DSpace - Tor Vergata >
Facoltà di Ingegneria >
Tesi di dottorato in ingegneria >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2108/526

Full metadata record

DC FieldValueLanguage
contributor.advisorSalsano, Stefano-
contributor.authorOrdine, Alessandro-
date.accessioned2008-06-04T10:28:40Z-
date.available2008-06-04T10:28:40Z-
date.issued2008-06-04T10:28:40Z-
identifier.urihttp://hdl.handle.net/2108/526-
description20. cicloen
description.abstractLe reti Wireless LAN, così come definite dallo standard IEEE 802.11, garantiscono connettività senza fili nei cosiddetti “hot-spot” (aeroporti, hotel, etc.), nei campus universitari, nelle intranet aziendali e nelle abitazioni. In tali scenari, le WLAN sono denotate come “ad infrastruttura” nel senso che la copertura della rete è basata sulla presenza di un “Access Point” che fornisce alle stazioni mobili l’accesso alla rete cablata. Esiste un ulteriore approccio (chiamato “ad-hoc”) in cui le stazioni mobili appartenenti alla WLAN comunicano tra di loro senza l’ausilio dell’Access Point. Le Wireless LAN tipicamente sono connesse alla rete di trasporto (che essa sia Internet o una Intranet aziendale) usando un’infrastruttura cablata. Le reti wireless Mesh ad infrastruttura (WIMN) rappresentano un’alternativa valida e meno costosa alla classica infrastruttura cablata. A testimonianza di quanto appena affermato vi è la comparsa e la crescita sul mercato di diverse aziende specializzate nella fornitura di infrastrutture di trasporto wireless e il lancio di varie attività di standardizzazione (tra cui spicca il gruppo 802.11s). La facilità di utilizzo, di messa in opera di una rete wireless e i costi veramente ridotti hanno rappresentato fattori critici per lo straordinario successo di tale tecnologia. Di conseguenza possiamo affermare che la tecnologia wireless ha modificato lo stile di vita degli utenti, il modo di lavorare, il modo di passare il tempo libero (video conferenze, scambio foto, condivisione di brani musicali, giochi in rete, messaggistica istantanea ecc.). D’altro canto, lo sforzo per garantire lo sviluppo di reti capaci di supportare servizi dati ubiqui a velocità di trasferimento elevate è strettamente legato a numerose sfide tecniche tra cui: il supporto per l’handover tra differenti tecnologie (WLAN/3G), la certezza di accesso e autenticazione sicure, la fatturazione e l’accounting unificati, la garanzia di QoS ecc. L’attività di ricerca svolta nell’arco del Dottorato si è focalizzata sulla definizione di meccanismi multi-layer per il controllo del traffico in reti wireless. In particolare, nuove soluzioni di controllo del traffico sono state realizzate a differenti livelli della pila protocollare (dallo strato data-link allo strato applicativo) in modo da fornire: funzionalità avanzate (autenticazione sicura, differenziazione di servizio, handover trasparente) e livelli soddisfacenti di Qualità del Servizio. La maggior parte delle soluzioni proposte in questo lavoro di tesi sono state implementate in test-bed reali. Questo lavoro riporta i risultati della mia attività di ricerca ed è organizzato nel seguente modo: ogni capitolo presenta, ad uno specifico strato della pila protocollare, un meccanismo di controllo del traffico con l’obiettivo di risolvere le problematiche presentate precedentemente. I Capitoli 1 e 2 fanno riferimento allo strato di Trasporto ed investigano il problema del mantenimento della fairness per le connessioni TCP. L’unfairness TCP conduce ad una significativa degradazione delle performance implicando livelli non soddisfacenti di QoS. Questi capitoli descrivono l’attività di ricerca in cui ho impiegato il maggior impegno durante gli studi del dottorato. Nel capitolo 1 viene presentato uno studio simulativo delle problematiche di unfairness TCP e vengono introdotti due possibili soluzioni basate su rate-control. Nel Capitolo 2 viene derivato un modello analitico per la fairness TCP e si propone uno strumento per la personalizzazione delle politiche di fairness. Il capitolo 3 si focalizza sullo strato Applicativo e riporta diverse soluzioni di controllo del traffico in grado di garantire autenticazione sicura in scenari di roaming tra provider wireless. Queste soluzioni rappresentano parte integrante del framework UniWireless, un testbed nazionale sviluppato nell’ambito del progetto TWELVE. Il capitolo 4 descrive, nuovamente a strato Applicativo, una soluzione (basata su SIP) per la gestione della mobilità degli utenti in scenari di rete eterogenei ovvero quando diverse tecnologie di accesso radio sono presenti (802.11/WiFi, Bluetooth, 2.5G/3G). Infine il Capitolo 5 fa riferimento allo strato Data-Link presentando uno studio preliminare di un approccio per il routing e il load-balancing in reti Mesh infrastrutturate.en
