Algoritmo para determinar la posibilidad de aplicar técnicas de codificación de red interflujo sobre redes malladas inalámbricas

Abstract

RESUMEN: Este trabajo pretende estudiar la aplicabilidad de las técnicas de Network Coding sobre escenarios con un carácter aleatorio. Esta técnica, propuestas por Ahlswede, pretende mejorar el rendimiento mediante la combinación de paquetes pertenecientes a diferentes flujos de información. En concreto, se plantea su uso sobre redes malladas inalámbricas. La demanda de capacidad de los dispositivos inalámbricos ha sufrido un vertiginoso crecimiento en los últimos años y se espera que esta dinámica se mantenga, debido principalmente debe al aumento de dispositivos de comunicaciones inalámbricas y las capacidades que se ofrecen a los usuarios (videos, juegos, redes sociales...). Se marcan dos grandes retos para satisfacer las exigencias del mercado: ampliar la cobertura y mejorar el rendimiento, entendiendo que este último factor es una de las grandes debilidades de las comunicaciones inalámbricas. En el intento de mejorar ambos aspectos surgen las técnicas de Network Coding sobre redes malladas. Por un lado, las redes malladas pretenden aumentar el área de cobertura de despliegues más tradicionales y, por otro, las técnicas de Network Coding buscan mejorar el rendimiento que se alcanza en la comunicación bajo los estándares actuales de IEEE 802.11 (a nivel de enlace) y TCP/IP (a nivel de transporte y red). Para evaluar la aplicabilidad de estas técnicas se despliegan escenarios aleatorios y se desarrolla un algoritmo que permite evaluar si existe la opción de utilizar Network Coding. A pesar de que los escenarios aleatorios generados tienen ciertas características que favorecen el uso de Network Coding, los resultados no son muy esperanzadores. Se obtiene únicamente un 8% de escenarios proclives a usar estas técnicas. Además, algunos de los escenarios desplegados se han llevado al simulador ns-3, para analizar qué mejora de rendimiento se podría alcanzar.

ABSTRAC: In this work we asses the feasibility of network Coding over random scenarios. This technique, which was proposed by Ahlswede, aim to improve the performance by combining packets, that belong to different flows. In particular, we focus on the use of Network Coding technique over wireless mesh networks. The capacity required by the wireless devices has remarkably grown during the latest years and such growth is expected to be maintained in the future. This higher demand is a consequence of the increase in the number of devices with wireless communication capabilities and the capacity they offer to the end users (videos, games, social networks, ...). There are two mains issues to satisfy the market requirements: to broaden the network coverage and to enhance the performance. The use of Network Coding techniques over mesh wireless networks looms so as to tackle both goals. On the one hand, wireless mesh network broaden coverage network deployments and, on the other hand, network coding improves the performance offered by current technologies, such as IEEE 802.11 and TCP. In order to evaluate the feasibility of network coding we deploy random scenarios and we propose an algorithms to establish the possibility of applying network coding. Despite the advantageous features of the deployed random topologies, which benefit the applicability of network coding, the results show that the probability of promoting these techniques is rather low. Moreover, we use the ns-3 simulator to analyze the performance that can be achieved.