| Περίληψη |
Τα ασύρματα τοπικά δίκτυα (WLANs) θα συνεχίσουν να αποτελούν πρωτεύοντα παράγοντα ανάπτυξης των τηλεπικοινωνιακών δικτύων, στα επερχόμενα έτη. Δεδομένου ότι το κυρίως χρησιμοποιούμενο πρότυπο αυτήν τη στιγμή, το ΙΕΕΕ 802.11, γίνεται όλο και πιο δημοφιλές, είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι τα ασύρματα δίκτυα παρέχουν δίκαιη πρόσβαση στους χρήστες. Ωστόσο, η φύση του ασύρματου καναλιού δεν εγγυάται ούτε την αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων, ούτε το δίκαιο διαμοιρασμό των πόρων. Το μοντέλο διαμοίρασης πόρων που ορίζει το υπο-επίπεδο MAC του 802.11, εξαναγκάζει τους σταθμούς που επιθυμούν να μεταδόσουν σε ανταγωνισμό για την πρόσβαση στο κανάλι. Στα δίκτυα υποδομής, το πρόβλημα της δικαιοσύνης υφίσταται μεταξύ των ροών που ταξιδεύουν και προς τις δύο κατευθύνσεις, από και προς το σταθμό πρόσβασης (access point). Στα ασύρματα δίκτυα πολλαπλών βημάτων, το πρόβλημα είναι πιο σύνθετο. Επειδή ο ανταγωνισμός καθορίζεται από τις σχετικές θέσεις των κόμβων, διαφορετικοί χρήστες αντιλαμβάνονται διαφορετικό επίπεδο συμφόρησης. Υπό αυτές τις συνθήκες, κάποιες ροές μπορεί να αυξήσουν το ρυθμό τους εις βάρος άλλων, οι οποίες θα καταλάβουν πολύ μικρό ποσοστό της χωρητικότητας, σε σχέση με τις πρώτες. Στην παρούσα εργασία επιτυγχάνουμε βελτίωση της δικαιοσύνης σε ασύρματα δίκτυα μεταβιβάζοντας στους TCP αποστολείς ορθή πληροφορία για το επίπεδο της συμφόρησης περιοχών, στις οποίες οι ασύρματοι σταθμοί υπόκεινται σε ανταγωνισμό για την πρόσβαση στο κανάλι. Οι αποστολείς πρέπει να λάβουν υπόψη την εκτίμηση φόρτου στην περιοχή αυτή. Ένας κατάλληλος αλγόριθμος μαρκαρίσματος βασιζόμενος στην παραπάνω πληροφορία μπορεί να βελτιώσει τη δικαιοσύνη διατηρώντας, παράλληλα, την από άκρο-σε-άκρο συμπεριφορά του TCP αμετάβλητη. Η προσέγγισή μας βασίζεται σε δύο κύριες ιδέες. Σύμφωνα με την πρώτη ιδέα, ο μηχανισμός Explicit Congestion Notification (ECN) μεταβιβάζει πληροφορία για τη συμφόρηση προς τους TCP αποστολείς, διαμέσου των πακέτων που προωθούν οι ενδιάμεσοι σταθμοί. Κατά δεύτερον, τα πακέτα μαρκάρονται σύμφωνα με έναν αλγόριθμο εκτίμησης φόρτου (load-based marking - LBM) στο ασύρματο κανάλι. Η πιθανότητα μαρκαρίσματος σε ένα κόμβο είναι συνάρτηση του ποσοστού χρησιμοποίησης του καναλιού στην περιοχή όπου η μετάδοση του κόμβου συγκρούεται με τη μετάδοση άλλων σταθμών. Αυτό το ποσοστό υπολογίζεται με διαφορετικό τρόπο, ανάλογα με την τοπολογία του δικτύου. Στην περίπτωση των δικτύων υποδομής, όπου όλη η κίνηση στο ασύρματο που ταξιδεύει προς την κατεύθυνση uplink ή downlink διέρχεται από το σταθμό πρόσβασης, λαμβάνουμε υπόψη τη συνολική κίνηση και προς τις δύο κατευθύνσεις. Στην περίπτωση των δικτύων πολλαπλών βημάτων, το επίπεδο συμφόρησης γύρω από ένα σταθμό δίνεται από το άθροισμα των ρυθμών λήψης στην περιοχή συγκρούσεων του σταθμού. Η απόδοση του προτεινόμενου αλγορίθμου αξιολογήθηκε μέσω προσομοιώσεων, με τον προσομοιωτή δικτύων NS-2. Ο αλγόριθμος επέδειξε ελαφρώς αυξημένη δικαιοσύνη στην περίπτωση των δικτύων υποδομής και εμφανή βελτίωση της δικαιοσύνης στα δίκτυα πολλαπλών βημάτων. Από την άλλη πλευρά, στα σενάρια και για τις δύο τοπολογίες η διαπερατότητα παραμένει αμετάβλητη, σε σχέση με τον αλγόριθμο drop-tail queuing, που άλλως χρησιμοποιείται. Τέλος, η προσέγγισή μας μειώνει εντυπωσιακά την από άκρο-σε-άκρο καθυστέρηση των πακέτων και τη μεταβλητότητα της καθυστέρησης αυτής.
|
Έλεγχος συμφόρησης σε ασύρματα δίκτυα τεχνολογίας IEEE** 802.11, με χρήση του Explicit** Congestion** Notification** και ενός μηχανισμού μαρκαρίσματος βασισμένου στην εκτίμηση φόρτου
