Multi-Radio – Link Quality Source Routing Gustavo Dias CPE825 – Roteamento em Redes de Computadores 15 de agosto de 2006.

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1 Multi-Radio – Link Quality Source Routing Gustavo Dias gustavo@ravel.ufrj.br CPE825 – Roteamento em Redes de Computadores 15 de agosto de 2006

2 Características LQSR proposto por pesquisadores da Microsoft. É derivado do DSR - Roteamento na Origem. Cria uma nova métrica do link  ETT e nova métrica do caminho  WCETT. Novas métricas levam em consideração: Largura de Banda e Taxas de Perda dos links. MR-LQSR combina WCETT + LQSR em ambientes múltiplos rádios. WCETT considera a diversidade de canais.

3 Componentes do MR-LQSR 1.Descoberta de Rotas (Route Discovery). 2.Atribuição da métrica ETT aos links. O DSR dá pesos iguais aos links; 3.Manutenção das Rotas ( Route Maintenance). 4.Combina as métricas dos links, ETTs, para formar a métrica do caminho WCETT. No DSR a métrica do caminho = soma dos pesos (shortest-path). Ambos usam o algoritmo de Dijkstra.

4 Métricas do Link: ETT e ETX ETX (Expected Transmission Count) – Número Médio de Transmissões. ETT (Expected Transmission Time) – Tempo Médio de Transmissão “ajustado à Largura de Banda”. ETT é uma métrica derivada do ETX, proposto por De Couto et.al. Cálculo da métrica ETX considera:  Taxas de Perda (forward e reverse).

5 Computando ETT e WCETT Seja S o tamanho do pacote e B a largura de banda do link: Caminho com n-saltos: Gargalo do Caminho Tempo Médio de Transmissão no Caminho  = Fator de Compromisso ETT = Tempo Médio de Transmissão “ajustado à Largura de Banda” Xj é a soma dos tempos de transmissão dos saltos no canal j

6 Exemplos de Caminhos CaminhoSoma Máximo (Gargalo) WCETT (  =0.9) WCETT (  =0.1) 1272222.526.5 2332223.131.9 Canal 1 Canal 2 F D 1: ETT=10ETT=5ETT=12 F D 2: ETT=10ETT=5ETT=12ETT=6 Apesar de terem mesmo canal de gargalo, o caminho 2 possui um salto extra.

7 Exemplos de Caminhos F D 2: ETT=10ETT=5ETT=12ETT=6 F D 3: ETT=9ETT=7ETT=11ETT=7 Canal 1 Canal 2 CaminhoSoma Máximo (Gargalo) WCETT (  =0.9) WCETT (  =0.1) 2332223.131.9 3342021.432.6 Depende do valor de  : Tradeoff

8 Exemplos de Caminhos CaminhoSoma Máximo (Gargalo) WCETT (  =0.9) WCETT (  =0.1) 1272222.526.5 2332223.131.9 3342021.432.6 48888 F D 3: F D 4: ETT=9 ETT=2 ETT=7ETT=11ETT=7 Canal 1 Canal 2 F D 1: ETT=10ETT=5ETT=12 F D 2: ETT=10ETT=5ETT=12ETT=6

9 TESTBED 23 estações distribuídas por salas, labs, etc. Densidade Alta  + chances variação de caminhos. Cada estação 2 rádios: 802.11a e 802.11g. 100 pares escolhidos aleatoriamente. Entre os pares  Conexão TCP de 2 minutos. Cada estação enviando qtde. máxima de pacotes. Apenas 1 (uma) conexão ativa por vez.

10 Resultados Vazão Média das 100 Conexões: 1601 1379 1155 2989.5 1508 844 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 WCETTETXShortest-Path VAZÃO (Kbps) Single Radio Two Radios

11 Resultados Impacto do  : TAMANHO DO CAMINHO (# SALTOS) VAZÃO MÉDIA POR SALTO

12 Conclusão Melhoria na seleção de caminhos usando a métrica WCETT:  Largura de Banda.  Taxas de Perda. Melhoria na Capacidade da Rede com o uso de múltiplos rádios.  Diversidade de Canais. Possibilidade de Tradeoff:  Diversidade de Canais vs Tamanho dos Caminhos Ajuste do parâmetro .

13 Slides de Backup

14 Computando ETX (slide backup) Assumindo MAC do 802.11: Probabilidade de Falha na Transmissão. Probabilidade de Falha no Forward Probabilidade de Falha no Reverse Probabilidade de um Pacote ser Enviado com Sucesso depois de k Tentativas ETX = Número Médio de Transmissões

15 Computando ETX (slide backup) Obtendo p f e p r : Técnica de Broadcast de Pacotes de Sondagem descrita por De Couto et.al. Estações enviam Pacotes de Sondagem a cada 1 segundo em Broadcast. Estações contam o # de pacotes recebidos em uma janela de tempo (10 segundos)  calculam p r Cada pacote de sondagem contém o # de pacotes recebidos de cada vizinho em uma janela de tempo  calculam p f

16 Computando ETX (slide backup) Obtendo a Largura da Banda do Link: Técnica de Pares de Pacotes descrita por S. Keshav. Cada estação envia 2 pacotes, 137 bytes e 1137 bytes, um atrás do outro. A estação vizinha mede a diferença de tempo entre as recepções dos pacotes e informa a estação emissora. A estação captura um mínimo de 10 amostras e estima a Largura de Banda dividindo o maior pacote pelo número mínimo de amostras.

17 Computando X j (slide backup) Considerando um caminho com n-saltos e um sistema com k canais: Então: Xj é a soma dos tempos de transmissão dos saltos no canal j. Vazão Total é dominada pelo canal de gargalo, o qual tem o maior Xj: