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Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR U.O. ISTI/CNR WP5 -WP 6 Erina Ferro Tel. 050-315.3070.

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1 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR U.O. ISTI/CNR WP5 -WP 6 Erina Ferro Tel Area della Ricerca del CNR di Pisa Via Moruzzi 1, Pisa

2 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR ISTI RESPONSABILE PER…. LUnita Operativa ISTI del CNR e responsabile dei seguenti due WP: WP5: Protocolli per reti MANET WP6: Protocolli per linterconnessione rete MANET- rete fissa tramite link satellitario e partecipa allattivita del seguente task: WP4: Midleware, di cui e responsabile il DEIS di Bologna

3 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP5: Protocolli per reti MANET OBIETTIVI nel I mo anno: Task 1) Sperimentazione di una MANET single hop IEEE Questo task ha il compito di valutare le caratteristiche di una MANET single-hop costruita utilizzando schede di rete IEEE commercialmente disponibili. Task 2) Definizione e realizzazione di una rete MANET semplificata. Questo task ha il compito di definire ed implementare una MANET multi-hop semplificata. Task 3) Analisi dei protocolli di rete. Questo task ha come obbiettivo l'identificazione di algoritmi di configurazione e di routing ottimali per una rete MANET IEEE multi-hop.

4 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP5-OBIETTIVI RAGGIUNTI Le attività del Task WP5-1 si sono concluse al termine del primo anno, mentre le attività sui Task W5-2 e WP5-3 sono ancora in corso. Gli Obiettivi parziali inerenti ai Task W5-2 e WP5-3 sono stati: WP5-TSK 2.1) Configurazione di una MANET multihop con protocollo di routing AODV WP5 TSK 3.1) Definizione di un nuovo protocollo di routing (VRP) WP5 TSK 3.2) Realizzazione di un simulatore per valutare le prestazioni di VRP e confrontarle con altri protocoli di routing.

5 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP5-RISULTATI OTTENUTI (cont) I.Installazione rete MANET (9 nodi) e misure II.Interconessione di rete MANET con tratta satellitaria (in collaborazione con il Task 1 del WP6). Spiegato nella descrizione del W6. III.Test di semplici applicazioni di condivisione di file su rete MANET single-hop basate sullo strato di middleware DS 2 sviluppato nellambito del WP4 di IS-MANET.

6 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR Scenari considerati per la prima fase della campagna di misure della MANET: due nodi fissi, a diverse distanze, con diversi throughput di dati (rete wireless single-hop); due nodi fissi, con ostacolo nel mezzo (hidden terminal). Le misure effettuate hanno riguardato : misura del massimo throughput, con traffico UDP modirezionale e bidirezionale misura di perdita di pacchetti Le misure sono state effettuate usando iperf :per il calcolo del throughput massimo bidirezionale netperf:per il calcolo del throughput massimo monodirezionale hping2:per la generazione di pacchetti UDP secondo parametri (modificato per inserire un numero di sequenza nei dati trasmessi) tcpdump: per la cattura dei pacchetti e la ricerca dei pacchetti persi.

7 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR Nel primo anno di attività è stata anche avviata lattività sui protocolli di routing per MANET. La ricerca in questo ambito è ancora in corso, e al momento non è disponibile alcun deliverable, che verrà consegnato ad 18 mesi dallinizio del progetto. In questo ambito è stato sviluppato un nuovo algoritmo di routing detto VRP, che basa le ricerche di cammini su messaggi di tipo unicast, limitando in questo modo luso del broadcast. Allo stato attuale della ricerca lo schema di massima di VRP è stato formalizzato in un protocollo di routing completo, ed è stata avviata una analisi del protocollo tramite simulazione. A questo scopo è stato sviluppato un simulatore sul quale sono stati implementati sia VRP che il protocollo di routing DSR. Dai risultati della simulazione è emerso che VRP permette di raggiungere delivery rate significativamente superiori rispetto a DSR in varie condizioni di mobilità e di carico della rete.

