CARATTERIZZAZIONE E CONFRONTO DEL THROUGHPUT DI RETI WIRELESS PUNTO-PUNTO US-ROBOTICS TURBO PC CARD E 3COM OFFICECONNECT FACOLTA’ DI INGEGNERIA Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni Docente: Prof. Pasquale Daponte Tutor: Ing. Sergio Florio Università degli Studi del Sannio Studenti: Luigi Calandro 392/12 Giuseppe Montenero 392/13 Nicola Principe 392/06 Armando Ricciardi 392/07

2 Obiettivi Definizioni di Throughput e Latenza Definizioni di Throughput e Latenza Metodologia di misura Metodologia di misura Descrizione del software utilizzato per le misure Descrizione del software utilizzato per le misure Confronto tra i risultati ottenuti Confronto tra i risultati ottenuti

3 Latenza e Throughput Latenza: tempo che intercorre da quando il client inizia una connessione a quando riceve completamente i dati richiesti Latenza: tempo che intercorre da quando il client inizia una connessione a quando riceve completamente i dati richiesti Si misura in secondi Si misura in secondi Throughput: quantità totale di informazioni trasmesse nell’unità di tempo Throughput: quantità totale di informazioni trasmesse nell’unità di tempo Si misura in bit/s Si misura in bit/s

4 Latenza e Throughput: esempio Throughput: Latenza: Banda effettiva per ogni client: 30Numero di Client: 56 Kb/sLarghezza di banda lato Client: 1,5 Mb/sLarghezza di banda lato Server:

5 Latenza e Throughput: esempio Throughput: Latenza: Banda effettiva per ogni client: 60Numero di Client: 56 Kb/sLarghezza di banda lato Client: 1,5 Mb/sLarghezza di banda lato Server: Supponiamo di raddoppiare il numero di client (60) La latenza raddoppia, il throughput non subisce variazioni

6 Latenza e Throughput: esempio Throughput: Latenza: Banda effettiva per ogni client: 30Numero di Client: 56 Kb/sLarghezza di banda lato Client: 0.7 Mb/sLarghezza di banda lato Server: Supponiamo di dimezzare la velocità di connessione del server La latenza raddoppia, il throughput si dimezza

7 Latenza e Throughput Una degradazione delle prestazioni del sistema dal lato client comporta un aumento della latenza della comunicazione specifica del client con il server Una degradazione delle prestazioni del sistema dal lato client comporta un aumento della latenza della comunicazione specifica del client con il server Una degradazione delle prestazioni del server comporta un aumento della latenza ed una diminuzione del throughput dell’intero sistema Una degradazione delle prestazioni del server comporta un aumento della latenza ed una diminuzione del throughput dell’intero sistema

8 Metodologia di misura In una comunicazione Client/Server il tempo necessario per trasferire un file è direttamente proporzionale alla sua dimensione In una comunicazione Client/Server il tempo necessario per trasferire un file è direttamente proporzionale alla sua dimensione In prima approssimazione, è possibile schematizzare questo fenomeno con una retta In prima approssimazione, è possibile schematizzare questo fenomeno con una retta

9 Metodologia di misura La misurazione di Tc al variare di n, non presenta un andamento perfettamente rettilineo ma è caratterizzato da irregolarità dovute alle caratteristiche del sistema di comunicazione La misurazione di Tc al variare di n, non presenta un andamento perfettamente rettilineo ma è caratterizzato da irregolarità dovute alle caratteristiche del sistema di comunicazione Nel nostro caso si sono trascurate tali irregolarità, tipicamente introdotte dal canale di comunicazione e dal sovraccarico del Server Nel nostro caso si sono trascurate tali irregolarità, tipicamente introdotte dal canale di comunicazione e dal sovraccarico del Server Per modellare l’andamento di Tc al variare della dimensione del file è possibile utilizzare la tecnica di regressione lineare. Per modellare l’andamento di Tc al variare della dimensione del file è possibile utilizzare la tecnica di regressione lineare.

