Efficient database synchronization over satellite for the management of mass casualty events

Abstract

[ANGLÈS] The e-Triage project's aim was to develop a communications system to automate, taking advantage of today's technology, the process known as Triage. Triage is the process of determining the priority of the patients' treatments based on the severity of the injuries during the so-called Mass Casualty Events (MCE). In order to accomplish this, a network of electronic devices, that can modify the information stored in the distributed database, is deployed. The devices are interconnected using a Wireless Local Area Network (WLAN), GSM/GPRS and TETRA services. The final solution that was developed during the e-Triage project ended up being very inefficient because the protocols responsible for the data transfer were Transmission Control Protocol (TCP)-based, which has a very low throughput in satellite links --which were used in e-Triage. This was the main motivation to develop a new User Datagram Protocol (UDP)-based solution that did not have the aforementioned problem. This UDP-based solution was called Multicast Database Replicator (MDR). The main task to be carried out in this master's thesis was analyze the MDR protocol, benchmark it against similar protocols and find how its performance could be improved. Finally, a couple of problems that could appear were found during MDR's normal operation, which caused the creation of a new protocol for the synchronization of the distributed database.

[CASTELLÀ] e-Triage es un proyecto que tuvo como objetivo el desarrollo de una infraestructura de comunicaciones para automatizar, usando la tecnología más actual, el proceso denominado Triage. Se conoce como Triage al proceso de asignar prioridades en el tratamiento según la gravedad de las lesiones sufridas por las víctimas de los denominados Mass Casualty Events (MCE). Para tal fin se emplea una red de dispositivos electrónicos autónomos con capacidad para modificar las entradas de una base de datos distribuida interconectados mediante una Wireless Local Area Network, GSM/GPRS y servicios TETRA. La solución final desarrollada durante el proyecto e-Triage resultó ser muy ineficiente debido al uso del protocolo Transmission Control Protocol (TCP) para la transferencia de datos, el cual tiene un rendimiento deficiente en comunicaciones vía satélite (usadas en e-Triage). Esto fue la motivación principal para desarrollar una solución basada en User Datagram Protocol (UDP) que no tuviera el problema mencionado anteriormente. La solución basada en UDP fue denominada Multicast Database Replicator (MDR). La tarea principal a llevar a cabo en este proyecto final de carrera era analizar el protocolo MDR, comprobar su rendimiento en diferentes situaciones y ver cómo podía ser mejorado. Finalmente se detectaron una serie de problemas que podrían surgir durante la operación de MDR, lo cual motivó la creación de un nuevo protocolo para la sincronización de la base de datos distribuida.

[CATALÀ] e-Triage és un projecte que va tenir com a objectiu el desenvolupament d'un sistema de comunicacions per automatitzar, fent servir la tecnologia més actual, el procès anomenat Triage. Hom entèn per Triage el procès d'assignar prioritats per al tractament de les víctimes dels anomenats Mass Casualty Events (MCE). Per a això s'utilitza una xarxa de dispositius electrònics autònoms amb la capacitat de modificar les entrades d'una base de dades distribuida, interconnectats mitjançant una Wireless Local Area Network, GSM/GPRS i serveis TETRA. La solució final desenvolupada durant el projecte e-Triage va resultar ser molt ineficient a causa de l'ús del protocol Transmission Control Protocol (TCP) per a la transferència de dades, el qual té un rendiment deficient en connexions via satèl·lit (emprades a e-Triage). Aquesta va ser la motivació principal per al desenvolupament d'una nova solució basada en User Datagram Protocol (UDP) que no tinguès el problema anteriorment esmentat. La solució basada en UDP va ser anomenada Multicast Database Replicator (MDR). La tasca principal a portar a termini en aquest projecte final de carrera era analitzar el protocol MDR, comprovar el seu rendiment en diferents situacions i ver com podria ser millorat. Finalment es van detectar una sèrie de problemes que podrian surgir durant l'operació d'MDR, la qual coas va motivar la creació d'un nou protocol per a la sincronització de la base de dades distribuida.