El protocolo IEEE 802.11 de comunicación inalámbrica

Parte 1: Impacto de los overheads.

El objetivo de esta parte es analizar, para cada velocidad de modulación permitida en la norma, el throughput neto que puede dar el medio inalámbrico. Los siguientes pasos deben realizarse para cada una de las velocidades permitidas: 1, 2, 5.5 y 11 Mbps. A su vez, deberá coordinar con otros grupos para realizar la prueba sin interferir.

Conecte su máquina a la red del AP (SSID=analisis redes). Note la IP que le es asignada, verifique la conectividad al AP e inicie una conexión SSH de control.

Fije la velocidad de modulación del AP a la velocidad de trabajo PHY = 1, 2, 5.5 u 11 Mbps.

Inicie el iperf en modo servidor UDP en su máquina.

Inicie una captura Wireshark sobre la interfaz inalámbrica de su máquina.

Inicie una prueba de aproximadamente 30 s con iperf UDP del AP hacia su máquina, saturando el medio inalámbrico.

Observe el throughput medido por iperf así como el medido por Wireshark (Statistics/IOGraph). Exporte la lista de paquetes capturados de manera de trabajar, por ejemplo, en Scilab.

Utilizando Scilab, realice un histograma de las diferencias entre los tiempos de arribo de paquetes.

Explique el comportamiento observado, verifique que es coherente con los parámetros de la norma y deduzca el throughput alcanzable para cada velocidad de modulación.

Parte 2: Estimación del throughput de una celda con colisiones.

En esta parte se trabajará con las máquinas de laboratorio transmitiendo en modo uplink, de manera de observar la competencia en el acceso al medio y comparar con los resultados del modelo de Bianchi. Para reducir los errores de transmisión se trabajará en principio con PHY = 1 Mbps.

Fije la tasa de modulación de su máquina a PHY = 1 Mbps.

Coordine con los demás grupos para iniciar una prueba de aproximadamente 60 s con iperf UDP desde su máquina en sentido uplink. Se elegirá la tasa de transmisión de cada conexión de modo de saturar el medio inalámbrico.

Observe el throughput medido por iperf así como el medido por Wireshark (Statistics/IOGraph).

Resuelva, utilizando por ejemplo Scilab, el sistema de ecuaciones (1) para calcular p y τ en función de los parámetros de la norma.

Utilizando las fórmulas anteriores, estime el throughput a obtener mediante el modelo de Bianchi y compare con los resultados. Verifique que el reparto es equitativo, debido a que cada máquina tiene aproximadamente la misma probabilidad de acceder al medio.

Parte 3: Comportamiento ante múltiples velocidades.

El objetivo de esta parte es ver qué se modifica respecto a lo anterior en el caso en que hay presentes varias velocidades de modulación en la celda.

1. Coordine con los demás grupos para fijar la tasa de modulación de su máquina, de modo de tener algunas máquinas a PHY = 11 Mbps y otras a PHY = 1 Mbps.
2. Inicie, simultáneamente con los demás grupos, una prueba de aproximadamente 60 s con iperf UDP desde su máquina en sentido uplink. Se elegirá la tasa de transmisión de cada conexión de modo de saturar el medio inalámbrico. El docente se encargará de capturar los paquetes recibidos por el AP y cada grupo hará lo propio en su máquina.
3. Observe el throughput medido por iperf así como el medido por Wireshark (Statistics/IOGraph).
4. El modelo de Bianchi continúa siendo válido en este escenario para calcular la probabilidad de colisión y acceso al medio. Para calcular el throughput de la celda, usaremos nuevamente la ecuación (2) con las siguientes modificaciones:
   • a) Ts es el tiempo promedio de envío de un paquete (considerando que hay dos rates posibles).
   • b) Para Tc se asumirá de forma pesimista que siempre participa un usuario lento en la colisión.
5. Calcule el throughput teórico y compare con los resultados obtenidos.
6. Compare el throughput de cada usuario con el que obtendría si todos estuvieran a 11 Mbps o todos a 1 Mbps. ¿Qué usuarios resultan más perjudicados por la diversidad?

Comandos:

• iwconfig : lista las interfaces inalámbricas disponibles.
• iwconfig essid : asocia la interfaz a la red nombre_red.
• dhclient : inicia DHCP en la interfaz dev (para obtener una IP desde las máquinas cliente).
• route add -net / gw : permite agregar rutas a la tabla.
• iwconfig set rate [1,2,5.5,11]M : configura la modulación a uno de los valores posibles.
• iperf -u -s : inicia iperf en modo servidor (receptor).
• iperf -u -c -t -b : inicia iperf en modo cliente (transmisor). Envía datos a IPservidor durante tiempo (segundos) a velocidad de transmisión velocidad (ej: iperf -u -c 10.0.0.1 -t 30 -b 10M).