Deux solutions d’équité au niveau MAC PNAV...

Contexte Intro Protocoles Résultats Conclusion

Deux solutions d’équité au niveau MACPNAV featuring MadMac

TAHIRY RAZAFINDRALAMBO1

lab. CITI - INRIA ARES

IRAMUS

Décembre 2005

1Certaines affirmations n’engagent que moi!lab. CITI - INRIA ARES ARC IRAMUS - Dec. 2005 (1)


802.11 et le fameux problème des stations cachées

��

��

��

��

��

��

0

1 2

Débits Inter. Conf.

802.11

1-0 1844.81 [1776.42 - 1913.20]

2-0 1782.98 [1717.46 - 1848.50]

Total 3627.80 [3599.60 - 3655.99]

Index 0.9999

802.11 1-0 1961.62 [1815.33 - 2107.91]

RTS/CTS

2-0 1921.05 [1776.52 - 2065.59]

Total 3882.68 [3870.83 ; 3894.53]

Index 0.9999

On devrait avoir 2.6Mbps pour les deux paires

lab. CITI - INRIA ARES ARC IRAMUS - Dec. 2005 (2)


Les trois paires

1

2

3

4

5

6


802.11

1-2 5095.39 [5074.84 - 5115.93]

3-4 135.37 [117.09 - 153.64]

802.11 5-6 5095.39 [5074.84 - 5115.93]

Total 10331.18 [10309.71-10352.66]

Index 0.6842



PLAN

1 Contexte

2 IntroductionStations cachées3 paires

3 PNAV et MADMAC

4 Résultats

5 ConclusionsFuture Works


Contexte Intro Protocoles Résultats Conclusion Stations cachées 3 paires

La problèmatique

Un protocole EQUITABLE

Un protocole/ordonnancement équitable

Un protocole EFFICACE

Un protocole efficace du point de vue du débit agrégé

Un protocole SIMPLE

Un protocole 802.11-based

DANS CET ORDRE



Les stations cachées avec 802.11

Backoff Paquet Noeud 1

Paquet Noeud 2

Acquittement Noeud 0

Collision Noeud 0

Plusieurs collisions successives Plusieurs collisions successives

Même comportement avec RTS/CTS



Les stations cachées avec 802.11


Paquet Noeud 2


Collision Noeud 0

Perte de bande passante

paquets successifs / probleme d’equite a court terme

Overhead protocolaire



Un ordonnancement Équitable et Efficace (1)

Stations cachées

L 10 L 20��

��

��

��

��

��

0

21

Graphes de contention des flux

L 10 L 20

hypothèses

1 interface par mobile

Utilisation de CSMA/CA



Un ordonnancement Équitable et Efficace (2)


Paquet Noeud 2


Collision Noeud 0

Pas de pertes de bande passante

Pas de problème d’équité à court terme



Les ordonnancements possibles avec les 3 paires (1)

Graphes de contention

L 12 L34 L56

Débit Maximum Idéal

Débit agrégé : 3 ∗ W . . .

TDMA-like

Débit agrégé : W/3 + W/3 + W/3

802.11

Débit agrégé : 2 ∗ W



Les ordonnancements possibles avec les 3 paires (2)

Équité max-min

Débit agrégé : (2 ∗ W/2) + W/2

Autre schéma d’équité

Débit agrégé : (2 ∗ W/3) + W/3 + (2 ∗ W/3)

Note : Équité Max-Min

Connu pour être le plus équitable des schémas d’équité

L’un des plus répandu



Les grandes lignes (1)

Un temps d’attente permet d’augmenter l’équité

Introduction de ce temps d’attente

PNAV : Probabiliste

MadMac : Déterministe

Maintient de ce temps d’attente

PNAV : Déterministe

MadMac : Déterministe

Retrait de ce temps d’attente

PNAV : Déterministe et très rapide

MadMac : Déterministe mais lent




Introduction de ce temps d’attente

PNAV : Décision locale et informations locale

MadMac : Décision locale et informations du voisinage

Conditions d’introduction du temps d’attente

PNAV : Sur monopolisation du canal par le noeud

MadMac : Sur détection d’activité et de collision par lenoeud




Durée des temps d’attente

PNAV : Fixe

MadMac : Dynamique (paquet, collision)

