| Περίληψη |
Τα τελευταία χρόνια, η χρήση ασύρματων δικτύων που βασίζονται στο πρωτόκολλο 802.11 εμφανίζει σημαντική εξάπλωση. Η επιτυχία τους αυτή μπορεί να αποδοθεί στην εκμετάλλευση ελεύθερα διαθέσιμων περιοχών του φάσματος, στη διαλειτουργικότητα που επιτυγχάνεται με την τήρηση των κανόνων του προτύπου, στο χαμηλό τους κόστος και πάνω απ όλα στη δυνατότητα να παρέχουν πρόσβαση στο διαδίκτυο χωρίς τους περιορισμούς των ενσύρματων δικτύων. Ένα σημαντικό σενάριο εφαρμογής τους είναι το αποκαλούμενο «hot-spot» σενάριο, το οποίο παρέχει πρόσβαση στο διαδίκτυο σε κινούμενες ομάδες χρηστών τόσο σε δημόσιους όσο και σε ιδιωτικούς χώρους. Στα πλαίσια αυτού του σεναρίου, μηχανισμοί που παρέχουν διαφοροποίηση υπηρεσίας, εγκυώνται τη δίκαιη διαμοίραση των πόρων του δικτύου και βελτιώνουν την συνολική του απόδοση, αποτελούν προϋπόθεση για την υποστήριξη των σύγχρονων, δικτυακά απαιτητικών, εφαρμογών. Ωστόσο η επίτευξη των παραπάνω στόχων στα ασύρματα δίκτυα αντιμετωπίζει σημαντικά προβλήματα. Τα εκρηκτικά λάθη τοπικού χαρακτήρα κατά τη μετάδοση πληροφορίας στο ασύρματο μέσο, η αδικία στη διαμοίραση πόρων μεταξύ της κίνησης που αποστέλεται στο σταθμό βάσης (uplink) και της κίνησης που προέρχεται από αυτόν (downlink), καθώς και η μείωση της συνολικής απόδοσης λόγω των πολλαπλών ρυθμών μετάδοσης που υποστηρίζει το φυσικό επίπεδο του πρωτοκόλλου 802.11 αποτελούν ενδεικτικά προβλήματα που καθιστούν την απευθείας χρήση των γνωστών αλγορίθμων διαφοροποίησης υπηρεσίας που χρησιμοποιούνται στα ενσύρματα δίκτυα αναποτελεσματική. Λόγοι όπως οι παραπάνω έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη μιας πληθώρας νέων αλγορίθμων, κατάλληλα προσαρμοσμένων στις ιδιαιτερότητες των ασύρματων δικτύων. Λίγοι όμως από τους αλγόριθμους αυτούς μπορούν να υλοποιηθούν με αποτελεσματικό και αποδοτικό τρόπο χωρίς να απαιτούνται αλλαγές στο πρωτόκολλο 802.11. Στην εργασία αυτή, προτείνουμε ένα δυναμικό CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing) σχήμα, κατάλληλα προσαρμοσμένο στις ανάγκες των ασύρματων δικτύων, το οποίο διαφοροποιεί την παρεχόμενη υπηρεσία ως προς το ρυθμό λήψης και μετάδοσης δεδομένων ανά κόμβο, βελτιώνει την δίκαιη διαμοίραση των πόρων του δικτύου και την συνολική του απόδοση. Ο προτεινόμενος μηχανισμός βασίζεται σε ένα ορισμό της δικαιοσύνης που είναι σημαντικά διαφορετικός από αυτόν που από αυτόν που ακολουθείται από το πρωτόκολλο πρόσβασης μέσου του 802.11, και ο οποίος λαμβάνει υπόψη τον χρόνο κατάληψης του ασύρματου καναλιού από κάθε ασύρματο κόμβο. Η απευθείας εφαρμογή αυτού του μοντέλου δικαιοσύνης θα απαιτούσε σημαντικές μεταβολές στο πρωτόκολλο 802.11. Για τον λόγο αυτό προτείνουμε μία προσέγγιση που βασίζεται στη δυναμική μεταβολή των βαρών του μηχανισμού CBWFQ, επιτρέποντας την υλοποίηση του στο επίπεδο του δικτύου χωρίς μεταβολή στο πρωτόκολλο 802.11. Ο δυναμικός μηχανισμός αποτελείται από δύο αλγορίθμους που χρησιμοποιούν πληροφορία από διαφορετικά επίπεδα του προτύπου OSI προκειμένου να μεταβάλουν τα βάρη του CBWFQ σχήματος με τρόπο που να αντιμετωπίζει συνδυασμένα τα σημαντικά προβλήματα των ασύρματων δικτύων, όπως τα τοπικά σφάλματα μετάδοσης, την ανεξέλεγκτη μετάδοση πληροφορίας προς το σταθμό βάσης και την μείωση της απόδοσης λόγω των πολλαπλών ρυθμών μετάδοσης. Το προτεινόμενο σχήμα υλοποιήθηκε σε ένα πειραματικό δίκτυο και τα πειραματικά αποτελέσματα επιβεβαίωσαν την αποτελεσματικότητα του.
|
Διαφοροποίηση Υπηρεσίας σε Ασύρματα Δίκτυα με χρήση ενός Δυναμικού CBWFQ Σχήματος
