Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2017. / Submitted by Priscilla Sousa (priscillasousa@bce.unb.br) on 2017-10-09T13:02:47Z No. of bitstreams: 1 2017_AlexandreLucchesiAlencar.pdf: 1212791 bytes, checksum: d649afa5d4e58b36d30548964058710d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-09T16:17:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AlexandreLucchesiAlencar.pdf: 1212791 bytes, checksum: d649afa5d4e58b36d30548964058710d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T16:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AlexandreLucchesiAlencar.pdf: 1212791 bytes, checksum: d649afa5d4e58b36d30548964058710d (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 / Roteadores em software são uma solução promissora para lidar com o encaminhamento de pacotes devido ao seu bom custo-benefício e flexibilidade. Contudo, é desafiador o desenvolvimento de roteadores em software capazes de atingir as taxas de encaminhamento de pacotes necessárias. O uso de sistemas e técnicas de computação paralela pode ser uma abordagem viável para melhorar o desempenho dessas soluções. A fase de consulta IP constitui uma operação central no encaminhamento de pacotes, que é implementada através de um algoritmo de Casamento de Maior Prefixo (CMP). Assim, este trabalho propõe e avalia o uso de técnicas e processadores paralelos no desenvolvimento de um algoritmo otimizado que emprega filtros de Bloom (BFs) e tabelas hash para a execução de consultas IP. Especificamente, tem-se como alvo a implementação desse algoritmo no coprocessador many-core Intel® Xeon Phi™ (Intel Phi), mas também avalia-se o seu desempenho em CPUs multi-core e em um modelo de execução cooperativa que usa ambos os processadores com várias otimizações. Os resultados experimentais mostram que foi possível atingir altas taxas de consultas IP — até 182,7 Mlps (milhões de pacotes por segundo) ou 119,9 Gbps para pacotes IPv6 de 84B — em um único Intel Phi. Este desempenho indica que o Intel Phi é uma plataforma promissora para a implantação de algoritmos de consultas IP. Além disso, comparou-se o desempenho do algoritmo BFs com uma abordagem eficiente baseada na Multi-Index Hybrid Trie (MIHT), na qual o algoritmo BFs foi até 5,39x mais rápido. Esta comparação mostra que o algoritmo sequencial mais eficiente pode não ser a melhor opção em uma configuração paralela. Alternativamente, é necessário avaliar as características dos processadores, as demandas de computação/dados dos algoritmos e as estruturas de dados empregadas para analisar como os algoritmos podem se beneficiar de um dispositivo de computação paralelo, potenciais limitações na escalabilidade e oportunidades de otimização. Estas descobertas também são importantes para novos esforços no desenvolvimento de algoritmos nessa área, os quais têm sido, em sua maioria, focados em soluções sequenciais. / Software routers are a promising solution to deal with packet forwarding because of their good cost benefit and flexibility. However, it is challenging to develop software routers that can attain the required packet forwarding rates. The use of parallel computing systems and techniques may be a viable approach to improve the performance of these solutions. The IP lookup phase is a core operation in packet forwarding, which is implemented via a Longest Prefix Matching (LPM) algorithm to find the next hop address for every input packet. Therefore, this work proposes and evaluates the use of parallel processors and techniques in the development of an optimized algorithm that employs Bloom filters (BFs) and hash tables to the IP lookup problem. Specifically, we target the implementation on the Intel® Xeon Phi™ (Intel Phi) many-core coprocessor, but we also evaluate its performance on multi-core CPUs and on a cooperative execution model that uses both processors with several optimizations. The experimental results show that we were able to attain high IP lookup throughputs — up to 182.7 Mlps (million packets per second) or 119.9 Gbps for 84B IPv6 packets — on a single Intel Phi. This performance indicates that the Intel Phi is a very promising platform for deployment of IP lookup algorithms. We have also compared the BFs algorithm to an efficient approach based on the Multi-Index Hybrid Trie (MIHT) in which the BFs algorithm was up to 5.39x faster. This comparison shows that the most efficient sequential algorithm may not be the best option in a parallel setting. Instead, it is necessary to evaluate the processors characteristics, algorithms compute/data demands, and data structures employed to analyze how the algorithms will benefit from parallel computing devices, potential limitations on scalability and opportunities for optimizations. These findings are also important to new efforts in algorithmic developments in the topic, which have been highly focused on sequential solutions.