Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 1 Progetto di uno scheduler per classi di servizio differenziate su reti Wireless.

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1 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 1 Progetto di uno scheduler per classi di servizio differenziate su reti Wireless LAN 802.11 basato sulla qualità del canale radio Tesi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Gruppo RETI di TELECOMUNICAZIONI Dipartimento di Ingegneria dellInformazione Università di Pisa, 23 Giugno 2004 Candidato: Edoardo Valori Relatori: Prof. Ing. Stefano Giordano Ing. Rosario G. Garroppo Ing. Stefano Lucetti

2 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 2 Sommario Lanomalia della Wireless LAN 802.11b Wireless Hierarchical Token Bucket (WHTB): –Progetto ed implementazione –Risultati sperimentali Time-based Wireless Hierarchical Token Bucket (TWHTB): –Progetto ed implementazione –Risultati sperimentali Conclusioni

3 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 3 Scenario di riferimento MS1: canale radio di buona qualità MS2: canale radio con qualità variabile

4 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 4 Lanomalia della Wireless LAN 802.11b Scheduler tradizionali (CBQ, HTB, DRR…): –Lavorano al di sopra del livello data link –Presuppongono una qualità costante Canale wireless: –Qualità dipendente dalla posizione –Per ridurre il numero di pacchetti errati: ritrasmissioni e rate adattativo Gli algoritmi di scheduling tradizionali non tengono conto delle caratteristiche del CANALE WIRELESS!

5 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 5 Lanomalia della Wireless LAN 802.11b Lutente con qualità cattiva consuma più risorse a parità di dati ricevuti a livello IP Anche il goodput dellutente con qualità buona si riduce

6 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 6 Lanomalia della Wireless LAN 802.11b Il goodput di entrambe le stazioni decresce… …ma le risorse consumate da MS2 crescono allaumentare della distanza!

7 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 7 Uno scheduler channel-aware Wireless Hierarchical Token Bucket (WHTB)

8 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 8 WHTB: risultati sperimentali Posizione MS2MSCBQHTBDRRWHTB Buona14037406140543937 2101710111025991 Media13404396632763344 2859609828788 Cattiva12621354421613960 2662503546469 Pessima11996210514493401 2497255342160 Fuori Portata 169212056803226 20000 Kbit/s ricevuti (MS1: 4 Mbit/s; MS2: 1 Mbit/s)

9 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 9 WHTB: risultati sperimentali Posizione MS2MSCBQHTBDRRWHTB Buona12545253425462511 22545251225432514 Media12000192520382061 22000185520372028 Cattiva11462149214712107 2146011531469956 Pessima17147785731825 2676369562313 Fuori Portata 11981992011878 20000 Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)

10 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 10 WHTB: risultati sperimentali

11 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 11 Uno scheduler channel-aware Time-based Wireless Hierarchical Token Bucket (TWHTB)

12 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 12 TWHTB: risultati sperimentali Posizione MS2 MSCBQDRRTWHTB Buona1254525462562 2254525432552 Media1200020382125 2200020371636 Cattiva1146214712020 214601469795 Pessima17145731676 2676562350 Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)

13 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 13 TWHTB: risultati sperimentali Anche qui MS1 usa gran parte delle sue risorse.

14 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 14 Confronto fra WHTB e TWHTB Posizione MS2 MSWHTBTWHTB Buona125112562 225142552 Media120612125 220281636 Cattiva121072020 2956795 Pessima118251676 2313350 Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)

15 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 15 Confronto fra WHTB e TWHTB Approcci diversi, ma risultati molto simili: DRR WHTB TWHTB

16 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 16 Confronto fra WHTB e TWHTB Caratteristiche del WHTB : –Implementazione più semplice –Risente poco delle perdite dei pacchetti ma… –Sensibile alle asimmetrie del canale radio Caratteristiche del TWHTB : –Non ha bisogno di essere calibrato –Funziona anche quando il canale è asimmetrico ma… –Necessita di due schede wireless (oppure una con funzioni di trasmissione e di monitoring)

17 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 17 Conclusioni Obiettivo: superare lanomalia dell802.11b Metodologia: inserire nello scheduler a livello IP informazioni su qualità del canale Risultati: –Implementazione di due scheduler channel- aware con due differenti approcci –Analisi prestazionale dei due schemi realizzati –Confronto fra i due schemi in termini di prestazioni e di implementazione