Progettazione e sviluppo di un protocollo di routing ibrido MANET-DTN a livello applicativo per reti off-grid su dispositivi mobili commerciali

Le reti di telecomunicazione basate su infrastrutture centralizzate presentano criticità in scenari operativi off-grid o post-disastro. In tali contesti, le reti mobili ad-hoc e le Delay-Tolerant Networks offrono un paradigma di comunicazione decentralizzato essenziale. Tuttavia, l'implementazione pratica di protocolli di routing multi-hop su dispositivi mobili commerciali è limitata dai vincoli di sicurezza dei dispositivi che inibiscono l'accesso e la modifica dello stack di rete ai livelli inferiori. Per superare tali limitazioni architettoniche, questo lavoro presenta la progettazione, lo sviluppo e la validazione di un protocollo ibrido operante a livello applicativo. Sfruttando le API di Google Nearby Connections come livello di astrazione hardware, il sistema implementa una soluzione zero-hardware che orchestra le interfacce Wi-Fi e Bluetooth dei comuni smartphone. L'algoritmo di instradamento si adatta dinamicamente alle variazioni topologiche alternando due fasi operative. All'interno di cluster stabili, un meccanismo proattivo elegge un nodo leader e costruisce una topologia logica ad albero mediante un algoritmo DFS. Questo approccio elimina i routing loops, abilitando un inoltro rapido e diretto dei pacchetti. In presenza di partizioni di rete o disconnessioni, il sistema adotta una variante adattiva del protocollo Spray and Wait. Il limite massimo di repliche iniettate nella rete è calcolato dinamicamente in funzione della cardinalità della topologia locale nota, ottimizzando il compromesso tra probabilità di consegna e consumo di risorse. Infine, l'architettura integra logiche di buffer management, per contenere il traffico di rete. È stata sviluppata un'applicazione Android per la messaggistica offline a dimostrare la fattibilità di trasformare reti frammentate di smartphone standard in un'infrastruttura mesh, idonea a supportare comunicazioni critiche in totale assenza di infrastrutture di supporto o moduli radio dedicati.