Nuevo Método Mejora la Velocidad y Confiabilidad de las Redes Inalámbricas

Los científicos informáticos han creado D-REC, un método de optimización de almacenamiento en caché de borde que utiliza un "gemelo digital" para pronosticar y mejorar el almacenamiento de datos en redes inalámbricas, lo que aumenta la velocidad y la confiabilidad.

Un nuevo método de almacenamiento en caché de borde que utiliza un "gemelo digital" mejora significativamente la eficiencia de la red inalámbrica al predecir las necesidades de datos del usuario y optimizar el almacenamiento de datos, mejorando así la confiabilidad y la velocidad de la red. Los investigadores buscan probar este método en aplicaciones del mundo real.

Los investigadores de ciencias de la computación han sido pioneros en una nueva técnica para predecir las necesidades de datos de los usuarios de computación inalámbrica antes de que surjan, mejorando la velocidad y la confiabilidad de las redes inalámbricas. Este método innovador emplea una tecnología de "gemelo digital", que replica la red que admite, lo que permite una gestión de datos proactiva.

El problema es algo llamado almacenamiento en caché de borde. El almacenamiento en caché se refiere al almacenamiento de datos en un servidor que un sistema o red cree que los usuarios usarán (o reutilizarán) en el futuro cercano. Esto permite que el sistema satisfaga las demandas de los usuarios más rápidamente que si el sistema tuviera que recuperar los datos de la fuente original. El almacenamiento en caché de borde es cuando un sistema almacena en caché los datos en el servidor que está más cerca del usuario final, como las computadoras que están incorporadas a los enrutadores de red o ubicadas junto a esos enrutadores.

“Dos grandes desafíos aquí son determinar qué datos deben almacenarse en caché y cuántos datos debe almacenar el servidor de borde en un momento dado”, dice Yuchen Liu, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asistente de informática en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “Los sistemas no pueden colocar todo en cachés de borde, y almacenar demasiados datos redundantes en un servidor de borde puede ralentizar el servidor si los datos utilizan demasiados recursos computacionales. Como resultado, los sistemas toman decisiones constantemente sobre qué paquetes de datos almacenar y qué paquetes de datos pueden eliminarse.

“Cuanto más preciso sea un sistema a la hora de predecir qué datos realmente querrán los usuarios y cuántos datos deben almacenar los servidores de borde, mejor será el rendimiento del sistema”, dice Liu. “Nuestro trabajo aquí se centró en mejorar esas predicciones”.

El nuevo método de optimización del almacenamiento en caché de borde, llamado D-REC, utiliza una técnica de modelado computacional llamada gemelo digital. Un gemelo digital es un modelo virtual de un objeto real. En el caso de D-REC, el gemelo digital es un modelo virtual de una red inalámbrica definida, ya sea una red celular o una red wifi.

“El método se puede aplicar a cualquier red inalámbrica, según las necesidades del administrador del sistema o del operador de la red”, afirma Liu. “D-REC se puede ajustar según las necesidades del usuario”.

En D-REC, el gemelo digital toma datos en tiempo real de la red inalámbrica y los utiliza para realizar simulaciones con el fin de predecir qué datos es más probable que soliciten los usuarios. Estas predicciones se envían luego de vuelta a la red para informar las decisiones de almacenamiento en caché de borde de la red. Como las simulaciones las realiza una computadora que está fuera de la red, esto no ralentiza el rendimiento de la red.

Los investigadores utilizaron conjuntos de datos de código abierto para determinar si una red inalámbrica funcionaba de manera más eficiente con D-REC. Los investigadores realizaron experimentos exhaustivos diseñados para tener en cuenta muchas variables, como la escala de la red, la cantidad de usuarios en una red, etc.

“D-REC superó a los enfoques convencionales”, afirma Liu. “Nuestra técnica mejoró la capacidad de la red para predecir con precisión qué datos se deben almacenar en caché en el borde. D-REC también ayudó a los sistemas a hacer un mejor trabajo de equilibrio del almacenamiento de datos en sus redes”.

Además, debido a que el gemelo digital de D-REC se centra en predecir el comportamiento de la red, puede identificar problemas potenciales con anticipación.

“Por ejemplo, si el gemelo digital cree que existe una alta probabilidad de que una estación base o un servidor específico se sobrecargue, se puede notificar a la red, lo que le permite redistribuir los datos a través de la red para preservar el rendimiento y la confiabilidad de la red”, dice Liu.

“En este punto, estamos abiertos a trabajar con operadores de red para explorar cómo D-REC puede mejorar el rendimiento y la confiabilidad de la red en situaciones del mundo real”.