Investigadores del grupo MYDASS (Modelling & Development of Advanced Software Systems), pertenecientes al departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos y Escuela Superior de Ingenierías Informática y Telecomunicación de la Universidad de Granada (UGR), han diseñado una arquitectura software autoadaptativa que garantiza una mayor y mejor disponibilidad de servicios, y por tanto posibilita la colaboración entre miembros de un equipo de trabajo, incluso en áreas donde no existe cobertura o acceso a Internet.

La arquitectura diseñada por el equipo de investigadores de la UGR puede resultar especialmente útil en situaciones de emergencia, en las que garantizar la colaboración es de especial relevancia para los equipos de rescate después de un desastre natural o ataque terrorista.

Los investigadores de la UGR que han participado en este trabajo.

La arquitectura está ideada para ofrecer servicios de forma dinámica y lo más descentralizada posible, operando incluso sobre redes móviles ad hoc (o MANETs, en el argot técnico), lo cual quiere decir que no depende de una infraestructura de comunicación externa, como, por ejemplo, puntos de acceso centralizados o conexión a Internet, sino que los propios dispositivos móviles son los únicos actores implicados.

Estos actúan como emisores, destinatarios y enlaces de la comunicación. De esta forma, los móviles reciben y envían datos dentro de una red colaborativa que puede ser conformada y trasladada hacia donde los usuarios requieran en todo momento.

“La flexibilidad y dinamismo de las redes MANETs presentan nuevos desafíos en el diseño de sistemas software distribuidos. Por ejemplo, debido a la movilidad de los usuarios, las conexiones entre sus dispositivos cambian de forma frecuente, dando lugar a topologías de red dinámicas y poco estables”, explica el investigador principal de este trabajo, Gabriel Guerrero Contreras. “La arquitectura que diseñamos mejora la aplicabilidad de las redes ad hoc abordando y gestionando de manera efectiva dichos desafíos”, añade Gabriel Guerrero.

Los investigadores de la Universidad de Granada han abordado los problemas convencionales de las redes MANETs gracias al diseño de una arquitectura autoadaptativa, basada en técnicas de replicación y autoconfiguración, dando soporte al despliegue dinámico de servicios. Es decir, los diferentes dispositivos que conforman la red se relevan automáticamente entre sí para mantener los servicios y recursos disponibles y garantizar la colaboración y comunicación de los miembros de la red de forma permanente.

Esta arquitectura trabaja de forma distribuida/descentralizada, lo que favorece que ningún dispositivo resulte imprescindible para el correcto funcionamiento del proceso de autoadaptación. Por tanto, ello cumple con la tendencia actual hacia un diseño e implementación de sistemas basados en nuevos modelos de computación tales como Computación Móvil en la Nube, Edge y Fog Computing, con el objetivo principal de reducir tráfico de mensajes en Internet.

El sistema diseñado en la UGR es especialmente útil en situaciones de emergencia, en las que garantizar la colaboración es de especial relevancia para los equipos de rescate después de un desastre natural, por ejemplo.

Según explica el investigador Gabriel Guerrero, “si alguno de los dispositivos de la red ad hoc se desconecta de dicha red, el resto tomarían el relevo para seguir ejecutando el servicio. Así se evita la interrupción del flujo de trabajo de los miembros del equipo”. Además, cuando se lleva a cabo la elección del dispositivo que se utiliza como servidor se tienen en cuenta las propiedades del mismo, por ejemplo, se puede elegir como nuevo servidor aquel terminal que disponga de más batería o mejor ancho de banda para maximizar los atributos de calidad del servicio.

Aplicaciones prácticas

Al funcionar los dispositivos de la red como emisores, destinatarios y enlaces de la comunicación dentro de la red ad hoc, y trabajar de forma autoadaptativa, se asegura la continuidad de los servicios móviles que deben emplear los equipos de emergencia sobre el terreno, los cuales son de vital importancia cuando la red principal se encuentra dañada o no accesible.

Los campos de aplicación de esta solución abarcan otros contextos, generalmente enmarcados en el ámbito de las smart cities e Internet de las Cosas (turismo, campus universitarios, sistemas inteligentes de tráfico o de soporte a los conductores). Debido al creciente número de dispositivos inteligentes que se pueden encontrar en nuestro día a día, estos escenarios cobran cada vez mayor importancia, generando situaciones en las que varios usuarios pueden colaborar entre sí y beneficiarse del intercambio de información local.

“Por ejemplo, un turista podría recibir y compartir información actualizada en tiempo real de actividades de interés con otros turistas. Dicha información podría ser compartida sin disponer de una conexión de Internet. También podrían sugerir planes alternativos, por ejemplo, cuando se agotan las entradas de un monumento. Del mismo modo la solución puede aplicarse entre conductores para compartir de forma automática información acerca del estado del tráfico que pueden proporcionar los propios vehículos que se encuentran adelantados en una misma vía”, detalla Gabriel Guerrero.

Tres ventajas principales

Los investigadores señalan tres ventajas principales de esta propuesta novedosa y viable. En primer lugar, la disponibilidad de la comunicación, ya que, aunque no exista una conexión a Internet, ya sea por falta de cobertura u otras razones, el sistema propuesto permite mantener la comunicación con el entorno más próximo. En segundo lugar, la seguridad y velocidad de las conexiones gracias a una comunicación directa entre dispositivos cercanos, que hace que la información no pase por servidores externos o muy remotos, aumentando la velocidad y dificultando las posibilidades de interceptación y pérdida de mensajes en Internet. Por último, la gratuidad, al no precisar del uso de la tarifa de datos para compartir información en el entorno local.

La arquitectura software resultante de esta investigación ha sido evaluada y validada mediante el uso de simuladores de red avanzados en los que los investigadores han obtenido resultados positivos. El siguiente paso del trabajo es su prueba en escenarios reales, lo que, según cuenta Gabriel Guerrero, “podría despertar el interés de compañías de telecomunicaciones, automovilísticas, agencias turísticas o instituciones públicas”.

Este trabajo se enmarca en la tesis doctoral, titulada “Proteo: A Self-adaptive Software Architecture to Support Quality Attributes in Ubiquitous Systems”, que Gabriel Guerrero Contreras ha realizado dentro del Programa de Doctorado en Tecnologías de la Información y la Comunicación de la Escuela Internacional de Posgrado de la Universidad de Granada, y ha sido publicado en la revista IEEE Transactions on Services Computing.

Referencias:

Guerrero-Contreras, G., Garrido, J. L., Balderas-Díaz, S., & Rodríguez-Domínguez, C. (2017). A Context-Aware Architecture Supporting Service Availability in Mobile Cloud Computing. IEEE Transactions on Services Computing, 10(6), 956–968. https://doi.org/10.1109/TSC.2016.2540629