QSRP: un protocollo di routing per la qualità del servizio in reti ad hoc

In questa tesi viene proposto un protocollo di QoS routing per MANET chiamato QSRP (Quality of Service Routing Protocol).
Il QSRP è un protocollo distribuito che utilizza informazioni geografiche, ottenute per mezzo di GPS o altro, per ricercare un percorso che vada da un nodo sorgente ad un noto destinazione soddisfacendo delle metriche di QoS, senza conoscere l’intera topologia di rete. In questo lavoro verrà mostrato come il QSRP è in grado di soddisfare vincoli imposti dalla applicazione in termini di qualità del servizio quali banda, ritardo end-to-end e probabilità di perdita del pacchetto. Si dimostrerà come il QSRP è in grado di cercare in maniera efficace un percorso valido conoscendo poche informazioni topologiche sulla rete. In particolare si utilizzerà un algoritmo di route discovery, che impiega un meccanismo di duplicazione dei messaggi di probe a cui è stato dato il nome di splitting. Vedremo come tale meccanismo riuscirà a far fronte alla mancanza di informazioni globali della rete da parte di un nodo.
Insieme a questa tecnica, si farà uso del concetto di classe di servizio, già sviluppato per reti ATM, ed applicato in questa tesi alle MANET. Le classi di servizio saranno usate per definire le metriche da soddisfare in fase di ricerca dei percorsi di rete. La progettazione di questo protocollo terrà conto anche di un algoritmo molto semplice di route maintenance basato sulla predizione della posizione futura dei nodi, grazie all’uso di informazioni di tipo geografico.
In questo lavoro di tesi si applicherà inoltre all’algoritmo di QoS routing proposto, un nuovo algoritmo di cooperazione detto a punti o a crediti. Si vedrà quale tecnica originale questo algoritmo usa per incentivare la cooperazione ed isolare i nodi egoisti che agiscono in una rete ad hoc.
Si analizzeranno in dettaglio le strutture che compongono il protocollo, quali messaggi di controllo e tabelle interne ai nodi, e verranno illustrate altresì le routine principali degli algoritmi di route discovery, route maintenance e cooperazione a punti tramite l’ausilio di pseudo-codice, che faciliterà il lettore nella comprensione di quanto realizzato.
Infine si illustreranno i risultati ottenuti grazie all’utilizzo del simulatore ns-2 per reti wireless ad hoc. In tal modo verrà mostrato il buon comportamento del protocollo QSRP, in particolare in condizioni di alto traffico e di elevata mobilità dei nodi.