Townet e il Tdma
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Il documento descrive il protocollo wireless NV2 sviluppato da MikroTik, che utilizza la tecnologia TDMA per migliorare throughput e latenza nelle reti punto-multipunto. NV2 offre comunicazioni affidabili, gestione dinamica della larghezza di banda, e una serie di vantaggi rispetto ad altri protocolli come 802.11 e Nstreme, inclusa una riduzione dell'overhead e un migliore controllo sulla latenza. Inoltre, il documento menziona future integrazioni, compatibilità con altri protocolli e impostazioni specifiche per ottimizzare le prestazioni delle reti NV2.
Townet e il Tdma
- 1. 1 WIRELESSEXPERIENCE TDMA e nuovo protocollo wireless NV2 Enrico Grassi CTO Townet Srl Townet series 200-xx-xx e 300-xx-xx
- 2. 2 NV2 •E' un protocollo proprietario wireless sviluppato da MikroTik •Basato su TDMA (Time Division Multiple Access), tecnologia di accesso al mezzo fisico di comunicazione •Funziona su schede chipset Atheros: •AR5212 e successivi (R52) •schede N (R52n, R52Hn) •Supportato da RouterOS v5 e RouterOS v4.13 •E’ quindi abilitabile su tutti gli apparati serie 108, 200 e 300
- 3. 3 Vantaggi del TDMA •Più throughput •Bassa latenza •Adatto anche per reti Punto-Multipunto •Risolve il problema del nodo nascosto
- 4. 4 Funzionamento di NV2 •L'accesso al mezzo (media) è controllato dal AccesPoint NV2 che suddivide dinamicamente il tempo in “slot”: •Downlink-slot (dal AP al client) •Uplink-slot (dai client al AP) •Il Tempo di Uplink è diviso tra i client connessi in base ai loro requisiti di larghezza di banda •All'inizio di ogni periodo di trasmissioni l'AP definisce uno schema che dice ai client quando dovrebbero trasmettere e la quantità di tempo che possono utilizzare
- 5. 5 NV2 modalità client •l' AP NV2 assegna periodicamente uno slot per l'uplink ad un client "non specificato" •Questo intervallo di tempo viene utilizzato dai nuovi client per avviare la registrazione sull' AP •l'AP stima il ritardo di propagazione tra AP e client e alloca periodicamente uno slot di tempo prefissato di uplink per questo client in modo da completare la registrazione e iniziare a ricevere i dati dal client.
- 6. 6 Caratteristiche NV2 •Comunicazioni affidabili tramite collegamenti NV2 •Selezione dinamica del data-rate per i client •ARQ (Automatic Repeat reQuest) per le trasmissioni di dati •QoS con numero dinamico di priority queue •Schedulatore QoS integrato può essere utilizzato insieme ad una dettagliata politica basata sulle regole di firewalling o/e sulle politiche di priorità propagate attraverso la rete, come le VLAN priority o gli MPLS EXP bits.
- 7. 7 Prossime integrazioni del protocollo NV2 •Funzioni di autenticazione RADIUS •Media Access Policy controllate dall' amministratore •Sincronizzazione tra più AP NV2 •Tanto altro...
- 8. 8 NV2 compatibilità e coesistenza con altri protocolli wireless •Solo i dispositivi Townet/RouterOS saranno in grado di partecipare alle reti NV2 •Solo i dispositivi Townet/RouterOS vedranno gli AP NV2 nella scansione •Le reti NV2 disturberanno altre reti nello stesso canale •Le Reti NV2 possono essere disturbate da qualsiasi (NV2 o altra) rete sullo stesso canale •I dispositivi con NV2 abilitato non si connetteranno a qualsiasi altra rete basata sul TDMA (Ubiquiti o Alvarion)
- 9. 9 NV2 vs 802.11 •L'accesso al media è gestito dal AP •Elimina il problema del nodo nascosto e consente di implementare politiche di accesso al mezzo “centralizzate”. L' AP controlla quanto tempo è utilizzato da ogni CPE e può assegnare il tempo ai client in base ad alcune politiche invece che assegnarlo ad ogni dispositivo che si contenda il mezzo fisico. •Riduzione dell'overhead sul ritardo di propagazione •Non ci sono ACK per frame NV2. Questo migliora in modo significativo il throughput, specialmente su lunghe distanze, dove i frame dati e il conseguente ritardo di propagazione del frame ACK riduce significativamente l' efficienza di utilizzo del mezzo •Riduzione dell'overhead sulle trame radio •NV2 implementa la gestione automatica del concatenamento dei frame e la frammentazione consentendo di massimizzare l'uso degli slot assegnati e ridurre l'overhead per frame (interframe- space e preamboli)