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-08T20:32:53Z No. of bitstreams: 1 2015_HenriqueDominguesGarcia.pdf: 3010082 bytes, checksum: e6564015e1b7fbb36c0f633990fb3005 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-31T10:48:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_HenriqueDominguesGarcia.pdf: 3010082 bytes, checksum: e6564015e1b7fbb36c0f633990fb3005 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T10:48:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_HenriqueDominguesGarcia.pdf: 3010082 bytes, checksum: e6564015e1b7fbb36c0f633990fb3005 (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia de engenharia de tráfego que tem como objetivo otimizar o custo do enlace de protocolos tradicionais de roteamento tais como o OSPF (Open Shortest Path First), a partir da otimização de métricas baseadas na utilização e na característica do tráfego do enlace. Foi utilizado um modelo de programação linear extraído da curva do atraso máximo do enlace calculado com o FEP (Fractal Envelope Process). Os resultados mostram que para o tráfego de vídeo que possui um alto grau de autossimilaridade, é necessário preservar a utilização média do enlace abaixo de 25\% para obter valores de atrasos compatíveis com os requerimentos de QoS (Quality of Service) da aplicação. / This paper presents a traffic engineering methodology that aims to optimize the link cost of traditional routing protocols such as OSPF (Open Shortest Path First) using link metrics based on the link load and traffic characteristics. We propose a linear programming model based on the maximum delay curve of the link calculated by the FEP (Fractal Envelope Process). The results show that for video traffic that has a high degree of self-similarity, the average link utilization must be below 25% to archive delay values compatible with the QoS requirements (Quality of Service) of the application.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-09-17T12:39:08Z No. of bitstreams: 1 Dissert_DinoMacedoAmaral.pdf: 1248768 bytes, checksum: f9bc5c6948f5d042bdd1a3265315120b (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-10-19T14:18:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert_DinoMacedoAmaral.pdf: 1248768 bytes, checksum: f9bc5c6948f5d042bdd1a3265315120b (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-19T14:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert_DinoMacedoAmaral.pdf: 1248768 bytes, checksum: f9bc5c6948f5d042bdd1a3265315120b (MD5) Previous issue date: 2008-02-22 / A necessidade de atender as demandas existentes no mercado de microeletrônica tem levado os projetistas a compactar um grande número de blocos IP’s, o que produz uma diversidade enorme em suas funcionalidades. Do ponto de vista prático, a distribuição destes blocos IP’s torna-se um problema devido aos problemas físicos como alta impiedância devido ao número de fios que os interligam, o gasto de energia para manter todos os blocos IP’s se comunicando, e uma ocupação otimizado da área do chip. Para ajudar os projetistas de SoC, os conceitos usado em rede de computadores têm sido a principal fonte para apontar a uma solução possível para estas situações. Este documento mostra os resultados apresentados usando o gpNoCsim [18] e o modelo analítico mostrado em [12], o que pode ajudar os projetistas de NoC encontrar possíveis gargalos quando for trabalhar com NoCs. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The need to meet the existing demands in the microeletronic market has prompted designers to compact a big number of IP blocks in a small silicon area. From the pratical point of view, the distribuition of these IP blocks becomes a issue due to physical issues like high impedance caused by the number of wires that interconncet them, the power consupmtion to keep all IP blocks comunicating. An optimized occupation of the whole space used by the chip. In order to help the SoC designers , the concepts used in networking have been the main source to point out a possible solution for these situations. This paper shows the results of a benchmarck using gpNoCsim [18], which can help the NoC designers to find the bottlenecks when working with NoCs.