description.abstractWireless LANs, as they have been defined by the IEEE 802.11 standard, are shared media enabling connectivity in the so-called “hot-spots” (airports, hotel lounges, etc.), university campuses, enterprise intranets, as well as “in-home” for home internet access. With reference to the above scenarios, WLANs are commonly denoted as “infra-structured” in the sense that WLAN coverage is based on “Access Points” which provide the mobile stations with access to the wired network. In addition to this approach, there exists also an “ad-hoc” mode to organize WLANs where mobile stations talk to each other without the need of Access Points. Wireless LANs are typically connected to the wired backbones (Internet or corporate intranets) using a wired infrastructure. Wireless Infrastructure Mesh Networks (WIMN) may represent a viable and cost-effective alternative to this traditional wired approach. This is witnessed by the emergence and growth of many companies specialized in the provisioning of wireless infrastructure solutions, as well as the launch of standardization activities (such as 802.11s). The easiness of deploying and using a wireless network, and the low deployment costs have been critical factors in the extraordinary success of such technology. As a logical consequence, the wireless technology has allowed end users being connected everywhere – every time and it has changed several things in people’s lifestyle, such as the way people work, or how they live their leisure time (videoconferencing, instant photo or music sharing, network gaming, etc.). On the other side, the effort to develop networks capable of supporting ubiquitous data services with very high data rates in strategic locations is linked with many technical challenges including seamless vertical handovers across WLAN and 3G radio technologies, security, 3G-based authentication, unified accounting and billing, consistent QoS and service provisioning, etc. My PhD research activity have been focused on multi-layer traffic control for Wireless LANs. In particular, specific new traffic control solutions have been designed at different layers of the protocol stack (from the link layer to the application layer) in order to guarantee i) advanced features (secure authentication, service differentiation, seamless handover) and ii) satisfactory level of perceived QoS. Most of the proposed solutions have been also implemented in real testbeds. This dissertation presents the results of my research activity and is organized as follows: each Chapter presents, at a specific layer of the protocol stack, a traffic control mechanism in order to address the introduced above issues. Chapter 1 and Charter 2 refer to the Transport Layer, and they investigate the problem of maintaining fairness for TCP connections. TCP unfairness may result in significant degradation of performance leading to users perceiving unsatisfactory Quality of Service. These Chapters describe the research activity in which I spent the most significant effort. Chapter 1 proposes a simulative study of the TCP fairness issues and two different solutions based on Rate Control mechanism. Chapter 2 illustrates an analytical model of the TCP fairness and derives a framework allowing wireless network providers to customize fairness policies. Chapter 3 focuses on the Application Layer and it presents new traffic control solutions able to guarantee secure authentication in wireless inter-provider roaming scenarios. These solutions are an integral part of the UniWireless framework, a nationwide distributed Open Access testbed that has been jointly realized by different research units within the TWELVE national project. Chapter 4 describes again an Application Layer solution, based on Session Initiation Protocol to manage user mobility and provide seamless mobile multimedia services in a heterogeneous scenario where different radio access technologies are used (802.11/WiFi, Bluetooth, 2.5G/3G networks). Finally Chapter 5 refers to the Data Link Layer and presents a preliminary study of a general approach for routing and load balancing in Wireless Infrastructure Mesh Network. The key idea is to dynamically select routes among a set of slowly changing alternative network paths, where paths are created through the reuse of classical 802.1Q multiple spanning tree mechanisms.en
format.extent16991 bytes-
format.extent17510 bytes-
format.extent3999369 bytes-
format.mimetypeapplication/pdf-
format.mimetypeapplication/pdf-
format.mimetypeapplication/pdf-
language.isoenen
subjectWLANen
subjectTCP fairnessen
subjectvertical handoveren
subjectQoSen
subjectinter-provider roamingen
subjectload-balancingen
subjectMeshen
titleMulti-layer traffic control for wireless networksen
title.alternativeMeccanismi multi-layer per il controllo del traffico in reti wirelessen
typeDoctoral thesisen
degree.nameDottorato in ingegneria delle telecomunicazioni e microelettronicaen
degree.levelDottoratoen
degree.disciplineFacoltà di ingegneriaen
degree.grantorUniversità degli studi di Roma Tor Vergataen
date.dateofdefenseA.A. 2007/2008en
Appears in Collections:Tesi di dottorato in ingegneria

Files in This Item:

File Description SizeFormat
PhD_thesis_AlessandroOrdine-Abrstrac_it.pdfAbstract (Italian)16KbAdobe PDFView/Open
PhD_thesis_AlessandroOrdine-Abrstrac_en.pdfAbstract (English)17KbAdobe PDFView/Open
PhD_thesis_AlessandroOrdine.pdfThesis3905KbAdobe PDFView/Open

Show simple item record

All items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved.