Nuovo metodo migliora la velocità e l'affidabilità della rete wireless

I ricercatori informatici hanno creato D-REC, un metodo di ottimizzazione della cache periferica che utilizza un "gemello digitale" per prevedere e migliorare lo storage dei dati nelle reti wireless, aumentando così la velocità e l'affidabilità.

Un nuovo metodo di caching periferico che utilizza un "gemello digitale" migliora significativamente l'efficienza delle reti wireless prevedendo i bisogni dei dati degli utenti e ottimizzando lo storage dei dati, migliorando così l'affidabilità e la velocità della rete. I ricercatori stanno cercando di testare questo metodo in applicazioni reali.

I ricercatori informatici hanno introdotto una nuova tecnica per prevedere i bisogni dei dati degli utenti di computing wireless prima che si presentino, migliorando la velocità e l'affidabilità delle reti wireless. Questo metodo innovativo utilizza la tecnologia del "gemello digitale", che replica la rete che supporta, consentendo una gestione proattiva dei dati.

Il problema riguarda qualcosa chiamato edge caching. Il caching si riferisce allo storage dei dati su un server che un sistema o una rete pensa che gli utenti utilizzeranno (o riutilizzeranno) nel prossimo futuro. Questo consente al sistema di soddisfare più velocemente le esigenze degli utenti rispetto all'accesso dei dati dalla fonte originale. Il caching periferico è quando un sistema memorizza dati nel server più vicino all'utente finale, come i computer incorporati nei router di rete o collocati insieme a quei router.

"Due grandi sfide qui sono determinare quali dati devono essere memorizzati nella cache e quanto dati il server periferico deve conservare in un determinato momento", afferma Yuchen Liu, autore corrispondente di un articolo sul lavoro e professore assistente di informatica presso la North Carolina State University. "I sistemi non possono mettere tutto nelle cache periferiche, e memorizzare troppi dati ridondanti su un server periferico può rallentare il server se i dati stanno utilizzando troppe risorse computazionali. Di conseguenza, i sistemi prendono costantemente decisioni su quali pacchetti di dati conservare e quali pacchetti di dati possono essere rimossi dalla cache."

"Più preciso è un sistema nel prevedere quali dati gli utenti desidereranno effettivamente, e quanto dati i server periferici dovrebbero memorizzare, migliori saranno le prestazioni del sistema", afferma Liu. "Il nostro lavoro qui si è concentrato sul migliorare queste previsioni."

Il nuovo metodo di ottimizzazione della cache periferica, chiamato D-REC, utilizza una tecnica di modellizzazione computazionale chiamata gemello digitale. Un gemello digitale è un modello virtuale di un oggetto reale. Nel caso di D-REC, il gemello digitale è un modello virtuale di una rete wireless definita - che sia una rete cellulare o una rete Wi-Fi.

"Il metodo può essere applicato a qualsiasi rete wireless, a seconda delle esigenze dell'amministratore di sistema o dell'operatore di rete", afferma Liu. "D-REC può essere adattato in base alle esigenze dell'utente."

In D-REC, il gemello digitale prende dati in tempo reale dalla rete wireless e li utilizza per condurre simulazioni per prevedere quali dati sono più probabili che siano richiesti dagli utenti. Queste previsioni vengono quindi inviate alla rete per informare le decisioni di caching periferico della rete. Poiché le simulazioni sono eseguite da un computer esterno alla rete, ciò non rallenta le prestazioni della rete.

I ricercatori hanno utilizzato set di dati open-source per determinare se una rete wireless operasse in modo più efficiente con D-REC. I ricercatori hanno condotto ampi esperimenti progettati per considerare molte variabili, come la scala della rete, il numero di utenti in una rete, e così via.

"D-REC ha superato gli approcci convenzionali", dice Liu. "La nostra tecnica ha migliorato la capacità della rete di prevedere con precisione quali dati dovrebbero essere memorizzati nella cache periferica. D-REC ha anche aiutato i sistemi a bilanciare meglio lo storage dei dati su tutta la rete."

Inoltre, poiché il gemello digitale di D-REC si concentra sulla previsione del comportamento della rete, può identificare potenziali problemi in anticipo.

"Ad esempio, se il gemello digitale pensa che vi sia una elevata probabilità che una specifica stazione base, o server, sarà sovraccarico, la rete può essere avvisata - consentendole di redistribuire i dati su tutta la rete al fine di preservare le prestazioni e l'affidabilità della rete", afferma Liu.

"A questo punto, siamo aperti a collaborare con gli operatori di rete per esplorare come D-REC possa migliorare le prestazioni e l'affidabilità della rete in situazioni reali."