Um protocolo de transporte eficiente para redes IEEE 802.11
Objetivo
Propor e implementar uma abordagem para aumentar a vazão de streams TCP em redes sem-fio IEEE 802.11 (wifi).
Introdução
Basicamente, o TCP interpreta erros de transmissão como congestionamento, o que leva a ativar seu controle de congestionamento e reduzir sua taxa de transmissão na ocorrência de perdas. Mas numa rede sem-fio essas perdas se devem a erros de transmissão no enlace sem-fio, sendo recuperadas pelo próprio protocolo CSMA/CA. A interação entre esses protocolos leva a um subaproveitamento da rede, e para corrigi-lo deve-se repensar (e modificar) o comportamento do TCP frente à inconstância das transmissões em redes sem-fio.
Plano de trabalho
- Avaliar o desempenho de transmissões com TCP em redes IEEE 802.11: fazer experimentos para identificar como o protocolo MAC da rede IEEE 802.11 afeta o comportamento do TCP. Deve-se observar como as retransmissões feitas pelo MAC (e as consequentes demoras que são acrescentadas) são tratadas pelo controle de congestionamento do TCP. Deve-se também comparar a vazão de transmissões com TCP e UDP.
- Propor abordagens para melhorar a vazão: essas abordagens podem envolver i) modificar o TCP, ii) intermediar a comunicação no ponto de acesso, iii) ajustar parâmetros de streams TCP no ponto de acesso, iv) possivelmente outras. Cada abordagem deve ser avaliada quanto aos potenciais benefícios e as dificuldades de implementação, além da viabilidade de ser adotada. Ao final desta etapa, deve-se apresentar um estudo comparativo das abordagens investigadas. A(s) abordagem(ns) consideradas promissoras devem ser escolhidas.
- Desenvolvimento do modelo: cada abordagem selecionada deve ser modelada, e em seguida desenvolvida em um protótipo. Inicialmente o protótipo deve ser feito com simulação, usando um simulador de redes (ex: Omnet++). A maior parte do refinamento desses modelos deve ser feita nesta etapa, o que é mais fácil que em uma implementação real. Ao final, deve-se obter um ou mais modelos verificados e ajustados para as abordagens escolhidas.
- Desenvolvimento do protótipo real: cada modelo criado na etapa 3 deve ser implementado em um ambiente com equipamentos reais baseados em Linux (pois tem código aberto e muita documentação disponível). Dependendo das abordagens escolhidas, pode ser necessário desenvolver software, e até mesmo modificar device drivers. Mas isso vai depender do que se concluir das etapas anteriores.
- Avaliação do protótipo: nesta etapa final, devem-se reavaliar os experimentos da etapa 1 face as abordagens selecionadas.
Desenvolvimento
1. Avaliação do desempenho de transmissões com TCP em redes IEEE 802.11.
Primeiro Experimento
Foram feitos Downloads de alguns arquivos da rede interna do ifsc, por um notebook conectado via wifi, e usando o Wireshark
podemos ver a frequência de com que os bits desse arquivo foram chegando.
| Gráfico 1 | Gráfico 2 |
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| Gráfico 3 | Gráfico 4 |
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| Gráfico 5 | Gráfico 6 |
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Eles quase que ficam no mesmo padrão com uma grande oscilação mas muito longe de valor máximo de transferência que seria 1Mb, logo depois de ver esses dados resolvi fazer o mesmo processo, só que agora com uma rede cabeada, e o resultado foi esse:
| Gráfico Rede Cabeada |
|---|
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Obs: Os downloads foram feitos com TCP/IP e os gráficos estão em bits em função do tempo.
Bibliografia
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