8 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP5-Prodotti della ricerca 1.rete MANET funzionante, 2.Simulatore di protocolli di routing VRP e DSR, 3.Tesi di dottorato [2] Tesi di Dottorato di Luiz C. P. Albini:Reliable Routing in Wireless Ad Hoc Networks: the Virtual Routing Protocol, Universita degli Studi di Pisa, Dipartimento di Informatica, Dicembre 2003.

9 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP6: Protocolli per l interconnessione tra rete MANET e rete fissa Obiettivi nel primo anno: Problematiche di interconnessione via link satellitare. Questo task ha il compito di studiare le specifiche di interconnessione di cui in oggetto e di apportare le necessarie modifiche al PC usato per linterfacciamento.

10 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP6- RISULTATI OTTENUTI 1.Interconnessione della MANET con la rete satellitare (link in sola ricezione); 2.Studio delle politiche di allocazione (in collaborazione con l U.O. CNIT di Genova): –della banda satellitare tra piu MANET che operano nella stessa area geografica, –della banda intra-MANET.

11 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR PREMESSA: rete satellitare CNIT, di cui avremmo dovuto far parte, tuttora inesistente. Pertanto, un PC della rete MANET installata allISTI (l Athlon 1800+, dotato di sistema operativo Windows 98) e stato trasformato in stazione ricevente da satellite HotBird VI, installando al suo interno una speciale scheda (Hauppauge board). SITUAZIONE: si ricevono da satellite comandi e si ritrasmettono le informazioni raccolte (immagini, dati di misura, etc.), via wireless, ad un nodo della rete MANET che le spedisce via link terrestre a Toulouse, che le ritrasmette,olte ad altri dati, via satellite. PERTANTO: lattivita finora svolta, si e orientata a : interconnettere un PC con un link satellitario, misurare le prestazioni della rete MANET integrata con il link satellitare. I parametri di misura considerati sono stati: massimo throughput perdita di pacchetti distribuzione della perdita di pacchetti.

12 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR CONFIGUR. PER IL PUNTO 1 PC fisso terminali mobili terminale satellitare (Toulouse) Internet

13 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR

14 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR CONFIG. PER IL PUNTO 2. SCHEMA ALLOC. BANDA Si prevede la presenza di n MANET (assimilabili alle squadre della protezione civile). In ciascuna MANET esiste almeno un Enhanced Access Point (EAP) in grado di richiedere banda satellitare ad un gestore centralizzato della banda, il Bandwidth Manager (BM), sito presso il campo base. La banda viene richiesta a seconda delle esigenze di trasmissione dati delle singole MANET. Una volta ottenuta la banda dal BM, un EAP deve ridistribuirla tra i membri della sua MANET, ancora una volta secondo una politica di necessita.

15 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR ALLOCAZIONE BANDA SATELLITARE Per la distribuzione della banda tra gli EAP è stato adottato un sistema di tipo Bandwidth on Demand (BoD). Gli EAP con maggiore traffico satellitare richiedono al BM una quantità maggiore di banda satellitare. Il BM stesso, nel caso riscontri che la banda è inadeguata alla quantità globale di traffico su satellite, può richiedere eventualmente altra banda aggiuntiva, eventualmente su base temporanea. Sono state studiate politiche di allocazione ottimale della banda satellitare tra gli EAP, in condizioni di fading variabile e con traffico a diversa priorità. Per i risultati, vedasi le publicazioni.

16 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR ALLOCAZIONE BANDA INTRA-MANET (cont.) Algoritmo CURSE e collocato a livello di Applicazione ed e diviso in due sotto-livelli: –il primo, detto Allocation Policies, si occupa di stabilire quanta banda deve essere utilizzata; –il secondo, chiamato Bandwidth Allocation Sub-Layer, ha il compito di interagire con i livelli sottostanti. Quando un nodo accede ad una MANET, avvia una fase di esplorazione per scoprire se la particolare porzione di rete supporta lalgoritmo CURSE, inviando un pacchetto di esplorazione a tutti i nodi della rete. Se non riceve risposta, assume che CURSE non sia supportato. Questa fase può essere ripetuta nel tempo, per individuare cambiamenti nella configurazione della rete.

17 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR Inizialmente, ad ogni nodo è assegnata solamente una banda per la segnalazione (signaling), mentre tutta la banda usabile per il trasferimento dati è posseduta dallEAP. Quado un nodo inoltra allEAP una richiesta di banda, lEAP raccoglie dagli altri nodi tutta la banda da loro non utilizzata e la convoglia sul richiedente. Il trasferimento dei dati è fatto con la banda a disposizione. Se non e sufficiente, la richiesta del residuo è reiterata dopo una dato tempo (in fase di analisi e dimensionamento). 2 modi per la gestione delleccezione (un nodo esce dalla MANET): –senza memoria delle bande allocate –con memoria delle bande allocate Sono in corso le simulazioni per valutare le performance di CURSE. Primi risultati sono descritti nel deliverable No. 2 congiunto ISTI+CNIT e nella pubblicazione No. 6.

18 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR WP6 - PRODOTTI DELLA RICERCA Realizzazione rete satellitaria (in sola ricezione); Programma di simulazione per lo studio delle politiche di allocazione della banda satellitare; Programma di simulazione per lo studio delle politiche di allocazione della banda intra-MANET; Pubblicazioni. Tesi di laurea [1] Tesi di Laurea di Paolo Barsocchi: Progettazione dellarchitettura di interconnessione tra una rete wireless di tipo MANET e la rete satellitare, con relativa sperimentazione, Universita degli Studi di Pisa, Facolta di Ingegneria, Corso di laurea in Ingegneria delle telecomunicazioni, Dicembre 2003.

19 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR 1.F. Davoli, E. Ferro, H. Mouftah, "Wireless access to the global Internet: mobile radio networks and satellite systems", Guest Editorial, International Journal of Communication Systems, Special Issue on WirelessAccess to the Global Internet, vol. 16, no. 1, pp. 1-4, Feb N. Celandroni, F. Davoli, E. Ferro, "Static and dynamic resource allocation in a multiservice satellite network with fading", International Journal of Satellite Communications and Networking, Special Issue on Satellite IP Quality of Service, vol. 21, Issue 4-5, pp , July-Oct N. Celandroni, F. Davoli, E. Ferro, A. Gotta, "A combined resource allocation method for fade countermeasure and call admission control in satellite networks", Proc. Internat. Workshop of COST Actions 272 and 280 on Satellite Communications – From Fade Mitigation to Service Provision, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, May 2003, pp Erina Ferro, Francesco Potorti', "Bluetooth and IEEE Wireless Protocols: a survey and a comparison, submitted to Wireless Communication Magazine, November Nedo Celandroni, Franco Davoli, Erina Ferro, Alberto Gotta Adaptive Cross-Layer Bandwidth Allocation Policies in a Rain-Faded Satellite Environment, submitted to Wireless Networks, February Luca Caviglione, Franco Davoli A Peer-to-Peer Bandwidth Allocation Scheme for Sensor Networks, submitted to Internat. Symp. on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems (SPECTS 04), San Jose, CA (USA), July 25-29, WP6 - PUBBLICAZIONI

20 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR CONTRIBUTO AL WP4 Definizione di servizi affidabili e sicuri di memorizzazione e condivisione di informazione per reti ad hoc Realizzazione di un middleware (DS2) in ambiente linux che implementa un sistema di memorizzazione sicura e affidable di file in una MANET Test di DS2 su una MANET con 3 host effettuata nellambito dellattività del Task 1 del WP5

21 Rendicontazione Imo anno 1 Marzo 2004, Milano ISTI/CNR DELIVERABLE DELLU.O. ISTI AL PRIMO ANNO DI ATTIVITA [D1] Deliverable ISTI (WP5+WP6) no. 1: Rete wireless single hop; link satellitario sola ricezione. [D2] Deliverable ISTI+CNIT (WP6) no. 2: Politiche di allocazione della banda satellitare in ambiente MANET; politiche di allocazione della banda in ambiente intra- MANET. [D3] Deliverable ISTI no. 3 (WP5): Sperimentazione di applicazioni DS 2 su MANET single hop IEEE [D4] Contributo ISTI al deliverable del Workpackage 4 (WP4).


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