A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um software aplicativo, com características de um serviço de supervisão, que possibilite o acesso a dados de sensores padrão FieldBus remotamente, através de rede de computadores, utilizando protocolos usuais de comunicação; adotamos o protocolo TCP / IP, aliado ao conceito de sockets para ambiente Windows, por ser um "padrão de fato" difundido mundialmente. Inicialmente, são apresentados os conceitos básicos ligados a redes de computadores, tais como o modelamento OSI e suas camadas, para posteriormente justificar o uso de determinadas camadas pelo padrão FieldBus. A seguir, tratamos do assunto do paradigma de sockets do Winsock, com a finalidade de expandir a funcionalidade dos sockets originais de Berkeley, acrescentando extensões específicas para suportar a natureza orientada a mensagens do ambiente operacional Windows, utilizado como plataforma para o desenvolvimento do software aplicativo. Finalmente, são apresentados os resultados quando da utilização dos serviços supervisórios, comprovando assim a eficiência e a possibilidade de utilização de uma rede padrão FieldBus combinada a uma rede padrão Ethernet.

Nota-se a crescente utilização de sistemas de comunicação via satélite, principalmente sistemas geoestacionários (GEO), para prover serviços de Internet. Muitas aplicações na Internet necessitam de um protocolo de transporte confiável, capaz de garantir que os dados sejam entregues de maneira correta e oredenada ao destinatário. Para isso, utilizam o protocolo TCP (Transmission Control Protocol). Entretanto este apresenta baixo desempenho quando empregado em comunicações via satélite, devido às características desse meio específico, como grande atraso de propagação e elevadas taxas de erro. Neste trabalho, propõe-se o protocolo SSTP (Sliding and Selective Transport Protocol) que implementa mecanismos distintos do TCP com o objetivo de obter melhor desempenho em redes com enlaces de satélite GEO. O SSTP adota um novo mecanismo de retransmissão, em o transmissor não apaga a tabela SACK no momento de timeout, como ocorre no TCP. Com isso, o transmissor não precisa reconstruir essa tabela após o evento de timeout e pode retransmitir as lacunas identificadas na tabela. Esse comportamento também agiliza a recuperação dos segmentos anteriormente descartados e evita que ocorram retransmissões desnecessárias. Além disso, não são adotados algoritmos de controle de congestionamento e são empregados os seguintes mecanismos: ACK, SACK, timeout e window scaling. O comportamento do SSTP foi avaliado através de simulações e seu desempenho foi comparado com aqueles dos protocolos TCP New Reno, TCP SACK e Hybla em diferentes cenários. Em todas as situações consideradas o SSTP obteve desempenho superior aos protocolos citados.

O protocolo TCP(Transmission Control Protocol), protocolo da camada de transporte que oferece seviço confiável, projetado para operar bem sobre redes fixas, onde perdas de pacotes ocorrem em grande parte devido a congestionamento. No entanto, redes com links sem fio sofrem perdas significantes que não estão relacionadas com as perdas devido a congestionamento, e sim devido a altas taxas de erros de bits. O protocolo TCP responde a perdas invocando algoritmos para controlar e evitar congestionamento, resultando na degradação do desempenho fim-a-fim do protocolo em meios sem fio. Nesta tese, foi feita uma avaliação do desempenho do protocolo TCP quando utilizado sobre canais de transmissão sem fio, esta análise utiliza uma faixa de probabilidades de perdas de pacotes. Nós escolhemos como solução protocolos fim-a-fim, onde o TCP esta ciente da existência do meio sem fio. Para realizar esta avaliação de desempenho utilizou-se o software de simulação OPNET Modeler v.7.0.B.

Esta tese propõe e investiga um sistema de comunicação aeronáutico que reduz a degradação de desempenho do protocolo TCP em cenários onde a comunicação é frequentemente interrompida. O sistema proposto adota a suite de protocolos MIPv6 e sua extensão NEMO para gerenciar a mobilidade do roteador móvel responsável pela conexão entre a rede aviônica e a rede terrestre, o que também inclui a inserção de novas entidades de rede neste roteador e nos agentes locais (home agents) para que possa ser aumentado o desempenho do protocolo TCP quando é realizado o percurso de uma rota aérea. As seguintes entidades são desenvolvidas: (i) Uma entidade notificadora do estado de enlace, responsável pela identificação do estado de conectividade do enlace aéreo-terrestre; (ii) Uma entidade gerenciadora da rota aérea, dedicada ao processamento das informações sobre a rota e que também estima os períodos de tempo utilizados nas transmissões e ocorridas nas interrupções; (iii) Uma entidade que modifica o protocolo TCP e que implementa o ajuste de parâmetros e que também utiliza uma máquina de estados que determina as transmissões e as interrupções na execução do protocolo; e (iv) Uma camada de convergência que estabelece a comunicação entre as entidades definidas nos itens (ii) e (iii) acima. O desempenho do sistema de comunicação é obtido ajustando os parâmetros do temporizador de retransmissão e da janela de congestão do protocolo TCP. Os resultados indicam que o sistema proposto se mostra efetivo para lidar com as interrupções, além de apresentar um desempenho superior àqueles obtidos com o uso de protocolos convencionais.

A utilização de protocolos de comunicação em rede de computadores é uma prática que começou a ser difundida nos anos 60 e ultimamente tem passado por um grande crescimento em todas as áreas de aplicação; na indústria, nas escolas, nos escritórios e nos lares através da Internet. Os protocolos de comunicação em rede de computadores que se tornaram padrão foram os TCP/IP que através da Internet passaram a ser os mais utilizados no mundo. Atualmente crescem as implementações destes protocolos em sistemas embarcados, o número de dispositivos e utilitários domésticos conectados a Internet continuam aumentando. São eletrodomésticos, celulares, telefones com funções especiais, sistemas de segurança, câmaras de monitoramento, enfim uma gama muito grande de novos dispositivos conectados em rede. Neste trabalho será mostrada uma implementação de protocolos TCP/IP em um sistema embarcado que utiliza um sistema operacional multitarefas de tempo real que não possui os recursos existentes em um computador normal, um módulo GPS (Global Positioning System) da Tyco Electronics com micro-controlador da ST Electronics. Foram implementados os protocolos IP, ICMP, SLIP, ARP, UDP, TCP utilizados na pilha de protocolos TCP/IP e as aplicações de telnet, http e Daytime, com funções básicas, utilizando apenas 14 Kbytes de memória ROM (Flash) e 22 Kbytes de memória RAM de dados do sistema embarcado alvo. Também consta desta implementação, o desenvolvimento e testes de um driver para interface Ethernet de comunicação de dados entre um PC (Personal Computer) e o módulo GPS utilizando uma placa Ethernet padrão ISA.

Este trabalho descreve uma implementação que é o agregado das tecnologias TCP/IP e Ethernet a um Sistema Operacional Tempo Real, possibilitando a conectividade de aplicações com requisitos Tempo Real aos Sistemas Operacionais Convencionais existentes no mercado que dispõem dos mesmos mecanismos de comunicação. O resultado é um ambiente de programação que permite, através de aplicações específicas, se obter a extensão Tempo Real aos Sistemas Operacionais Convencionais com mecanismos como depuração simbólica remota, carga remota de aplicações e controle de aplicações em ambientes inacessíveis.