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 71-78 / As inovações tecnológicas introduzidas pelo avanço nos sistemas microeletrônicos e as comunicações sem-fio proporcionaram às redes de sensores sem-fio (RSSF) uma ampla variedade de aplicações comerciais e militares. Essas RSSF possuem de dezenas à milhare / The technological innovations introduced by the progress in the micro-electronics systems and the wireless communications provided the Wireless Sensor Networks (WSN), a wide variety of commercial and military applications. Those WSN possess of dozens to

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-21T17:45:15Z No. of bitstreams: 1 2015_LucasRodriguesCosta.pdf: 3317653 bytes, checksum: 94d1e437b44e868ef2c3bc67bf4c7f61 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-28T19:21:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LucasRodriguesCosta.pdf: 3317653 bytes, checksum: 94d1e437b44e868ef2c3bc67bf4c7f61 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T19:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LucasRodriguesCosta.pdf: 3317653 bytes, checksum: 94d1e437b44e868ef2c3bc67bf4c7f61 (MD5) / A tecnologia de redes ópticas elásticas surge como uma solução promissora para o futuro da transmissão óptica de alta velocidade. Suas características proporcionam uma flexibilidade e escalabilidade superior na alocação de espectro para os diversos serviços emergentes acompanhando a crescente demanda do tráfego da Internet. Em redes ópticas elásticas as demandas de tráfego são transmitidas usando um número arbitrário de subportadoras OFDM, e um nível de modulação adequado, levando em conta a distância de transmissão. Esta dissertação descreve as principais características do paradigma de redes ópticas elásticas, apresenta as principais linhas de pesquisa encontradas na literatura e propõe soluções para o problema de roteamento e atribuição de espectro com modulação adaptativa (Routing, Modulation Level, and Spectrum Allocation - RMLSA) que visam potencializar o uso da modulação adaptativa com roteamento em múltiplos saltos para o cenário dinâmico de tráfego. Dentre as soluções propostas destacam-se (i) uma abordagem RMLSA que procura realizar a maior quantidade de agregação de tráfego possível usando os níveis de modulação mais altos da rede e (ii) a criação de um esquema de modulação adaptativa, acoplável a qualquer algoritmo RSA, que viabiliza o roteamento do tráfego através de múltiplos saltos na topologia virtual. Os resultados obtidos apresentam uma redução significativa na taxa de bloqueio para diversas soluções RSA da literatura sem comprometer a utilização dos recursos na rede. / The elastic optical networks technology emerges as a promising solution for the future of high-speed optical transmission. It provides flexibility and superior capability in spectrum allocation for the various emerging services along the increasing demand of Internet traffic. In Elastic Optical Networks the traffic demands are transmitted using an arbitrary number of OFDM sub carriers, and a suitable modulation level, taking into consideration the transmission distance. This dissertation describes the main characteristics of the Elastic Optical Network paradigm, presents the main areas of research in the literature and proposes solutions that solve the Routing, Level Modulation, and Spectrum Allocation (RMLSA) problem which seeks enhancing the use of adaptive modulation with multihop routing in the dynamic traffic scenario. Among the solutions developed stands out (i) an RMLSA approach that seeks to achieve the greatest possible amount of traffic grooming using the highest modulation levels in network and (ii) the creation of an adaptive modulation scheme, that work along with any RSA algorithm, that enables the multihop routing traffic. The results showed an important reduction in blocking rate for various RSA approaches from the literature without compromising the use of resources in the network.

