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May 11, 2007, 6:15:50 PM (18 years ago)

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soujak

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doc/AssociazioneMultipla.tex

@@ -10 +10 @@
 %\usepackage{color}
 % riferimenti incrociati dinamici
-%\usepackage{varioref}
+% \usepackage{varioref}
 
 % SoujaK
@@ -19 +19 @@
 \title{Associazione multipla simultanea\\ di un \textit{client} 802.11}
 \author{Andrea Rappini, Alessio Romagnoli,\\Marco Solieri, Andrea Simeone}
+
+\makeindex
+
 
 \begin{document}
@@ -37 +40 @@
 \end{abstract}
 
-% \newpage
+\clearpage
 \section{Introduzione}
 \label{sec:introduzione}
@@ -69 +72 @@
 \label{sec:obiettivi}
 I criteri con i quali si sono prese le svariate decisioni che hanno
-caratterizzato lo studio e che si concretizzano nelle soluzioni proposte hanno
-risentito dei seguenti obiettivi supplementari:
+caratterizzato lo studio e che si concretizzano nelle soluzioni proposte sono
+stati influenzati dai seguenti obiettivi supplementari:
 \begin{description}
-\item[\textit{overhead} minimo]
-abbattere i costi introdotti dalla gestione simultanea delle connessioni
-multiple;
-\item[perdite minime] ridurre o eliminare ogni possibile perdita di dati in
-ricezione causata dalla temporanea assenza su un BSS (cfr.
-sezione~\ref{sec:mezzotrasmissivo});
-\item[portabilità] essere quanto più indipendente dalle specifiche piattaforme
-\textit{hardware}/\textit{firmware}, pur rimanendo legata all'ambiente
-GNU/Linux;
-\item[facilità implementativa] ridurre gli sforzi per l'effettiva messa in
-opera;
-\item[trasparenza] virtualizzare le interfacce di rete associate ad ogni
-connessione per minimizzare l'impatto.
+ \item [\textit{overhead} minimo]
+ abbattere i costi introdotti dalla gestione simultanea delle connessioni
+ multiple;
+ \item [perdite minime]
+ ridurre o eliminare ogni possibile perdita di dati in ricezione causata dalla
+ temporanea assenza su un BSS (cfr. sezione \ref{sec:mezzotrasmissivo});
+ \item [portabilità]
+ essere quanto più indipendente dalle specifiche piattaforme
+ \textit{hardware}/\textit{firmware}, pur rimanendo legata all'ambiente
+ GNU/Linux;
+ \item [facilità implementativa]
+ ridurre gli sforzi per l'effettiva messa in
+ opera;
+ \item [trasparenza]
+ virtualizzare le interfacce di rete associate ad ogni
+ connessione per minimizzare l'impatto.
 \end{description}
 
@@ -108 +114 @@
 \subsubsection{Accesso alla rete}
 \label{sec:accessoallarete}
+\paragraph{Associazione}
 Affinché una stazione mobile possa partecipare ad una rete \textit{wireless}, le
 è fatto obbligo di annunciare la sua presenza attraverso una procedura detta di
-\textbf{associazione}.
+associazione.
 Questo legame unisce una stazione ad uno ed un solo BSS e garantisce che la
 stazione possa effettuare trasmissioni dirette ad ognuno dei nodi appartenente
-all'intera rete e viceversa.\\
+all'intera rete e viceversa.
 Lo studio intende proprio scardinare l'univocità del rapporto fra stazione
 e BSS che lo standard impone esplicitamente.
 
+\paragraph{Autenticazione}
 A causa della natura condivisa del mezzo trasmissivo, l'accesso alla rete
 sarebbe aperto a qualunque stazione richieda di associarsi. IEEE ha quindi
 elaborato una strategia di regolazione dell'accesso  richiedendo la mutua
 identificazione di entrambi gli estremi di ogni comunicazione. Tale procedura,
-definita \textbf{autenticazione}, risulta pertanto essere un prerequisito della
-stessa associazione.
+definita autenticazione, risulta pertanto essere un prerequisito della stessa
+associazione.
 Il processo può diventare oneroso in termini di tempo a causa dei \textit{frame}
 da scambiare e dell'elaborazione necessaria (si pensi ai calcoli crittografici
@@ -135 +143 @@
 Da quanto detto risulta quindi evidente che, a differenza dell'associazione,
 una stazione può essere autenticata presso molteplici altre stazioni.
+
+\paragraph{802.11i}
+\label{80211i}
+L'estensione \texttt{i} dello standard intende migliorare il livello di
+sicurezza e confidenzialità introducendo nuovi protocolli e metodologie.
+Tutti i suoi metodi di autenticazione basati su autenticatori esterni
+(\textit{server} RADIUS) provengono dallo standard 802.1x, che riguarda proprio
+il controllo d'accesso a reti dell'insieme 802 (Ethernet, Token-Ring \ldots).
+Questo genere di comunicazioni viene quindi effettuato a strati di rete
+superiori coinvolgendo marginalmente il livello 802.11 in oggetto.
+È per questa ragione che i dettagli inerenti l'autenticazione ad alto livello
+(pertanto scorrelata da quella di 802.11 da poco descritta) sono sostanzialmente
+irrilevanti per gli scopi del presente studio.
 
