Uno Strumento Simulativo per Architetture Voip per Dispositivi Mobili Multihomed



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Indice

Indice 1

1. Introduzione 2

2. Scenario 4

2.I Descrizione Generale 4

2.II Client Proxy e Server Proxy 6

2.II.A Application Logic 7

2.II.B Networking Logic 7

2.II.C Un Esempio Concreto 9

3. Obiettivi 12

4. Strumenti 13

5. Progettazione 14

6. Implementazione 18

6.I Interfacce Wireless Multiple 18

6.II Modifiche al Protocollo IP 40

7. Valutazione 51

8. Conclusioni e Sviluppi Futuri 58

Bibliografia


1. Introduzione

In sede di tirocinio é stato fatto un lavoro che ha portato all’ideazione e definizione di un’architettura (nel senso di un insieme di software, hardware e network) che permetta a dispositivi mobili come palmari e smart phone di sfruttare simultaneamente molteplici connessioni wireless, distribuendo il traffico dati tra queste, quando si effettuano telefonate VoIP. Per inquadrare lo scenario possiamo fare un esempio pratico ed attuale: un numero sempre maggiore di città offrono accesso gratuito ad internet tramite wireless in tutto il centro (prendiamo Albuquerque, New Mexico, ma Bologna é un altro buon esempio). Un cittadino di Albuquerque, quando deve fare una telefonata, anziché utilizzare il proprio operatore telefonico (quindi le reti GPRS, UMTS e simili) può utilizzare un’applicazione VoIP che sfrutti il collegamento ad internet per effettuare la telefonata ottenendo spesso un segnale migliore e riducendo drasticamente i costi. Se contemporaneamente ad essere sotto la copertura del network cittadino, sono anche in un café con accesso gratuito o a casa, coperto dalla mia rete wireless privata, posso (o meglio potrò) sfruttare le due connessioni contemporaneamente per avere una velocità di connessione ad internet pari alla somma delle due bande, permettendo una qualità audio e video migliore.

É stata ideata e descritta nel dettaglio una soluzione che fosse il più appropriata e ben strutturata possibile, rispettando alcune linee guida preconcette (quali il non modificare i protocolli VoIP preesistenti). Questa architettura prevede due applicazioni, una sul dispositivo mobile, una su un server, che fungano da proxy tra il dispositivo e il suo server VoIP. Queste utilizzeranno un algoritmo efficiente di distribuzione del traffico dati per distribuire tra le varie connessione sia i dati audio e video, sia il Call Signaling (i dati di controllo dei protocolli VoIP) che sarà analizzato e modificato secondo le regole che questi protocolli prevedono per un proxy. Vedremo questa architettura in modo riassuntivo nel prossimo capitolo, ma si veda la relazione di tirocinio [1] per una descrizione dettagliata.

Per poter implementare e testare questi algoritmi (programmi) si avrà bisogno di un simulatore su cui eseguirli su scenari e con parametri diversi, per analizzarne efficienza e affidabilità. Questo é particolarmente vero nel nostro caso, dove simulare realmente alcune situazioni particolari come interferenza di campo o utilizzo di velocità di connessione disponibile nel futuro diventa, se non impossibile, sicuramente molto costoso in tempo e risorse.

Il presente lavoro di tesi é nato dalla necessità di preparare questo ambiente simulativo, dove gli algoritmi ideati da colleghi laureandi possono essere valutati. Preparare l’ambiente significa scegliere il simulatore, fare delle modifiche al codice, configurare lo scenario nel simulatore, scrivere un programma che invia e riceve traffico dati e raccoglie dati statistici, eseguire alcuni esempi di simulazione e analizzarne le statistiche. Alla fine avremo a disposizione uno strumento col quale l’architettura che abbiamo definito può essere progettata, implementata e testata.

2. Scenario

Lo scenario, ossia l’architettura da simulare, definito in sede di tirocinio, é il risultato di uno studio eseguito con lo scopo di raggiungere il seguente obiettivo:

definire un sistema che permetta di effettuare chiamate VoIP sfruttando le molteplici interfacce wireless contemporaneamente presenti su un dispositivo mobile.

Vi sono alcuni punti fondamentali dell’architettura che vanno sottolineati:


  1. il sistema deve basarsi su protocolli esistenti, ovvero non può essere prevista la modifica o l’estensione di questi ultimi;

  2. si considerano solo collegamenti Wi-Fi, quindi sono esclusi i collegamenti a cavo;

  3. é essenziale un’organizzazione modulare, a compartimenti stagni;

  4. nell’ottica del punto precedente devono essere ben distinte e separate le entità che si occuperanno di:

    • interfacciarsi con il protocollo VoIP scelto

    • gestire le molteplici connessioni e bilanciare il traffico tra queste

  1. la soluzione deve essere il più semplice possibile da implementare (particolarmente vero quando si lavora con i protocolli VoIP, estremamente complessi e, spesso, contorti) e da installare.



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