CAPES; CNPq / Este trabalho apresenta a implementação de um modelo do TCP-Reno, bem como uma técnica de modelamento de rede, detalhadamente apresentada, com o objetivo de mensurar a rajada e a vazão das conexões TCP compartilhadas em um roteador congestionado. Isso se faz necessário, para permitir estudar e prever o comportamento de uma rede. A validação do modelo implementado foi realizada por meio de comparações com resultados de simulações baseadas no software Network Simulator (NS-2). Posteriormente a apresentação do modelo, e como objetivo principal deste trabalho, foi feita uma análise detalhada de uma modificação no protocolo que implementa QoS (Quality of Service) na camada de transporte. Essa modificação no protocolo, denominada de TCP TS- Prio, implementa uma diferenciação no tamanho da janela deslizante, através de atribuição de prioridade para determinados fluxos. Essa análise revela as qualidades e limitações da utilização desse protocolo em cenários diferentes do original do TCP TS-Prio, onde o autor focava principalmente no comportamento dinâmico do protocolo. Como resultado do trabalho chega-se a conclusão de que o TCP TS-Prio é capaz de oferecer diferenciação de serviço, porém isto depende diretamente do estado de congestionamento da rede em questão. / This work presents the implementation of a model for the TCP-Reno protocol, as well as a detailed technique for modeling the network, with the purpose of measuring the burstiness and the throughput of TCP traffic in a congested shared router. This is necessary to study and to predict the behavior of a data network. The model was validated by comparing its results to simulations carried out with specialized simulation software, namely the Network Simulator (NS-2). After presenting the model and the main goals of this work, a detailed analysis of a modi- fied protocol that implements QoS (Quality of Service) in the transport layer was done. This protocol called TCP TS-Prio, implements a differentiation in the size of the sliding window, thus giving priorities to certain flows. This analysis is needed to reveal qualities and limitations of this protocol in several network environments (scenarios), because in the original work on TCP TS-Prio the author focused mainly on the dynamic behavior of the Protocol. We then conclude that TCP TS-Prio is able to offer service differentiation, but this depends directly on the network congestion degree. / 5000

CAPES; CNPq / Este trabalho apresenta a implementação de um modelo do TCP-Reno, bem como uma técnica de modelamento de rede, detalhadamente apresentada, com o objetivo de mensurar a rajada e a vazão das conexões TCP compartilhadas em um roteador congestionado. Isso se faz necessário, para permitir estudar e prever o comportamento de uma rede. A validação do modelo implementado foi realizada por meio de comparações com resultados de simulações baseadas no software Network Simulator (NS-2). Posteriormente a apresentação do modelo, e como objetivo principal deste trabalho, foi feita uma análise detalhada de uma modificação no protocolo que implementa QoS (Quality of Service) na camada de transporte. Essa modificação no protocolo, denominada de TCP TS- Prio, implementa uma diferenciação no tamanho da janela deslizante, através de atribuição de prioridade para determinados fluxos. Essa análise revela as qualidades e limitações da utilização desse protocolo em cenários diferentes do original do TCP TS-Prio, onde o autor focava principalmente no comportamento dinâmico do protocolo. Como resultado do trabalho chega-se a conclusão de que o TCP TS-Prio é capaz de oferecer diferenciação de serviço, porém isto depende diretamente do estado de congestionamento da rede em questão. / This work presents the implementation of a model for the TCP-Reno protocol, as well as a detailed technique for modeling the network, with the purpose of measuring the burstiness and the throughput of TCP traffic in a congested shared router. This is necessary to study and to predict the behavior of a data network. The model was validated by comparing its results to simulations carried out with specialized simulation software, namely the Network Simulator (NS-2). After presenting the model and the main goals of this work, a detailed analysis of a modi- fied protocol that implements QoS (Quality of Service) in the transport layer was done. This protocol called TCP TS-Prio, implements a differentiation in the size of the sliding window, thus giving priorities to certain flows. This analysis is needed to reveal qualities and limitations of this protocol in several network environments (scenarios), because in the original work on TCP TS-Prio the author focused mainly on the dynamic behavior of the Protocol. We then conclude that TCP TS-Prio is able to offer service differentiation, but this depends directly on the network congestion degree. / 5000

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salim Suhet Mussi.pdf: 1598029 bytes, checksum: 726434eb3557035d6aedf33b981d9307 (MD5) Previous issue date: 2011-12-15 / O tráfego da Internet é dominado por transações de curta duração. Todavia, apesar da grande quantidade, os fluxos curtos são responsáveis por uma pequena porção da carga total dos enlaces e ainda disputam, injustamente, recursos com conexões que transportam grandes volumes de dados. O desempenho de sessões TCP (Transmission Control Protocol) operando em fase de slow-start ou em regime de pequenas janelas sofre de forma significativa ao compartilhar buffers e capacidade dos enlaces com grandes rajadas oriundas de sessões na fase de controle de congestionamento. Uma forma de amenizar essa desigualdade é tratar diferenciadamente fluxos curtos e longos. Neste trabalho estudamos, desenvolvemos e implementamos técnicas sem manutenção de estados (stateless) de forma a atingirmos um bom compromisso entre eficiência e complexidade na diferenciação de serviço entre fluxos curtos e longos. Do ponto de vista metodológico, optamos pela implementação experimental sobre roteadores físicos e utilizando tráfego real. Esta escolha trouxe maior confiabilidade aos resultados, uma vez que eles não ficaram atrelados à qualidade dos modelos de simuladores, os quais são frequentemente simplórios demais para corresponder ao real comportamento de uma rede. Para a implementação de roteadores que viabilizassem a alteração dos esquemas de tratamento de pacotes utilizou-se a plataforma Click. Em relação à metodologia de testes, propomos um ambiente controlado que possibilita comparações entre diferentes técnicas sob tráfego real, oriundo de um backup de um hard-disk via FTP (File Transfer Protocol). Dentre as técnicas de diferenciação de fluxos, apresentamos, no conhecimento dos autores, a primeira implementação física de um roteador com o mecanismo RuN2C (Running Number 2 Class). Trazemos ainda a contribuição da investigação de seu desempenho quando diferentes técnicas de escalonamento são aplicadas. Propomos ainda um novo método de diferenciação de fluxos, denominado RAFLE (Random Assorter of Flow LEngths), que não exige nenhuma alteração de protocolos hoje existentes, o que facilitaria sua implantação em ambiente em operação. A classificação de pacotes pertencentes a fluxos longos e curtos é inferida a partir de uma pequena tabela com as informações de identificação dos últimos pacotes encaminhados, não sendo necessário manter estados dos fluxos ativos. Como resultados relevantes podemos destacar que o desempenho do RAFLE supera o RUN2C e aproxima-se bastante do desempenho da diferenciação com conhecimento completo dos fluxos (full-state) em diferentes cenários de tráfego. / Internet traffic is dominated by short data transfers. However, short flows account for a small portion of the total link capacity. In addition, short flows unfairly compete for resources with connections that carry large volumes of data. The performance of TCP (Transmission Control Protocol) operating at slow-start phase (or under the small transmission windows) are impaired when sharing buffers and with long bursts coming from sessions at the stage of congestion control. One way to mitigate this inequality is to treat short and long flows differently. In this work we investigate stateless techniques in order to achieve a good compromise between efficiency and complexity of service differentiation between short and long flows. From the methodological point of view, we adopt an experimental approach using PC-based routers under real traffic. The goal is to achieve trustworthy to the results, since they are not tied to particular features of simulation models, which are often overlook the actual behavior of a network. We use the Click platform for routers implementation. The evaluation methodology for the different mechanisms is based on a controlled environment considering a backup of a hard-disk via FTP (File Transfer Protocol). We present what is, in the authors best knowledge, the first physical implementation of a router with the RUN2C mechanism (Running Class Number 2). In addition, we investigate its performance for different scheduling techniques. Our main contribution is a new method for flow differentiation called RAFLE (Random Lengths Assorter of Flow). In contrast with RuN2C, RAFLE requires no change of current network protocols. The classification of packets belonging to long and short flows is inferred from a small table with identification information of the last forwarded packets, but with no need for keeping the full flow states. Results show that RAFLE s performance exceeds RUN2C s. Moreover, RAFLE is able to virtually reach the performance of systems with full knowledge flows (full-state) in different traffic scenarios.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2012 / Bibliografia: f. 78-82 / Esta dissertação apresenta o aigoritmo de roteamento SP/WSN (Stronqest Puth for Wirc/css Sensor Neíworks) para redes de sensores sem fio com um único nó sink. O seu objetivo é manter o balanceamento do nível de energia entre todos os nós, tal que a área e / This Masters dissertation preFents thc routing algorithm SP/WSN (Strongest Path for Wireicss Sensor Networks) for wireless sensor networks with a single nodo sink. Its goal is I.o inaintain a. balancod energy- levei betwecri ali nodos. such that the arca

