Μελέτη του προτύπου ασύρματης τοπικής δικτύωσης ΙΕΕΕ 802.11e με τη χρήση προσομοιωτή δικτύων

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας εξετάζεται το ασύρματο πρότυπο επικοινωνίας IEEE 802.11e. Το συγκεκριμένο δικτυακό πρωτόκολλο αποτελεί μια επέκταση του αρχικού προτύπου ΙΕΕΕ 802.11, το οποίο είναι πλέον ευρέως διαδεδομένο και υλοποιεί το σύνολο των δικτύων Wi-Fi. Ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί πλήθος εφαρμογών υψηλών απαιτήσεων, όπως οι εφαρμογές VoIP, video/audio streaming κ.α. Οι εφαρμογές αυτές διαφέρουν σε σχέση με τις κλασσικές/παλιότερες εφαρμογές ftp, web κ.α. ως προς τις απαιτήσεις απόδοσης που έχουν. Για την ομαλή εκτέλεσή τους, θα πρέπει το δίκτυο να παρουσιάζει χαμηλές καθυστερήσεις και εγγυημένους ρυθμούς μετάδοσης. Το αρχικό πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 δεν παρέχει εγγυήσεις ως προς την απόδοση των εφαρμογών, καθώς εστιάζει κυρίως στον τρόπο με τον οποίο αποκτά πρόσβαση κάποιος χρήστης στο ασύρματο μέσο διάδοσης. Όλα τα δεδομένα αντιμετωπίζονται με τον ίδιο τρόπο. Δεν υπάρχει δηλαδή διαφοροποίηση των παρεχόμενων υπηρεσιών, ώστε να είναι δυνατός ο χαρακτηρισμός των δεδομένων ως υψηλής ή χαμηλής προτεραιότητας, ανάλογα με την εφαρμογή από την οποία προέρχονται. Το κενό αυτό καλύπτει η επέκταση ΙΕΕΕ 802.11e. Πιο συγκεκριμένα, το 802.11e παρέχει διαφοροποιημένες υπηρεσίες. Ορίζονται 3 διαφορετικές κλάσεις υπηρεσιών, στις οποίες κατατάσσονται τα πακέτα ανάλογα με την εφαρμογή από την οποία προέρχονται. Έτσι, πακέτα τα οποία αφορούν σε μια εφαρμογή video, κατατάσσονται στην κλάση AC_VI, η οποία εξ ορισμού έχει την υψηλότερη προτεραιότητα. Με αυτόν τον τρόπο υπάρχουν εγγυήσεις ως προς την απόδοση throughput της εφαρμογής και την καθυστέρηση που θα αντιμετωπίσει αυτή στο δίκτυο. Η παρούσα εργασία χωρίζεται σε 4 κεφάλαια. Στο πρώτο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε ορισμένες εισαγωγικές έννοιες των δικτύων τύπου IEEE 802.11. Παρουσιάζονται τα είδη των τοπολογιών, αναφέρονται τα επιμέρους πρότυπα και τα χαρακτηριστικά τους, και παρουσιάζεται ο μηχανισμός πρόσβασης στο μέσο μαζί με τις επιμέρους συναρτήσεις που χρησιμοποιούνται. Στο δεύτερο Κεφάλαιο αναλύονται διεξοδικά τα χαρακτηριστικά της επέκτασης ΙΕΕΕ 802.11e. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται οι διαφοροποιήσεις στο μηχανισμό πρόσβασης στο μέσον και ο τρόπος με τον οποίο δίνονται προτεραιότητες στα πακέτα δεδομένων των εφαρμογών. Επιπλέον, γίνεται αναφορά και σε επιμέρους παραμέτρους οι οποίες καθορίζουν την απόδοση που μπορεί να επιτευχθεί. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μιας σχετικής προσομοίωσης, στην οποία εξετάζεται η απόδοση ορισμένων στατιστικών σε ένα δίκτυο ΙΕΕΕ 802.11 και του ίδιου δικτύου με εφαρμογή του ΙΕΕΕ 802.11e. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν σε κατάλληλο ελεύθερο λογισμικό και περιγράφονται αναλυτικά. Στο τελευταίο Κεφάλαιο γίνεται ο επίλογος και παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της εργασίας.