Úspešná účasť študentov z TU v Košiciach na súťaži MANIAC Challenge

Nie je tajomstvo, že na Slovensku bol na báze programu Sieťových akadémií vybudovaný od roku 1999 na úrovni stredných a vysokých škôl výborný systém vzdelávania v oblasti počítačových sietí a študenti, ktorí majú možnosť v rámci tohto programu študovať, dosahujú skutočne vynikajúce výsledky aj v medzinárodnej miere.

Dôkazom toho je aj úspešná účasť dvoch študentov z Technickej univerzity v Košiciach I. Klimeka a V. Sidimáka (z Laboratória počítačových sietí na Katedre počítačov a informatiky) na medzinárodnej súťaži The MANIAC Challenge (Mobile Ad-Hoc Network Interoperability and Cooperation/ Challenge) vo Washingtone, ktorá bola organizovaná Virginia Polytechnic Institute and State University s podporou The National Science Foundation, ako sprievodná akcia významnej medzinárodnej konferencie IEEE GLOBECOM, ktorá má tohto roku svoje 50. výročie.

Finále súťaže The MANIAC Challenge sa konali 25. a 26. 11. 2007 v hoteli Hilton vo Washingtone. Úlohou tímov bolo riešiť experimentálnu úlohu z oblasti optimalizácie prevádzky tzv. mobilných ad hoc počítačových sietí. Záujemcovia o účasť na súťaži museli vypracovať a zaslať organizátorom koncept svojho riešenia zadanej úlohy a až na základe posúdenia konceptu bolo do súťaže vo Washingtone vybraných 12 tímov z celého sveta, ktoré získali od organizátorov aj grant na účasť v súťaži. Vybrané tímy na súťaži museli nielen prezentovať koncept svojho riešenia, ale aj experimentálne predviesť jeho funkčnosť a ukázať jeho výhody. Finálne bolo hodnotených 5 tímov.

Tím zo Slovenska, ktorý tvorili študenti Ivan Klimek a Vladimír Sidimák z Technickej univerzity v Košiciach, získal jednu z hlavných cien súťaže The Strategic Awards a cenu tzv. The performance award získal tím z Univerzity of North Carolina at Charlotte.

Člen úspešného tímu Ivan Klimek o účasti na súťaži povedal: „Keď som sa pred pár týždňami dozvedel o súťaži MANIAC, nevedel som toho veľa o problematike tzv. mobilných ad hoc sietí (MANET) a už vôbec som s nimi nemal žiadne praktické skúsenosti. Bol som však nadchnutý ich možnosťami a tým, že mám príležitosť sa priamo podieľať na jedinečnom experimente. The MANIAC Challenge si zobral za cieľ simulovať sieť MANET za reálnych podmienok, organizátori priamo vyzývali zapojené tímy na to, aby sa správali sebecky, aby sa snažili navrhnúť také riešenia, ktoré by umožňovali doručovať v prvom rade ich vlastné dáta a minimalizovať tak prenos dát ostatných tímov. Efektívnosť jednotlivých riešení sa posudzovala podľa jednoduchého vzorca: 10 bodov za každý doručený vlastný paket a mínus 1 bod za každý odoslaný paket. Takéto hodnotenie malo motivovať k invenčným riešeniam zameraním na šetrenie energie, pretože každý odoslaný paket spôsobí straty energie.“


Ocenený tím z Košíc
Organizátori dodali súťažiacim tímom hotové API (application programming interface), takže tímy sa mohli sústrediť priamo na rozhodovaciu logiku a nemuseli riešiť systémové otázky. Ako smerovací protokol bol použitý špeciálny protokol OLSR (pozri ďalej), vyvinutý US Naval Research Laboratory. Vzhľadom na to, že jednotlivé tímy nemali žiadne informácie o postupe iných tímov, muselo byť ich riešenie generické a schopné prispôsobiť rôznym situáciám. Vývoj konceptu riešenia úlohy prebiehal veľmi dynamicky, neexistovala nijaká podrobná špecifikácia alebo návody, ako postupovať.

I. Klimek: „V prvom rade bolo nutné vytvoriť si vývojové a testovacie prostredie. Ale ako jednoducho simulovať sieť zloženú z niekoľkých autonómnych strojov, kde len niektoré stroje majú vzájomnú konektivitu? Pokiaľ by sme položili na stôl niekoľko notebookov, každý z nich by mal konektivitu so všetkými ostatnými. Nemohli by sme teda nasimulovať reálnu topológiu, kde napr. jeden počítač má v dosahu len jeden ďalší a ten zase ďalší atď. Preto sme sa rozhodli použiť virtuálne počítače, ktorým sa na druhej vrstve modelu OSI nadefinovalo, ktoré ďalšie počítače vidia a ktoré nie. Týmto krokom sa na jedinom notebooku mohol simulovať menší MANET, na dvoch notebookoch to však už stačilo na simulovanie MANET-u zloženého s deviatich počítačov, a teda celkom peknej siete, na ktorej sme mohli vyskúšať prakticky akúkoľvek situáciu.“

Uvedený postup zvolený tímom z Košíc bol naozaj z pohľadu organizátorov originálny a s takto zvolenou stratégiou postupovali ako jediný tím súťaže. Tento prístup výrazne zjednodušuje a zrýchľuje celkový vývoj a riešenie študentov z Košíc ovplyvnilo aj ďalšie plány organizátorov súťaže, ktorí uvažujú o tom, že v budúcom ročníku súťaže bude zverejnený obraz virtuálneho počítača na oficiálnych stránkach a budú ho môcť použiť aj ostatné tímy.


Súťažiaci The MANIAC Challenge v akcii
I. Klimek pokračuje: „Organizátori nemali presne stanovené očakávania, skôr ich zaujímalo, s akými nápadmi prídu súťažiace tímy. Naše riešenie sa celé odvíjalo od jedinej vety: Ži a nechaj žiť. Možno sa pýtate, prečo práve táto veta. Odpoveď je jednoduchá, žiadny celok nemôže fungovať, pokiaľ nie je cieľom jeho jednotlivých komponentov spolupráca. Celok je v tomto konkrétnom prípade sieť, komponenty jednotlivé body siete a funkcia je optimálne vzájomné prepojenie všetkých bodov siete. Ale ako minimalizovať spotrebu energie jednotlivých bodov siete a pri tom zachovať sieť ako celok funkčnú? Na túto otázku hľadali odpoveď všetci súťažiaci. Všetci šli svojou vlastnou cestou, či už zložitými matematickými modelmi, alebo hrubým zásahom do správania sa smerovacieho protokolu a pod. Hlavná myšlienka nášho riešenia spočíva v minimalizácii priamych spojení so susedmi. V prvom kroku sme si našli najlepšieho suseda na odosielanie pre nás zaujímavých dát, t. j. s najmenšou metrikou k cieľu našich dát. Potom sme doslovne odrezali všetkých ostatných susedov, počkali, kým sa zmeny v typológii prejavia, a následne overili, či sú všetci, ktorých sme odrezali, ešte stále dostupní. Keby naši priamy typologickí susedia mali ešte nejaké ďalšie pripojenie do siete ako nás, dozvedeli by sme sa o nich cez suseda, ktorého sme si vybrali ako ideálneho na posielanie našich dát. Ak sa o niekom zo susedov nedozvieme, znamená to, že nemá inú cestu do siete ako cez nás. V tom prípade ho povolíme a poskytneme mu pripojenie do siete cez nás. Ak sa detegujú akékoľvek topologické zmeny, ktoré by mohli mať dosah na objektívnosť nami vytvorenej minimálnej topológie susedov, prerátame ju. Takéto "odrezávanie" má aj ďalšiu výhodu, a to zvyšovanie metriky pre nezaujímavé body siete, a teda zmenšovanie atraktivity posielania nezaujímavých dát cez nás. A to je ideálny prípad, keď zvyšok siete ani len nebude chcieť poslať svoje dáta cez nás. Samozrejme, nemohli sme vedieť, čo si na nás pripravia ostatné tímy, a preto sme predpokladali, že sa takisto budú držať nejakého konštruktívneho prístupu udržiavania siete funkčnej ako celok. Ďalej sme si mohli byť viac ako istí, že budú nejakým spôsobom obmedzovať dáta iných tímov. Aby sme zabezpečili čo najrýchlejšie dátové prenosy, rozhodli sme sa implementovať istý druh load-balancingu. Pokiaľ existuje viac ako jedna cesta k cieľu a všetky cesty majú rovnaké alebo porovnateľné parametre, použijeme ich všetky na prenos dát systémom per packet switching.“

Úspech študentov programu sieťových akadémií z Technickej univerzity v Košiciach nie je náhodný. Je to výsledok dlhoročnej koncepčnej práce tímu pedagógov, ktorí koordinujú aktivity v rámci programu sieťového vzdelávania a dosahujú v tejto oblasti naozaj pozoruhodné výsledky.

Čo sú mobilné ad hoc siete?
Predstavme si, že na vytvorenie siete nepoužijeme žiadne sieťové komponenty, ako sú napríklad smerovače, prepínače alebo prístupové body (access-pointy), a vytvoríme riešenie bez centrálneho prvku, ktorý bude sieť riadiť. Nebude teda v sieti existovať žiadne tzv. úzke miesto (single point of failure) a sieť bude tvorená len koncovými zariadeniami, ktoré sú rovnocenné, môžu sa pohybovať, kedykoľvek sa pripájať a odpájať a zároveň každý bod tejto siete v ktoromkoľvek momente a za akýchkoľvek podmienok je dostupný z ľubovoľného iného bodu. Takáto sieť je dostatočne robustná a pritom jednoduchá a je označovaná ako sieť MANET, mobilná ad hoc sieť (Mobile Ad-Hoc Network).

