Análisis del rendimiento del protocolo TCP en redes de acceso wireless

Título:

Análisis del rendimiento del protocolo TCP en redes de acceso wireless

Autor:

Rodríguez Herlein, Rodrigo

Otros autores / Colaboradores:

 Marrone, Luis Armando; [ Director/a]  Talay, Carlos A.; [ Director/a] 

Temas:

ANÁLISIS DE RENDIMIENTO; COMUNICACIÓN INALÁMBRICA; REDES; 

URL:

http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/108216,https://doi.org/10.35537/10915/108216,

Palabras clave:

protocolo TCP, WLAN, 802.11, control de congestión, equidad, 

Nota de tesis:

Tesis (Maestría en Redes de Datos) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2020.

Extensión:

1 archivo (8,87 MB) : il.

Resumen:

El presente trabajo tiene como objetivo comparar distintas variantes del protocolo TCP en WLAN. Dentro del espectro de variantes, se pone especial énfasis en las que mantienen la filosofía extremo a extremo de TCP, lo que implica que no recibe ningún tipo de información explicita de la red. Para conseguir este objetivo, se utiliza el simulador de eventos discretos NS-2, con el propósito de realizar modelos simples que permitieran observar las estrategias de los diferentes controles de congestión implementados en las distintas variantes del protocolo TCP. Los modelos utilizados intentan recrear redes de acceso inalámbricas y escenarios donde la ruta de un extremo al otro incluye distintos tipos de redes y enlaces. Estas redes heterogéneas están conformadas por enlaces tanto cableados como inalámbricos. Por lo que resulta relevante analizar el comportamiento de algunas de las variantes del protocolo en estos modelos, concebidas para distintos tipos de escenarios. En las simulaciones se recrearon eventos frecuentes de los enlaces inalámbricos, como las desconexiones de distintos tiempos de duración y los errores en ráfaga de longitudes diferentes. Además, se definieron algunas métricas que permiten la comparación de los diversos mecanismos de control de congestión de las variantes de TCP ensayadas y se analizó cómo es la competencia por la utilización del ancho de banda (equidad) entre distintas variantes de TCP, cuando comparten un mismo canal de transmisión de datos.

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AGRADECIMIENTOS  
RESUMEN  
ABSTRACT 
CONTENIDO 
ACRÓNIMOS  

INTRODUCCIÓN  
1. MOTIVACIÓN 
2. OBJETIVOS 
3. DESARROLLO DE INVESTIGACIÓN  
4. ESTRUCTURA DEL DOCUMENTO  

CAPITULO 1: EL PROTOCOLO TCP  
1.1. INTRODUCCIÓN 
1.2. TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL  
  1.2.1. El Segmento TCP    
  1.2.2. Gestión de las conexiones  
  1.2.3. Diagrama de Estados de TCP  
  1.2.4. Temporizadores y Retransmisiones 
  1.2.5. Gestión de Ventanas y Control de Flujo  

CAPITULO 2 - CONTROL DE CONGESTIÓN  
2.1. CONGESTIÓN  
2.2. CONTROL DE CONGESTIÓN TCP  
  2.2.1. Slow Start  
  2.2.2. Congestion Avoidance  
  2.2.3. Fast Retransmit  
  2.2.4. Fast Recovery  
2.3. CRONOLOGÍA DEL PROTOCOLO TCP  
2.4. VARIANTES DE LOS ALGORITMOS DE CONTROL DE CONGESTIÓN  
  2.4.1. Colapso por congestión  
  2.4.2. Reordenamiento de paquetes  
  2.4.3. Tráficos de baja prioridad  
  2.4.4. Redes de alta velocidad y alta latencia 
 
CAPITULO 3 - REDES INALÁMBRICAS  
3.1. CLASIFICACIÓN  
3.2. TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS 
  3.2.1. MANET (Mobile Ad Hoc Networks) 
  3.2.2. WMN (Wireless Mesh Networks)  
  3.2.3. WSN (Wireless Sensor Networks)  
  3.2.4. Satélites  
  3.2.5. Redes Celulares  
  3.2.6. WLAN (Wireless Local Area Networks)  
3.3. REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)  
3.4. TCP EN REDES INALÁMBRICAS  
  3.4.1. Características de las redes inalámbricas  
  3.4.2. Efectos sobre el rendimiento de TCP  
3.5. SOLUCIONES PROPUESTAS  
  3.5.1. End-to-End (extremo a extremo)  
  3.5.2. Explicit Notifications (Notificaciones explícitas)  
  3.5.3. Link Layer (Capa de Enlace) 
  3.5.4. Split Connection (Conexión Dividida)  
3.6. VARIANTES TCP END-TO-END PARA REDES INALÁMBRICAS  
  3.6.1. TCP Westwood/Westwood+  
  3.6.2. TCPW CRB (Combined Rate and Bandwidth estimation)  
  3.6.3. TCPW ABSE (Adaptive Bandwidth Share Estimation 
  3.6.4. TCPW BR (Bulk Repeat)  
  3.6.5. TCPW BBE (Bottleneck and Buffer Estimation)  
  3.6.6. TCPW-A (Agile Probing)  

CAPITULO 4 - SIMULACIONES  
4.1. INTRODUCCIÓN 
4.2. ELECCIÓN DEL SIMULADOR  
4.3. NETWORK SIMULATOR 2 (NS-2)  

4.4. SIMULACIONES  
4.5. MÉTRICAS  
  4.5.1. Throughput  
  4.5.2. Throughput Promedio  
  4.5.3. Goodput  
  4.5.4. Tiempo total de transmisión  
  4.5.5. Latencia (End to End Delay)  
  4.5.6. Latencia Promedio (Average Delay)  
  4.5.7. Jitter  
  4.5.8. Average Jitter  
  4.5.9. Packet Loos Ratio (PLR)  
  4.5.10. Packet Delivery Ratio (PDR) 
  4.5.11. Ventana de Congestión (CWND)  
  4.5.12. Número de Secuencia  
  4.5.13. RTT  
4.6. SIMULACIONES EN NS-2  
   4.6.1. Desconexiones de distinta duración en un escenario simple  
  4.6.2. Errores en ráfaga de distinta longitud en un escenario simple 
  4.6.3. TCP Vegas: Errores en ráfaga de distinta longitud  
  4.6.4. TCP Vegas: variación de los parámetros α y β, con errores en ráfaga  
  4.6.5. Contienda de mecanismos de control de congestión en un modelo heterogéneo (2 flujos)  
  4.6.6. Equidad: Contienda de mecanismos de control de congestión  
  4.6.7. Contienda de hasta 8 flujos con errores en ráfaga  

CONCLUSIONES  

ANEXO A - SCRIPTS  
ANEXO B - CONTRIBUCIONES  

BIBLIOGRAFÍA