ fixed grid for spectrum, with high capacity transmission slots. Although this division allows high speeds of up to 100Gbps nowadays, the traffic demand grows each year and new solutions are needed in optical networks. The high capacity fixed grid can produce problems like the sub utilization of wavelengths by requests with lower traffic demand than their capacity. In this context the elastic optical networks emerged, allowing flexible division of spectrum, in a way that connections allocate several slots, the unit of spectrum of elastic optical networks. Together with Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), it is possible to orthogonally overlap adjacent slots, without interference, achieving higher spectrum efficiency. The routing and spectrum assignment problem aims to allocate routes and spectrum in elastic optical networks, finding for paths with enough spectrum to accommodate the traffic demand. In order to avoid the costly optoelectronic signal conversion, it is necessary to allocate the same portion of spectrum in each link of the path, problem called spectrum continuity constraint. The slots must also be allocated contiguously, in order to the overlapping with OFDM be effective, problem called spectrum contiguity constraint. This work investigate the routing and spectrum assignment problem and proposes algorithms to improve network characteristics such as quality of service, operational expenditure and energy efficiency / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação