Entwurf und Implementierung eines Stream-basierten, dynamischen und fairen Scheduling-Verfahrens für WiFi-Netzwerkverkehr

Abstract

Heutzutage sind Wireless Local Area Network (WLAN)-Netzwerke, basierend auf dem IEEE~802.11 Standard, für mobile Endgeräte besonders wichtig, da diese nur so Zugang zum Internet bekommen können. Dementsprechend gibt es solche Netzwerke fast überall wie beispielsweise in öffentlichen Verkehrsmitteln, in Hotels oder auch bei der Arbeit. Doch die Qualität und Geschwindigkeit einer Verbindung kann dabei stark variieren. Um dies zu verbessern, wird zuerst eine Analyse dieser Netzwerke vorgenommen, um die Stelle des Bottlenecks zu identifizieren. Dabei konnte gezeigt werden, dass der Bottleneck an zwei Stellen vorliegen könnte. Das wäre einmal der Uplink zum Internet und andererseits der entsprechende Downlink, wobei sich der Bottleneck am Downlink letztendlich beim Internet-Provider befindet. Mit einem neu entwickelten Stream-basierten, dynamischen und fairen Scheduling-Verfahren soll die Qualität und Geschwindigkeit im WLAN-Netzwerk verbessert werden. Dafür wird eine neue Art von Fairness definiert, sodass die Pakete von Endgeräten mit einem geringen Datenverbrauch eine höhere Priorität erhalten. Dadurch bekommen letztendlich Endgeräte, welche gutmütig sind, eine bessere Antwortzeit als diese, die eine große Datenmenge übertragen. Zum Schluss wird die Linux-Implementierung des Scheduling-Verfahrens noch unter verschiedenen Metriken evaluiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die gewünschte Art von Fairness damit realisiert werden kann. Dies wurde sowohl unter Laborbedingungen als auch mit realen Anwendungen des Internets erfolgreich evaluiert. Außerdem wurde durch Messungen gezeigt, dass es im Punkt Performanz keinen signifikanten Unterschied zu dem Standard Scheduling-Verfahren in Linux gibt.