Contribución a la caracterización experimental y mejora de las prestaciones de la arquitectura ip sobre infraestructura wlan

Laburpena

La fuerte penetración de las infraestructuras WLAN en los distintos ámbitos de uso (hogar, oficina, hot-spots) ha propiciado en la última década numerosos esfuerzos encaminados a mejorar las prestaciones de las aplicaciones a las que dan soporte. En particular, cabe destacar las propuestas que tratan de ocultar las deficiencias del canal radio a los protocolos de capas superiores, y más concretamente, a la arquitectura de Internet. Los componentes de dicha arquitectura no fueron diseñados teniendo en cuenta las características de los entornos inalámbricos y su comportamiento sobre este tipo de tecnologías de red no siempre es el que cabría esperar. En este escenario se enmarca el trabajo de tesis realizado, cuyo principal objetivo es compensar, mediante distintos procedimientos de capa de enlace, el bajo rendimiento del acceso inalámbrico en interiores, y consecuentemente, con reducida movilidad del usuario. Se trata, por tanto, de añadir a las ventajas inherentes a las redes inalámbricas, como son su flexibilidad y movilidad, los mecanismos apropiados para garantizar la calidad y fiabilidad que caracterizan a las redes cableadas. Alcanzar este objetivo implica, entre otros aspectos, optimizar el rendimiento de los protocolos basados en IP, dado que éste se degrada de forma importante en canales inalámbricos que presenten una tasa de error media-alta. Para ello, se pueden adoptar, principalmente, dos estrategias: una desde el punto de vista de la capa de transporte, y otra desde la perspectiva de la capa de enlace. Si se elige la primera de ellas, la optimización se limita tradicionalmente al protocolo TCP. Sin embargo, el principal objetivo en esta tesis es mejorar las prestaciones del tráfico IP, sin alterar la semántica de los protocolos superiores, independientemente del protocolo de transporte al que sirva. El primer paso hacia dicha optimización exige acometer la caracterización empírica y exhaustiva del comportamiento del canal de transmisión para la infraestructura seleccionada, la norma IEEE 802.11b. Esta recomendación jugó, y sigue jugando, un papel destacado entre las extensiones de capa física definidas hasta el momento actual en el marco del estándar 802.11. Aunque la evaluación del rendimiento de este tipo de redes es un tema ampliamente abordado en la literatura, la mayoría de los estudios son analíticos (y, en muchos casos, simplificados sobremanera) o basados en simulación, sin considerar convenientemente la influencia real de los errores o la calidad del enlace en el rendimiento de la red. Así, en esta tesis se profundiza en la caracterización de los protocolos de la pila IP sobre la tecnología radio elegida, abordándose este análisis tanto para flujos UDP como TCP. En lo que se refiere a la optimización del rendimiento, inicialmente, este trabajo propone y valida el uso de técnicas FEC dinámicas, en función de distintos atributos relacionados con la calidad de servicio exigida por la aplicación y por las propias condiciones del canal radio. Dicho esquema FEC se ha implementado como un módulo perteneciente a un PEP (Performance Enhancing Proxy) de capa 2, denominado Capa de Adaptación Inalámbrica (WAL, Wireless Adaptation Layer), que fue el resultado principal del proyecto europeo WINE (Wireless Internet NEtwork) perteneciente al programa IST (Information Society Technologies), en el que la autora contribuyó activamente. Además del mecanismo de corrección de errores, se ha integrado en la capa WAL un segundo módulo, exclusivo del protocolo TCP, que implementa un agente Snoop en el punto de acceso. Igualmente, se han evaluado y validado, de forma experimental, las prestaciones derivadas de una actuación, tanto individual como conjunta, de los dos módulos anteriores. Para finalizar, de los resultados y experiencias presentadas en el trabajo, se identifica un conjunto de líneas de investigación futuras destinadas a cubrir aspectos que no han sido abordados y entre las que destaca la extrapolación de las propuestas de diseño a entornos multisalto.