10 Metodologia di misura Tc può essere espresso, in funzione della dimensione del messaggio, utilizzando l’equazione di una retta Tc può essere espresso, in funzione della dimensione del messaggio, utilizzando l’equazione di una retta ) =  + n  (1) Tc(n) =  + n  (1)  rappresenta la latenza comunque coinvolta nell’invio del messaggio, indipendentemente dalla sua dimensione  rappresenta la latenza comunque coinvolta nell’invio del messaggio, indipendentemente dalla sua dimensione , ossia la pendenza della retta, rappresenta la latenza dovuta al trasferimento di files e il suo valore è legato alla fase di trasferimento dati. , ossia la pendenza della retta, rappresenta la latenza dovuta al trasferimento di files e il suo valore è legato alla fase di trasferimento dati.

11 Metodologia di misura L’espressione che definisce il throughput del sistema è la seguente: L’espressione che definisce il throughput del sistema è la seguente: Esso esprime la “velocità” con cui viene trasferito il file Esso esprime la “velocità” con cui viene trasferito il file Sostituendo la (1) nella (2) otteniamo la seguente espressione: Sostituendo la (1) nella (2) otteniamo la seguente espressione: (2) (3)

12 Metodologia di misura Trasferendo messaggi di dimensione via via crescente, il throughput si stabilizza ad un valore massimo che denoteremo con Tmax Trasferendo messaggi di dimensione via via crescente, il throughput si stabilizza ad un valore massimo che denoteremo con Tmax Tmax viene valutato a partire dalla misura dei Tc trasferendo messaggi di dimensione crescente e determinando quando il relativo throughput si è ormai stabilizzato Tmax viene valutato a partire dalla misura dei Tc trasferendo messaggi di dimensione crescente e determinando quando il relativo throughput si è ormai stabilizzato Tmax fornisce indicazioni circa la massima velocità di trasferimento ottenibile e, da un punto di vista matematico, si ottiene considerando il limite per n tendente all’infinito della (3). Tmax fornisce indicazioni circa la massima velocità di trasferimento ottenibile e, da un punto di vista matematico, si ottiene considerando il limite per n tendente all’infinito della (3).

13 Gli strumenti adottati Per l’esecuzione del processo di misurazione si è utilizzata una infrastruttura informatica composta da: N. 2 Personal computer portatili DELL Cpi Latitude, con processore PentiumII 366 MHz e 128 MB di RAM, S.O. Windows XP Professional N. 2 Personal computer portatili DELL Cpi Latitude, con processore PentiumII 366 MHz e 128 MB di RAM, S.O. Windows XP Professional N. 2 schede di rete Wireless US Robotics PC Card Turbo adapter. N. 2 schede di rete Wireless US Robotics PC Card Turbo adapter. N. 2 schede di rete Wireless 3COM OfficeConnect N. 2 schede di rete Wireless 3COM OfficeConnect Il software adottato per la misurazione del thoughput è “Rete Sotto Controllo versione 2.1”. Il software adottato per la misurazione del thoughput è “Rete Sotto Controllo versione 2.1”.

14 Configurazione del sistema La rete wireless presa in esame è di tipo punto-punto, con un calcolatore che funge da server ed uno da client. La rete wireless presa in esame è di tipo punto-punto, con un calcolatore che funge da server ed uno da client. Il software è composto da due moduli, client side e server side, rispettivamente installati sulle postazioni client e server. Il software è composto da due moduli, client side e server side, rispettivamente installati sulle postazioni client e server. Il client richiede al server l’invio ripetuto di files di dimensioni crescenti, da 100 KB a 1000 KB con passo di 100 KB. Il client richiede al server l’invio ripetuto di files di dimensioni crescenti, da 100 KB a 1000 KB con passo di 100 KB. Per ogni file inviato il modulo client side effettua le misure di interesse e tale procedura è ripetuta 20 volte per testare la ripetibilità dei risultati. Per ogni file inviato il modulo client side effettua le misure di interesse e tale procedura è ripetuta 20 volte per testare la ripetibilità dei risultati.