Moment d’introduction du temps d’attente

PNAV : Après l’émission d’un paquet

MadMac : Avant l’émission d’un paquet



Équité et Efficacité des solutions

Équité

PNAV : équitable au sens Max-Min

MadMac : équitable au sens Max-Min

Efficacité (slide suivant)

PNAV : Efficace sur les topologies testées

MadMac : Efficace sur les topologies testées

Simplicité

PNAV : Simple à implémenter et 802.11 compatible

MadMac : Un peu plus complexe a implémenter mais reste802.11 compatible



Résumé

3 paires

PNAV : équitable et efficace

MadMac : équitable et efficace

Stations cachées

PNAV : équitable mais pas efficace

MadMac : équitable et efficace

Topologies aléatoires

PNAV : Difficile a évaluer (sur une Max-Min)

MadMac : Non testé


Contexte Intro Protocoles Résultats Conclusion Future Works

Les améliorations des protocles

Une approche commune PNAV - MadMac

Des simulations, encore des simulations. . .



L’apport des couches basses

Qu’est ce que la couche physique peut proposer ?

Est ce que la simplicité au niveau MAC va être affecté ?

Quels sont les ressources qui peuvent être disponible ?

Peut on rester 802.11 compatible ?



Merci

Questions ? ! ?



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IRAMUS

Décembre 2005

2Certaines affirmations n’engagent que moi!lab. CITI - INRIA ARES ARC IRAMUS - Dec. 2005 (20)


Les métriques de comparaison

Équité

Index de Jain

Sur la base d’un équité Max-Min

(P

i ri /r∗i )2

nP

i (ri /r∗i )2

n : nombre de noeudsri : débit obtenusr∗i : débit d’une allocation Max-Min

Efficacité

Débit global

Sur la base d’un débit global d’un équité Max-Min



Les stations cachées


802.11

1-0 1844.81 [1776.42 - 1913.20]

2-0 1782.98 [1717.46 - 1848.50]

Total 3627.80 [3599.60 - 3655.99]

Index 0.9999

802.11 1-0 1961.62 [1815.33 - 2107.91]

RTS/CTS

2-0 1921.05 [1776.52 - 2065.59]

Total 3882.68 [3870.83 ; 3894.53]

Index 0.9999

MadMac

1-0 2780.50 [2779.47 - 2781.53]

2-0 2780.82 [2779.73 - 2781.90]

Total 5561.32 [5559.49 - 5563.15]

Index 1.0



Débit sur une Cellules

............

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Thr

ough

put k

bps

Number of Flows

Throughput Evolution depending on number of flow

MadMac802.11

Capacité du médium est environ de 5, 6 Mbps et 5, 2 Mbps

L’équité est fournit par les algorithmes de 802.11b



Les trois paires

1

2

3

4

5

6


802.11

1-2 5095.39 [5074.84 - 5115.93]

3-4 135.37 [117.09 - 153.64]

Total 10331.18 [10309.71-10352.66]

Index 0.6842

MadMac

1-2 2770.50 [2770.23 - 2770.78]

3-4 2767.92 [2767.64 - 2768.20]

Total 8308.90 [8308.20 - 8309.59]

Index 0.9999



Les modifications. . .

Calcul plus précis du temps d’attente à injecter

Études analytique pour calculer la fenetre de backoff initial

Historique sous forme de sliding windows



Future works

Évaluation théorique (tunning des paramètres)

Test sur des scénarii plus complexe

Test sur des scénarii aléatoires

Implantation d’un algorithme de backoff plus efficace

Comparaison avec d’autre protocole



Conclusion

MadMac. . .

Un protocole équitable (allocation Max-Min)

Un protocole efficace (débit aggrégé)

Sans échange d’information

Simple à mettre en œuvre (802.11-based)

Testé sur des scénarii connus pour poser problèmes


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