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Performance des réseaux maillés multiradio sur banc de test

Davy, Stéphane (2010). Performance des réseaux maillés multiradio sur banc de test. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les réseaux WiFi maillés de niveau 2 sont apparus en 2003 avec la première proposition de normalisation du 802.11s. Au fil des années l'approche de niveau 2 a montré des limites, la recherche s'est alors dirigée vers des réseaux maillés de niveau 3. L'idée des réseaux maillés multiradio a alors émergé; les routeurs sont équipés de deux radios ou plus : une pour l'accès et une ou plus pour le relayage. L'objectif principal de ce mémoire est d'étudier la performance des réseaux WiFi maillés multiradio sur banc de test en ce basant sur l'existant. L'approche sur banc test nous a amené à développer une plate-forme de contrôle de banc de test qui nous a permis d'automatiser l'exécufion d'expériences réseau. Enfin, son utilisation nous a amené à réfléchir sur un modèle d'abstraction basé sur le vocabulaire du jeu qui permettrait de rendre l'élaboration d'expérience plus intuitive sur la plate-forme et ainsi de la rendre accessible à un plus large public.

La plate-forme d'automatisation d'expériences sur banc de test se base sur l'utilisation de l'existant. Elle synchronise l'exécution de commandes Unix sur des noeuds distants dans une approche modulaire. Une expérience est définie par un script d'expérience qui contient l'ensemble des lignes de commandes Unix associées aux noeuds. Le script est exécuté par un interpréteur de script qui lit les commandes une à une et les envoies aux noeuds associés. Chaque noeud exécute les commandes du script. Le traitement des données en résultat est lui aussi réalisé par des scripts extérieurs à la plate-forme. Le fonctionnement de la plate-forme s'adapte ainsi à tout type de problématiques de recherche. L'exécution et le traitement des données sont contrôlés par la plate-forme qui retourne automatiquement les résultats à l'utilisateur en fin d'expérience.

L'étude des réseaux maillés multiradio a démontré un haut niveau de performance. Des limites dans la gestion de l'équité ont été relevées au niveau des embranchements et sauts WiFi; ils ont été corrigés par une politique simple de QoS de niveau 3. Une limite en bande passante de 25 Mbps des points d'accès a limité les effets de saturation. Des files d'attente à priorités égales ont amélioré l'équité de 15%. Et enfin, des tunnels ont stabilisé les trafics et permis de contrôler la répartition de la bande passante.

Une nouvelle méthodologie de mise en place de banc de test est proposée pour faciliter l'utilisation de la plate-forme. Un modèle d'abstraction basé sur le vocabulaire du jeu est développé pour ouvrir l'élaboration de scripts d'expériences et de résultats à des utilisateurs sans connaissance Unix. Une expérience réseau est ainsi définie comme une partie de jeu (exécufion de l'expérience) dans laquelle des joueurs (noeuds) déplacent (trafics) des pions(outils Unis) sur un plateau (le banc de test réseau) en suivant des règles (simulation de comportement réseau, ex : taux de perte). Pour permettre un accès distant intuitif, le modèle d'abstraction est introduit dans une interface graphique Web.

Titre traduit

Performance analysis of multiradio wireless mesh networks on a test bed

Résumé traduit

Level 2 WiFi Mesh Networks appeared in 2003 with the first proposai for standardizafion of the IEEE 802.11s. Over the years the level 2-approach has shown limitafions from its own and then the research was directed to the study of level 3 mesh networks. Then, the idea of multiradio mesh networks emerged; the routers are equipped with two or more radios: one for the access and one or more for the relay. The main objective of this thesis is to study the performance of multiradio WiFi mesh networks on a test bed, based on the use of existing technologies. The expérimental approach has led us to develop a platform to control the test bed and automated the exécution of experiments. Finally, its use has led us to reflect on a model of abstraction based on the game vocabulary that would make the use of the platform more intuitive and thus make accessible to a wider audience.

The platfonn is developed in a modular way to automate the exécution of expériences on a test-bed. An expérience is defined by a script which synchronizes the exécution of UNIX commands on the nodes in the test-bed. Data processing is also donc by the use of external scripts. This allows the platform to be customized to any research problem. Execution and data processing are controlled by the platform which automatically returns the results to the user.

The study of multiradio wireless mesh networks demonstrated a high level of performance. Limitations hâve been identified in the equity management due to WiFi branches and jumps. They have been corrected by the use of a simple level 3 QoS policy. A bandwidth limit of 25 Mbps to the access points has reduced the effects of saturation. Weighted fair queuing has improved the equity of 15%. And finally, tunnels hâve stabilized traffic and allowed to manage the bandwidth sharing.

A new methodology is proposed to easily set up a test-bed. An abstraction model based on the game vocabulary is developed to open the usage of test-bed to users with no knowledge of LJNIX. A network experiment is defined as a game play (expérience exécution) in which players (nodes) move (traffics) pawns (LJNIX tools) on a chessboard (the network test-bed) by following rules (simulation behaviour, e.g, lost rate). To enable remote access, the abstraction model is placed in a Web GUI interface.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie concentration réseaux de télécommunications". Bibliogr : f. [96]-98.
Mots-clés libres: Réseaux locaux sans fil Essais. wifi maillé, multiradio, performance, équité, TCP, QoS, banc de test, plate-forme de contrôle, exécution automafique, centralisé, modèle d'abstracfion, jeu, intuitif.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Dziong, Zbigniew
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Grégoire, Jean-Charles
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 14 mars 2011 15:28
Dernière modification: 18 janv. 2017 22:08
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/634

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