RCO2-lab-adhoc

Experimento sobre Redes IEEE 802.11 Ad Hoc e Mesh

Objetivos

• Criar uma rede sem-fio em modo ad-hoc
• Criar uma rede sem-fio em modo mesh

Introdução

O padrão IEEE 802.11 define uma tecnologia de rede local sem-fio (WLAN), especificando a camada física (PHY) e de enlace (MAC e LLC), conforme mostrado na figura abaixo.

As WLANs IEEE 802.11 podem ser implantadas com ou sem um ponto de acesso (AP – Access Point), que funciona como uma estação de referência. O AP auxilia na coordenação do acesso ao meio, e usualmente funciona como uma ponte entre a WLAN e uma LAN cabeada. A figura abaixo mostra WLANs com e sem AP.

As redes que implantamos e investigamos até o momento são do tipo infraestruturado, em que se usa AP. O experimento de hoje trata de implantar redes sem-fio em modo ad hoc e mesh, em que não se usa AP. Nessas redes, cada dispositivo pode se comunicar diretamente com qualquer outro dispositivo em seu alcance. Além disso, para a comunicação entre dispositivos fora de alcance, podem-se usar dispositivos intermediários para encaminhhar quadros - o que se chama transmissão multihop (com múltiplos saltos).

Redes mesh IEEE 802.11 possuem mecanismos para realizar comunicação multihop diretamente na camada e enlace, enquanto redes ad hoc precisam de mecanismos adicionais na camada de rede para que isso seja possível. Desta forma, redes mesh são mais simples de implantar e em tese podem apresentar um melhor desempenho que redes ad hoc. Por isso existem iniciativas para explorar seu uso em diferentes cenários, tais como o projeto ReMesh, que propõe uma rede metropolitana sem-fio como mostrado a seguir:

Roteiro

1. Estações podem se comunicar sem a intermediação de um AP. Neste caso, tem-se uma rede sem-fio ad hoc. Isto pode ser útil para criar enlaces temporários entre computadores em ambientes desprovidos de AP. Outra utilidade é a criação de enlaces sem-fio ponto-a-ponto com antenas direcionais. Para criar uma rede ad hoc devem-se configurar as interfaces de rede com os seguintes comandos:

   sudo ifconfig wlan0 down
   sudo iwconfig wlan0 mode ad-hoc
   sudo iwconfig wlan0 channel 11
   sudo ifconfig wlan0 10.0.0.X/24
   sudo iw dev wlan0 ibss join "rco2" 2462
   

   … sendo X um número entre 1 e 6. Em seguida teste a comunicação entre os computadores, tentando ping entre eles. Caso não funcione, revise a configuração da interface de rede sem-fio com os comandos sudo iwconfig wlan0 e sudo ifconfig wlan0.
2. Faça testes de comunicação com as demais estações sem-fio, usando o netperf:

   netperf -f k -H IP_de_outra_WSTA
   

3. Após os testes de transmissão com netperf, verifique os contadores de erros de transmissão da interface sem-fio. Em particular, observe TX excessive retries (iwconfig), e errors e collisions (ifconfig).
4. Identifique todas as demais estações com que consegue se comunicar (use ping). Existe alguma delas que esteja fora de alcance ?
5. Agora vamos implantar uma rede mesh. Para isso, seu computador será configurado como um MP com os seguintes comandos:

   sudo ifconfig wlan0 down
   sudo iw dev wlan0 interface add mesh0 type mesh mesh_id "RCO2"
   sudo iwconfig mesh0 chan 11
   sudo ifconfig mesh0 10.0.0.X/24
   

6. Identifique todas as demais estações com que consegue se comunicar (use ping). Existe alguma nova estação, comparado ao caso da rede ad hoc ?
7. Nesse tipo de rede mesh cada estação consegue descobrir caminhos na rede para se comunicar com outras estações. Veja os caminhos conhecidos por sua estação, usando este comando:

   sudo iw dev mesh0 mpath dump
   

   Observe as informações associadas a cada caminho: custo do caminho (métrica) e estação intermediária.
8. Faça testes de comunicação com as demais estações sem-fio, usando o netperf:

   netperf -f k -H IP_de_outra_WSTA
   

9. Após os testes de transmissão com netperf, verifique os contadores de erros de transmissão da interface sem-fio. Em particular, observe TX excessive retries (iwconfig), e errors e collisions (ifconfig).