- 10. 10 Nv2 vs Nstreme •Riduzione del polling-overhead •Invece del polling di ogni client, con i broadcast, gli Ap NV2 organizzano le trasmissioni assegnando gli slot a più clienti, ovvero, realizzano un "group-polling" •Nessun tempo è sprecato per il polling di ogni singolo client, lasciando più tempo effettivo per la trasmissione dei dati. Questo migliora il throughput, specialmente nelle configurazioni PtMP •Riduzione dell'overhead sul ritardo di propagazione •NV2 non deve eseguire il polling ogni client individualmente, questo permette di schedulare gli slot di uplink in base alla distanza stimata (ritardo di propagazione) delle CPE, in questo modo l'utilizzo del mezzo è più efficiente. Questo migliora il throughput, specialmente nelle configurazioni PtMP •Più controllo sulla latenza •riducendo l'overhead, aggiustando dinamicamente il period-size e il QOS; NV2 permette maggiore controllo sulla latenza nella rete
- 11. 11 Wireless protocol settings Valore AP CLIENT unspecified Crea una rete nstreme o 802.11 basata su una eventuale impostazione dell'Nnstreme Collega alla rete Nstreme o all'802.11 basata su una eventuale impostazione dell'Nstreme any Come unspecified Fa una scansione per tutte le reti trovate, non gli importa quale protocollo, si collega usando il protocollo della rete scelta (da SSID o Connect-list) 802.11 Crea una rete 802.11 Si collega solo alle reti 802.11 nstreme Crea una rete nstreme Si collega solo alle rete Nstreme nv2 Crea una rete NV2 Si collega solo alle reti NV2 nv2-nstreme-802.11 Crea una rete NV2 Cerca reti NV2, se le trova si collega altrimenti cerca reti Nstreme ed eventualmente 802.11 e se le trova si collega nv2-nstreme Crea una rete NV2 Cerca reti NV2 se le trova si collega altrimenti cerca reti Nstreme e se le trova si collega
- 12. 12 Nv2 settings NV2-cell-radius •Specifica la distanza in km del più lontano client della rete NV2 •Incide sulla dimensione dello slot di tempo che l' AP alloca ai client per avviare la connessione e anche la dimensione degli intervalli di tempo utilizzati per stimare la distanza del client •Se questa impostazione è troppo piccola, i client che sono più lontani possono avere problemi di connessione e/o scollegarsi con il messaggio di errore "ranging-timeout" •Al fine di mantenere il massimo delle prestazioni, è consigliato non aumentare questa impostazione se non necessario, così l'AP non sta riservando tempo che in quel momento non utilizza, ma lo assegna invece per un trasferimento dati
- 13. 13 Nv2 settings Tdma-period-size •Dimensione in ms del tempo utilizzato dall'AP NV2 per la pianificazione dell'accesso al mezzo condiviso. Un periodo più piccolo può potenzialmente diminuire la latenza (perché l'AP può assegnare gli slot ai client più velocemente), ma aumenterà l'overhead di protocollo e quindi diminuire il througput. Aumentando il Tdma-period-size invece sarà aumentata la velocità ma anche la latenza •Può essere necessario aumentare questo valore per particolari link a lunghe distanze al fine di ottenere un throughput accettabile
- 14. 14 QoS in NV2 •QoS in NV2 è implementato attraverso un numero variabile di priority queues •le transmission queues sono basate sulle raccomandazioni della 802.1D-2004 – ma solo se tutte le code a priorità più alta sono vuote •tutti i frame della coda con priorità più alta saranno processati, e solo allora, la coda successiva verrà considerata •La politica di QoS deve essere progettata con cura in modo che le code di priorità più alte non facciano “morire” una coda con priorità inferiore •La politica di QoS in una rete NV2 è controllata dall' AP, i client si adattano alla politica dell'AP
- 15. 15 QoS in NV2 i comandi •NV2-queue-count •Specifica quante priority-queues vengono usate in una rete NV2 •NV2-QoS=default •le trame in uscita, sono processate inizialmente dalla policy QoS integrata in NV2, questo algoritmo definisce le code attraverso l'analisi del tipo e della dimensione di pacchetto •Se le regole integrate non corrispondono, la coda è selezionata in base al campo priorità del frame, come in NV2-QoS=frame-priority
- 16. 16 QoS in NV2 i comandi •NV2-QoS=frame-priority •La coda del QoS è selezionata in base al campo priorità del frame •La priorità del frame non è un campo presente nell'header del pacchetto, è quindi valido solo mentre viene elaborato dallo stesso dispositivo •Il campo frame-priority deve essere impostato in modo esplicito dalle regole del firewall oppure implicitamente dalla priorità di ingresso proveniente dal processo di forwarding, per esempio dal DSCP-ToS o MPLS-EXP bits
- 17. 17 Performances NV2 in routing su RB800
- 18. 18 Performances NV2 in bridging con WDS su RB800
- 19. 19 Performances NV2 in routing su RB800 traffico TCP