Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11 1 Progetto di uno...

1 Edoardo Valori – Progetto di uno scheduler per reti Wireless LAN 802.11

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 dell’Informazione

Università di Pisa, 23 Giugno 2004

Candidato:Edoardo Valori

Relatori:Prof. Ing. Stefano GiordanoIng. Rosario G. GarroppoIng. Stefano Lucetti


Sommario

• L’anomalia 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


Scenario di riferimento

• MS1: canale radio di buona qualità

• MS2: canale radio con qualità variabile


L’anomalia 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!



•L’utente con qualità cattiva consuma più risorse a parità di dati ricevuti a livello IP

•Anche il goodput dell’utente con qualità buona si riduce



Il goodput di entrambe le stazioni

decresce…

…ma le risorse consumate da MS2

crescono all’aumentare della distanza!


Uno scheduler channel-awareWireless Hierarchical Token

Bucket (WHTB)


WHTB: risultati sperimentali

Posizione MS2 MS CBQ HTB DRR WHTB

Buona 1 4037 4061 4054 3937

2 1017 1011 1025 991

Media 1 3404 3966 3276 3344

2 859 609 828 788

Cattiva 1 2621 3544 2161 3960

2 662 503 546 469

Pessima 1 1996 2105 1449 3401

2 497 255 342 160

FuoriPortata

1 692 1205 680 3226

2 0 0 0 0

•Kbit/s ricevuti (MS1: 4 Mbit/s; MS2: 1 Mbit/s)



Posizione MS2 MS CBQ HTB DRR WHTB

Buona 1 2545 2534 2546 2511

2 2545 2512 2543 2514

Media 1 2000 1925 2038 2061

2 2000 1855 2037 2028

Cattiva 1 1462 1492 1471 2107

2 1460 1153 1469 956

Pessima 1 714 778 573 1825

2 676 369 562 313

FuoriPortata

1 198 199 201 1878

2 0 0 0 0

•Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)


Uno scheduler channel-awareTime-based Wireless

Hierarchical Token Bucket (TWHTB)


TWHTB: risultati sperimentali

PosizioneMS2

MS CBQ DRR TWHTB

Buona 1 2545 2546 2562

2 2545 2543 2552

Media 1 2000 2038 2125

2 2000 2037 1636

Cattiva 1 1462 1471 2020

2 1460 1469 795

Pessima 1 714 573 1676

2 676 562 350



TWHTB: risultati sperimentali

Anche qui MS1 usa gran parte delle sue risorse.


Confronto fra WHTB e TWHTB

PosizioneMS2

MS WHTB TWHTB

Buona 1 2511 2562

2 2514 2552

Media 1 2061 2125

2 2028 1636

Cattiva 1 2107 2020

2 956 795

Pessima 1 1825 1676

2 313 350




• Approcci diversi, ma risultati molto simili:

DRR

WHTB

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)


Conclusioni

• Obiettivo: superare l’anomalia dell’802.11b

• 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

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