 \subsubsection{Risparmio energetico}
@@ -170 +191 @@
 L'accesso al mezzo trasmissivo, a causa della sua stessa natura condivisa, è
 regolato da convenzioni stabilite dallo standard che consentono una
-ripartizione equa di questa risorsa. 
+ripartizione equa di questa risorsa.
 
 Tali regolamentazioni di natura temporale si fondano sulla reciproca
@@ -178 +199 @@
 Il valore su cui accordarsi viene distribuito all'interno di un \textit{frame}
 di gestione, il \textit{\textbf{beacon}}, inviato ad intervalli regolari e
-prefissati. Se già ora si intuisce che l'eventuale perdita di questi messaggi
-periodici durante i salti va minimizzata, ancor di più se ne comprende
-l'importanza a fronte della presenza di ulteriori informazioni di grande
-interesse per i fini preposti.
+prefissati.
+Se già ora si intuisce che l'eventuale perdita di questi messaggi periodici
+durante i salti va minimizzata, ancor di più se ne comprende l'importanza a
+fronte della presenza di ulteriori informazioni di grande interesse per i fini
+preposti.
+\footnotetext{Ancora una volta sarebbe necessaria una distinzione fra le reti
+infrastrutturate e le reti \textit{ad hoc}: il valore comune su cui accordarsi è
+dettato rispettivamente dall'\textit{access point} e dall'intero BSS in maniera
+distribuita.}
 
 Trattasi non solo dei \textbf{TIM} (cfr. \ref{sec:risparmioenergetico}), ma
 anche degli annunci di inizio dei periodi liberi da contesa presenti nelle reti
 infrastrutturate, lassi di tempo durante i quali l'accesso al mezzo è
-coordinato da un gestore centrale. Esso risiede tipicamente
-nell'\textit{access-point} e provvede a coordinare le comunicazioni in maniera
-spesso più efficiente rispetto a quando il coordinamento è distribuito.
-
-\footnotetext{Ancora una volta è necessaria una distinzione fra le reti
-infrastrutturate e le reti \textit{ad hoc}: il valore comune su cui accordarsi è
-dettato rispettivamente dall'\textit{access point} e dall'intero BSS in maniera
-distribuita.}
+coordinato da un gestore centrale.
+Esso risiede tipicamente nell'\textit{access-point} e provvede a coordinare le
+comunicazioni in maniera spesso più efficiente rispetto a quando il
+coordinamento è distribuito.
 
 In aggiunta a quanto detto, il \textit{client} non potrà trascurare le
-\textbf{scadenze}
-temporali oltre le quali i rapporti di autenticazione e associazione con i BSS
-vengono a cadere.
+\textbf{scadenze} temporali oltre le quali i rapporti di autenticazione e
+associazione con i BSS vengono a cadere.
 
 \subsection{\textit{Wireless Extensions}}
@@ -210 +231 @@
 questo insieme di interfacce, ma questa scelta è stata dettata dalla speranza
 che esse diventino presto lo standard \textit{de facto}.
-
-% TODO
-% introduzione alla terminologia (managed, master, ad-hoc, monitor)
 
 Accanto alle API di programmazione sono stati sviluppati anche gli
@@ -252 +270 @@
 A complicare ulteriormente la situazione intervengono le limitazioni imposte
 dalle autorità delle comunicazioni di molti Paesi (si pensi all'FCC
-% http://ftp.fcc.gov/Bureaus/Engineering_Technology/Orders/2001/fcc01264.pdf
-statunitense), che richiedono la distribuzione dei trasmettitori radio
+statunitense),
+%http://ftp.fcc.gov/Bureaus/Engineering_Technology/Orders/2001/fcc01264.pdf
+che richiedono la distribuzione dei trasmettitori radio
 con \textit{firmware} in forma necessariamente binaria per scongiurare
 violazioni dei limiti di utilizzo delle frequenze.
@@ -328 +347 @@
 distribuzione basato su connessioni 802.11 fra i BSS d'interesse, siano
 essi locali (e virtualizzati) o esterni.
-% TODO
-% Chiarire il concetto di DS e di BSS
 
