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 Candidato:
Edoardo Valori
Relatori:
Prof. Ing. Stefano Giordano Ing. Rosario G. Garroppo Ing. 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’anomalia della Wireless LAN 802.11b
•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
L’anomalia della Wireless LAN 802.11b
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 Fuori
Portata
1 692 1205 680 3226
2 0 0 0 0
•Kbit/s ricevuti (MS1: 4 Mbit/s; MS2: 1 Mbit/s)
WHTB: risultati sperimentali
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 Fuori
Portata
1 198 199 201 1878
2 0 0 0 0
•Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)
WHTB: risultati sperimentali
Uno scheduler channel-aware
Time-based Wireless Hierarchical Token Bucket (TWHTB)
TWHTB: risultati sperimentali
Posizione MS2
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
•Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)
TWHTB: risultati sperimentali
Anche qui MS1 usa gran parte delle sue
Confronto fra WHTB e TWHTB
Posizione MS2
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
•Kbit/s ricevuti (MS1 e MS2: 2.5 Mbit/s)
Confronto fra WHTB e TWHTB
• Approcci diversi, ma risultati molto simili:
DRR
WHTB TWHTB
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
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
