Diseño y simulación de un protocolo de path selection distribuido para redes domésticas con capacidad gigabit

Abstract

El presente trabajo plantea estudiar y adaptar un protocolo de Path Selection Distribuido, para la comunicación dentro de redes de tipo malla con tecnologías heterogéneas. Para esto se propuso utilizar y adaptar el protocolo Hybrid Wireless Mesh Protocol (HWMP) el cual es a su vez el protocolo propuesto para el estándar IEEE 802.11s. Se codificó el protocolo utilizando el programa OPNET Modeler, implementando el Path Selection Engine y al mismo tiempo, trabajando con parámetros de los otros Engines (Monitoring, Forwarding, QoS) de la arquitectura de nivel I-MAC. Se definió la métrica a utilizar (banda, retardo de propagación y hop count), la política para la selección del Path y un método de cooperación eficiente entre la parte proactiva y reactiva. Además de esto, se estudiaron parámetros que pudiesen ser optimizados para mejorar las prestaciones del protocolo cuando este es utilizado en redes domésticas. Para garantizar la QoS se añadió un nuevo campo en los paquetes de control que llevan la métrica requerida para la aplicación a transmitir. En las simulaciones se estudiaron las prestaciones generales del protocolo cuando éste es implementado en una red heterogénea a malla en ambiente doméstico. Estas prestaciones incluían: overhead del protocolo, tiempo de convergencia y establecimiento del Path, tiempo de respuesta a fallas y por último, tiempo de recuperación de un Path debido a cambios de posición.

Abstract. This thesis work proposes to study and adapt a Distributed Path Selection protocol for communication within mesh networks with heterogeneous technologies. For this end, it was proposed to use and adapt the Hybrid Wireless Mesh Protocol (HWMP) which is in turn the proposed protocol for the IEEE 802.11s standard. The protocol was programmed using the OPNET Modeler, implementing the Path Selection Engine while working with the other Engines parameters (Monitoring, Forwarding, QoS) of the architecture of the I-MAC level. Was defined the metric to be used (band, propagation delay and hop count), the policy for selecting the Path and an efficient cooperation method between the proactive and reactive components of HWMP. In addition, the parameters that could be optimized to improve the performance of the protocol when it is used in home networks were studied. To ensure the QoS, a new field was added in packages bearing the target metric required for the application to be transmitted. In the simulations the overall performance of the protocol when it is implemented in a heterogeneous mesh network in the home environment was studied. These performance parameters included: overhead of the protocol, convergence time and establishment of the Path, response time to failures and finally, recovery time of a path due to changes in position.