15 Processi di misurazione Le misure sono effettuate: Le misure sono effettuate: in condizioni ottimali (client e server posti a distanza di 5 m senza ostacoli per il collegamento) in condizioni ottimali (client e server posti a distanza di 5 m senza ostacoli per il collegamento) in condizioni non ottimali (client e server posti a distanza di circa 10 m separati da una parete). in condizioni non ottimali (client e server posti a distanza di circa 10 m separati da una parete). Grandezze di interesse da misurare: Grandezze di interesse da misurare: matrice dei tempi di trasferimento 10x20 dove 10 è il numero dei files di diversa dimensione trasferiti e 20 è il numero di misure effettuate per ogni file. matrice dei tempi di trasferimento 10x20 dove 10 è il numero dei files di diversa dimensione trasferiti e 20 è il numero di misure effettuate per ogni file. andamento dei tempi minimi al variare delle dimensioni del file: per ogni riga della matrice dei tempi viene individuato il minimo tempo di trasferimento. andamento dei tempi minimi al variare delle dimensioni del file: per ogni riga della matrice dei tempi viene individuato il minimo tempo di trasferimento.

16 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di ottimalità Matrice dei tempi (ms)

17 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di ottimalità

18 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di non ottimalità Matrice dei tempi (ms)

19 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di non ottimalità

20 3COM OfficeConnect in condizioni di ottimalità Matrice dei tempi (ms)

21 3COM OfficeConnect in condizioni di ottimalità

22 3COM OfficeConnect in condizioni di non ottimalità Matrice dei tempi (ms)

23 3COM OfficeConnect in condizioni di non ottimalità

24 US robotics: Media e deviazione standard dei tempi minimi

25 3COM: Media e deviazione standard dei tempi minimi

26 Tabelle riassuntive Schede US robotics Throghout in condizioni ottimali (Mbps) Throghout in condizioni non ottimali (Mbps) 1° misurazione ° misurazione ° misurazione Medie Schede 3COM Throghout in condizioni ottimali (Mbps) Throghout in condizioni non ottimali (Mbps) 1° misurazione ° misurazione ° misurazione Medie

27 Conclusioni Il troughput massimo effettivo delle schede esaminate è sempre inferiore a quello nominale (54 Mbps) già in condizioni ottimali Il troughput massimo effettivo delle schede esaminate è sempre inferiore a quello nominale (54 Mbps) già in condizioni ottimali Circa 34% inferiore al valore nominale per le USRobotics Circa 34% inferiore al valore nominale per le USRobotics Circa 38% inferiore al valore nominale per le 3COM Circa 38% inferiore al valore nominale per le 3COM La trasmissione dati risulta notevolmente compromessa quando tra i due terminali è presente una parete: si verifica infatti una considerevole riduzione del throughput rispetto al valore nominale La trasmissione dati risulta notevolmente compromessa quando tra i due terminali è presente una parete: si verifica infatti una considerevole riduzione del throughput rispetto al valore nominale Circa 83% inferiore al valore nominale per le USRobotics Circa 83% inferiore al valore nominale per le USRobotics Circa 89% inferiore al valore nominale per le 3COM Circa 89% inferiore al valore nominale per le 3COM Le schede US robotics hanno prestazioni leggermente migliori rispetto a quelle 3COM sia in condizioni ottimali che non Le schede US robotics hanno prestazioni leggermente migliori rispetto a quelle 3COM sia in condizioni ottimali che non Circa il 6% in condizioni di ottimalità Circa il 6% in condizioni di ottimalità Circa il 33% in condizioni di non ottimalità Circa il 33% in condizioni di non ottimalità

Grazie per la cortese attenzione