S pojmom ad hoc sa mnohí z vás už určite stretli, takéto siete sa zvyknú využívať na priame prepojenie dvoch zariadení, napr. dvoch PC bezdrôtovo bez potreby access-pointu. Možnosti siete ad hoc sa však zďaleka nekončia iba pri prepojovaní dvoch zariadení. Za bežných okolností a s bežne dostupným softvérovým vybavením to tak je, našťastie sa vždy nájde niekto, komu súčasné možnosti nestačia a chce posunúť hranice možného. MANET-y sú nutný logický evolučný krok vpred, sú postavené na overenej jednoduchosti ad hoc siete a pridávajú k nej možnosť vytvárať väčšie siete použitím smerovacieho protokolu. Výhody takýchto sietí sú jednoznačné, preto sa nemožno čudovať, že sa o ne zaujímajú výskumníci z celého sveta, a to nielen z akademickej oblasti. Napríklad známe sú výskumné aktivity americkej armády, ktorá vyvinula aj vlastnú implementáciu smerovacieho protokol optimalizovaného pre siete MANET – OLSR (optimized link state routing protocol).

Viac informácií o programu sieťových akadémií v SR možno nájsť na www.netacad.sk a o aktivitách Laboratória počítačových sietí na KPI FEI TU na www.cnl.tuke.sk.

Zdroj: TS PCR



Ohodnoťte článok:
   
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

App­le za­pla­tí po­ku­tu 625 mil. USD za ne­le­gál­ne pou­ží­va­nie tech­no­ló­gií
Americká firma Apple musí spoločnosti VirnetX Holding zaplatiť za nelegálne používanie jej internetových bezpečnostných technológií viac ako 625 mil. USD. čítať »
 
PR: 4 naj­pot­reb­nej­šie ve­ci v pra­cov­ni
V robote nemusíte tráviť nekonečné hodiny, aby ste zvládli všetko, čo potrebujete. Urobte za menej času viac tým, že sa sústredíte na zvyšovanie produktivity. Čo je pre vašu efektívnu prácu a zdravie v pracovni najdôležitejšie? čítať »
 
Cis­co Sys­tems ku­pu­je Jas­per Tech­no­lo­gies za 1,4 mld. USD v ho­to­vos­ti
Spoločnosť Cisco Systems kupuje firmu Jasper Technologies, ktorá podniká v oblasti internetu vecí, teda pripája napríklad automobily, či medicínske zariadenia na internet. čítať »
 
Príj­my spo­loč­nos­ti Le­no­vo pok­les­li
Spoločnosť Lenovo zaznamenala v treťom kvartáli svojho finančného roka pokles príjmov o 8 % na 12,9 mld. USD. Dôvodom je slabší dopyt po osobných počítačoch a slabší predaj smartfónov. čítať »
 
Pa­ríž vy­lu­ču­je do­ho­du s Goog­le o da­ňo­vých dop­lat­koch
Vyriešenie sporu o neuhradené dane spoločnosti Google podľa vzoru dohody, akú uzatvoril americký internetový gigant vo Veľkej Británii, Francúzsko vylučuje. čítať »
 
Fir­ma Uni­corn Sys­tems ot­vo­rí v Pre­šo­ve no­vé vý­vo­jo­vé cen­trum
V priebehu februára otvorí v Prešove svoje nové vývojové centrum spoločnosť Unicorn Systems, ktorá ponúkne pracovné miesta pre odborníkov, ale aj čerstvých absolventov a študentov v oblasti informačných technológií (IT). čítať »
 
Fir­ma Al­pha­bet (Goog­le) do­siah­la vy­ššie príj­my, ako sa ča­ka­lo
Firma Alphabet Inc, materská spoločnosť firmy Google, zaznamenala lepšie štvrťročné príjmy, ako sa očakávalo. Prispeli k tomu výrazné tržby z reklamy na mobilných zariadeniach a zo služby YouTube. čítať »
 
No­kia ús­peš­ne do­kon­či­la ar­bit­ráž so Sam­sun­gom
Fínsky výrobca telekomunikačných zariadení Nokia urovnal arbitrážny spor s juhokórejským konkurentom Samsung. Spoločnosť v pondelok informovala, že vďaka rozhodnutiu arbitrážneho súdu očakáva rast príjmov z predaja patentových práv rádovo v stovkách miliónov eur. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter