CARATTERIZZAZIONE E CONFRONTO DEL THROUGHPUT DI RETI WIRELESS PUNTO-PUNTO US-ROBOTICS TURBO PC CARD E 3COM OFFICECONNECT FACOLTA’ DI INGEGNERIA Corso di.

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1 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 16 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di ottimalità Matrice dei tempi (ms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

17 17 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di ottimalità 00000000000000000000 2020303020202020203021202020202020302020 5050415050405050504050505050606050507050 7080707170707170707070707070707071707071 100100919010091909090909090100901009090909090 120120111120120120120110120110121120120120110120120120111120 140140150141140130130140151140141140140140140141140140140140 171160161160170160160170170161160161170160170160170160171160 201190191190191190190190190180190190190180190191190191190191 210211210211210211200211210211210211220211210211220210210210 240230230240231230231240231240230240230241240231230241230230

18 18 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di non ottimalità 00000000000000000000 909080100808010090909011010010070801009090100110 250351250200230230230210200210220220251230201190201180191250 331280320311310330331310340351320310311280280271280321351360 460621440461481401390400361441361340381351401370411421441411 510490440561491471501441441450510450471551461481471581491551 531621561661651681550590560671791721651550751761621551601671 68190191114121362851961122213021282621882611811691782771811872801 962981952831962821932951771101192176110429117419711012901861962 105179210711111112290196111221132115210319021102115111811252128110419921162 12121191130212421232124212621252100110721192127212521322117212021052113212021131 Matrice dei tempi (ms)

19 19 US Robotics Turbo PC Card in condizioni di non ottimalità

20 20 3COM OfficeConnect in condizioni di ottimalità 00000000000000000000 2121313121212121213122212121212121312121 5252435252425252524252525252636352527352 7384737473737473737373737373737374737374 105105959410595949494949494105941059494949494 126126116126126126126115126115127126126126115126126126116126 147147157148147136136147158147148147147147147148147147147147 179168169168178168168178178169168169178168178168178168179168 211199200199200199199199199189199199199189199200199200199200 220221220221220221210221220221220221231221220221231220220220 252241241252242241242252242252241252241253252242241253241241 Matrice dei tempi (ms)

21 21 3COM OfficeConnect in condizioni di ottimalità

22 22 3COM OfficeConnect in condizioni di non ottimalità 00000000000000000000 180121150141140170130100120110120181170171160110100190131100 271260331230220220240301441250341240410431231240231450370401 7413603314914006314803104013313703805316314314313814401201390 6916504905605405105316915816716017516216312204791521711581591 104312119818218618017011852127217426616311111872921581942811761921 119297112311422751681102213629028919127111032741105279111828411122701 130274113228911222191394215721973137211012023122210328511021982127214021352 13621261131113121201126114721182132214621252132210721362102212221252100211411211 13011281224319231442173317032603174226041643153216121893174217023836267416121422 17341822158316521593250415921532188218321923171315921842190323742554171216522564 Matrice dei tempi (ms)

23 23 3COM OfficeConnect in condizioni di non ottimalità

24 24 US robotics: Media e deviazione standard dei tempi minimi

25 25 3COM: Media e deviazione standard dei tempi minimi

26 26 Tabelle riassuntive Schede US robotics Throghout in condizioni ottimali (Mbps) Throghout in condizioni non ottimali (Mbps) 1° misurazione 35.068.42 2° misurazione 35.789.51 3° misurazione 34.869.06 Medie35.238.99 Schede 3COM Throghout in condizioni ottimali (Mbps) Throghout in condizioni non ottimali (Mbps) 1° misurazione 33.405.58 2° misurazione 32.956.32 3° misurazione 33.226.25 Medie33.196.05

27 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

28 Grazie per la cortese attenzione