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317838.pdf: 2995458 bytes, checksum: 54640b66ce78f6cf461f8357ca851956 (MD5) Previous issue date: 2013 / As redes de sensores sem fio (RSSF) proporcionam uma ampla gama de aplicações em diversos setores da sociedade. A comunicação entre os nodos sensores é o elemento básico do funcionamento das redes de sensores. Por isso, o trabalho desta tese se concentra em duas questões essenciais para aperfeiçoamento de protocolos de rede. Primeiramente, uma arquitetura para protocolos de roteamento com garantia de qualidade de serviço foi proposta no escopo de cenárioscom mobilidade. O protocolo proposto utiliza métricas para tomada de decisão para realizar retransmissão de mensagens que refletem as condições da rede, sejam redes densas ou esparsas, com grande ou pouca carga de mensagem. A proposta do protocolo de comunicação foi avaliada sob a ótica de um cenário de aplicação envolvendo mobilidade e diferentes cargas de mensagens. Além disso, as métricas foram desagregadas e analisadas para verificar a sua influência para diferentes condições de rede. Em conjunto à análise das métricas, diversos trabalhos da literatura foram analisados sob os mesmos aspectos e condições de rede para melhor avaliar o ganho do protocolo proposto, o qual se mostrou hábil para o atendimento de requisitos de qualidade de serviço demandado pela aplicação. O segundo aspecto igualmente importante para o desempenho das redes de sensores trata-se do aspecto fundamental para realização da comunicação em ambientes com mobilidade, que é a conectividade. A conectividade foi estudada na sua característica essencial que se refere ao enlace entre dois nodos móveis. Dois modelos foram projetados para proporcionar a estimativa de conectividade por meio da qualidade de enlace para protocolos e aplicações. O primeiro modelo proposto se baseia no comportamento estatístico dos padrões de mobilidade para realizar a estimativa da qualidade de enlace. O segundo modelo proposto se baseia no método de aprendizado sistema classificador para aprender o comportamento do padrão de mobilidade. Ambos os modelos foram implementados e testados com diferentes padrões de mobilidade. Ademais, alguns trabalhos da literatura também foram implementados, avaliados e comparados com os modelos propostos. O método de aprendizado com sistema classificador se mostrou eficiente na estimação de conectividade, bem como capaz de se adaptar a mudanças no padrão de mobilidade.<br> / Abstract : Wireless sensor networks (WSN) provide a wide range of applications in various sectors of society. The communication among the sensor nodes is the basic element of sensor networks function. Given this premisse, this thesis focuses on two key issues for the improvement of network protocols. Firstly, an protocol for routing protocols with guaranteed quality of service was proposed to deal with mobility scenarios. The proposed protocol uses several metrics that reflect the network conditions in dense or sparse networks with small or large load of messages for routing decisions. The proposed communication protocol was evaluated from the perspective of an application scenario involving mobility and different loads of messages. Furthermore, the metrics were disaggregated and analyzed to check their influence with different network conditions. Moreover, several algorithms from the iii literature were analyzed under the same aspects and network conditions to better assess the gain of the proposed protocol. The proposed protocol proved to be able to fulfill the quality of service requirements demanded by the application. The second equally important aspect for the performance of WSN it is the fundamental aspect for achieving communication in environments with mobility: the connectivity. Two models were designed to provide connectivity estimation by means of link quality to improve protocols and applications. The first proposed model is based on statistical behavior mobility patterns to perform the estimation of link quality. The second proposed model is based on a learning method classifier system to learn the behavior of the mobility pattern. Both models were implemented and tested with different mobility patterns. Furthermore, other existing approaches have also been implemented, evaluated, and contrasted against the proposed models. The learning method with classifier system is efficient for estimation of connectivity, as well as able to adapt to changes in mobility pattern.