Suporte a mobilidade em redes mesh sem fio definidas por software

Abstract

As Redes em Malha Sem Fio (WMN, do inglês Wireless Mesh Networks) têm sido apontadas como solução vantajosa para provimento de infraestrutura sem fio, principalmente, quando comparadas com outras arquiteturas baseadas no padrão IEEE 802.11. Adicionalmente, o uso de dispositivos móveis tem crescido de tal maneira que redes Wi-Fi ubíquas e suporte a mobilidade transparente são requisitos cruciais para os provedores de rede. De modo a proporcionar uma boa experiência de mobilidade aos usuários, a rede sem fio deve prover handoff transparente aos clientes móveis, preservando as métricas de QoS e QoE em níveis aceitáveis para acomodar aplicações de tempo real e de multimídia interativa, cuja utilização torna-se cada vez mais popular. Não obstante, as estratégias de gerenciamento de mobilidade tradicionais, baseadas no padrão 802.11, incorrem em latência e degradação da QoS na rede, impactando negativamente o desempenho das aplicações. Desse modo, este trabalho propõe uma nova estratégia de handoff definido por software e baseado em monitoramento passivo da qualidade dos enlaces. Nessa estratégia, o processo de handoff é inteiramente controlado pela rede, o que permite mobilidade transparente aos usuários e não requer qualquer mudança nos dispositivos do cliente. Assim, as principais contribuições deste trabalho são: i) propor uma métrica de qualidade de enlaces Wi-Fi, a fim de identificar oportunidades de handoff , baseado em monitoramento passivo; ii) propor um algoritmo de gerenciamento de handoff composto pelas estratégias de decisão e execução do handoff , além da seleção de AP para o cliente móvel, os quais, em conjunto, melhoram a experiência de mobilidade e otimizam o uso dos recursos de rede; e iii) desenvolver um protótipo como prova de conceito dessas estratégias, através do framework OpenWiMesh. Foi realizada uma análise detalhada sobre o desempenho da proposta, comparando-a com uma estratégia baseada no protocolo B.A.T.M.A.N. e handoff controlado pelo cliente. Os resultados mostram que a proposta de gerenciamento de handoff melhorou em até 70% as métricas de QoE durante a mobilidade de clientes, ao passo que manteve métricas chave de QoS abaixo de limites de restrição para aplicações de tempo real.