 Le interfacce virtuali create saranno esposte ed utilizzate comodamente in piena
@@ -454 +471 @@
   stati di autenticazione associazione ed eventualmente sincronizzando la
   presenza su un BSS ad infrastruttura con i periodi liberi da contesa
-  (cfr. \ref{sec:vincolitemporali});\\
+  (cfr. \ref{sec:vincolitemporali} o \ref{sec:ottimizzazioni});\\
   \begin{math} \Leftarrow \end{math}
   parziale reimplementazione di MAC, evitando la perdita dei \texttt{beacon},
@@ -491 +508 @@
 
 \paragraph{Idea}
-Lo spirito con il quale questa soluzione viene concepita è quello di
-lavorare ad alto livello in piena aderenza allo standard, favorendo la
-portabilità e minimizzando, peraltro, gli sforzi implementativi.
-La scelta di interazione con un generico \textit{driver} di sistema per
-ambienti GNU/Linux risponde a queste esigenze, al prezzo della rinuncia
-all'effettività dell'associazione multipla.
+Lo spirito con il quale questa soluzione viene concepita è quello di lavorare ad
+alto livello in piena aderenza allo standard, favorendo la portabilità e
+minimizzando, peraltro, gli sforzi implementativi.
+La scelta di interazione con un generico \textit{driver} di sistema per ambienti
+GNU/Linux risponde a queste esigenze obbligando alla rinuncia dell'effettività
+dell'associazione multipla e al pagamento degli esigui costi di riassociazione.
+
 
 \paragraph{Come}
-Come accennato in \ref{sec:interpretazionedellostandard} ogni
-implementazione lega indissolubilmente i concetti di autenticazione
-e riassociazione, vanificando la speranza di mantenere autenticazioni multiple
-ed obbligando a rincarare (spesso non di poco) i costi dei salti fra i BSS.
-Un salto dal BSS1 al BSS2 consterà quindi di questa sequenza di
-operazioni: <dissociazione da BSS1, deautenticazione da BSS1,
-autenticazione con BSS2, associazione con BSS2>.
-
-% pur costringendo a pagare il
-% prezzo delle riassociazioni ad ogni cambio di BSS.
-% La genericità perseguita costringe, purtroppo, ad effettuare salti in maniera
-% alquanto inefficiente a causa del legame che intercorre in 
-% di 802.11 fra associazione e autenticazione.
-
-% .   * riassociazione e riautenticazione ad ogni cambio di BSS
-% .   * Wireless Extensions come riferimento
-%       interfacce virtuali wext
-%       compliant (->)
-
-\paragraph{? 802.1x ?}
-% .   * autenticazioni multiple a livelli superiori 802.1x (con wpa_supplicant)
-% chiarire la cosa o lasciarla come questione aperta???
+Come accennato in \ref{sec:interpretazionedellostandard} ogni implementazione
+lega indissolubilmente i concetti di autenticazione e riassociazione,
+vanificando la speranza di mantenere autenticazioni multiple ed obbligando a
+rincarare (spesso non di poco) i costi dei salti fra i BSS.
+Un salto dal BSS1 al BSS2 consta quindi di questa sequenza di operazioni:
+<dissociazione da BSS1, deautenticazione da BSS1, autenticazione con BSS2,
+associazione con BSS2>.
+Si tenga a mente che la persistenza delle autenticazioni a livelli
+superiori (si veda \ref{80211i}) non dovrebbe essere compromessa a causa di
+questa pratica.
+
+\paragraph{Interfacce}
+La portabilità perseguita trova espressione nell'uso delle \textit{Wireless
+Extensions}, in qualità di interfacce unificate dei driver per la piattaforma
+di riferimento.
+Ancor di più, si propone di rendere conformi a queste API le stesse interfacce
+virtuali, create per rappresentare ognuna delle partecipazioni ai BSS nella
+maniera quanto più comoda e trasparente.
 
 \subsubsection{Vantaggi}
@@ -527 +541 @@
  \item[Facilità implementativa]:\\
   \begin{math} \Leftarrow \end{math}
-  .
-% .   * facilita` implementativa
+  Il livello implementativo è alto e si interagisce in maniera onesta con il
+  \textit{driver}.
  \item[Trasparenza]:\\
   \begin{math} \Leftarrow \end{math}
-  .
-% .   * totale trasparenza grazie alle interfacce wext compliant (in questo
-% .     la cosa e` _non_ banale, per il livello implementativo e permette il
-% .     comodo uso di wpa_supplicant)
+  La presentazione di interfacce aderenti alle \texttt{wext} oscura la presenza
+  dell'implementazione ai livelli superiori (permettendo compatibilità, ad
+  esempio, con \texttt{wpa\_supplicant}) e ne semplifica la gestione.
  \item[Portabilità]:\\
   \begin{math} \Leftarrow \end{math}
-  .
-% .   * portabilita' dovuta alle interfacce unificate
+  Si fa uso di interfacce disponibili su ogni piattaforma GNU/Linux (i.e.
+  \texttt{wext}) per dialogare con il \textit{driver} sottostante.
 \end{description}
 
 \subsubsection{Svantaggi}
 \label{svantaggi2}
+
 \begin{description}
- \item [Perdita di dati]:\\
-  \begin{math} \Leftarrow \end{math}
-  .
-%     * dataloss [ma si puo` risolvere a livelli superiori (TCP, ATM)]
- \item [Prestazioni al limite del ridicolo]:\\
-  \begin{math} \Leftarrow \end{math}
-  .
-% :   * latenze (|assai) ingenti (con|senza) autenticazione multipla
-%       * analisi costi vago in termini di ordini di grandezza:
-%         * associazione
-%         * sincronizzazione ~ 100 ms
-%         * autenticazione (PSK)
+ \item [Perdita di dati in arrivo]:\\
+  \begin{math} \Leftarrow \end{math}
+  La perdita di autenticazione e associazione fra un salto e l'altro comporta
+  reali assenze dai BSS che non possono essere evitate; il problema potrebbe
+  essere invero gestito da strati di rete superiori ed affidabili (e.g. TCP).
+ \item [Prestazioni mediocri]:\\
+  \begin{math} \Leftarrow \end{math}
+  I salti e le conseguenti operazioni di riautenticazione, riassociazione e
+  risincronizzazione richiedono tempi nell'ordine dei centesimi di secondi. per
+  avere un'idea dell'entità di questo \textit{overhead} si pensi che lo
+  stesso lasso di tempo potrebbe essere impiegato per la trasmissione di un
+  centinaio di KB.
+
 \end{description}
-\section{Ottimizzazioni ulteriori per le scelte di swinging}
+\section{Ottimizzazioni}
 \label{sec:ottimizzazioni}
-% * obblighi temporali da rispettare [sincronizzazione]
-% * costi dello switch
-% * qualita' dei BSS (carico di lavoro, segnale)
-% * caratteristiche delle comunicazioni (esigenze di interattivita` o meno,
-%   priorita' ...) -> politiche di QoS di 802.11e
-\section{Bibliografia}
-\label{sec:bibliografia}
+Si propone infine una breve trattazione dei fattori che possono essere
+tenuti in considerazione per pianificare oculatamente le trasmissioni al fine
+di ridurre i costi di gestione relativi alle soluzioni descritte in
+\ref{sec:soluzioni}.
+È però compito del lettore valutare  a seconda della soluzione scelta la
+rilevanza specifica che ognuno di essi riveste.
+
+\begin{description}
+ \item [Scadenze temporali]
+ Come già esplicitato in \ref{sec:vincolitemporali} sussistono scadenze
+ temporali la cui osservanza risulta essere necessaria (\textit{timeout} di
+ autenticazione e associazione) o semplicemente conveniente (periodi di
+ sincronizzazione dei BSS o di inizio del CFP).
+ \item [Impatto dei salti] Il costo dei salti può essere calcolato per
+ regolare la frequenza minima con la quale essi sono effettuati.
+ \item [Caratteristiche delle comunicazioni]
+ Date le alte latenze che possono essere prodotte dai salti di BSS, una
+ politica di pianificazione delle comunicazioni basata su priorità\footnotemark
+ può migliorare la qualità della schedulazione.
+ \footnotetext{La qualità di servizio (QoS) suggerita è peraltro oggetto dei
+ miglioramenti presenti in 802.11e (si veda 80211e).}
+ \item [Qualità dei BSS]
+ Qualora le destinazioni di interesse siano raggiungibili tramite più di uno
+ dei BSS di appartenenza, la scelta potrebbe essere banalmente influenzata
+ dalla qualità che essi offrono (qualità del segnale, carico di lavoro
+ \ldots).
+
+ \end{description}
 
 \section{Ringraziamenti}
 \label{sec:ringraziamenti}
 
+\clearpage
+\tableofcontents
+% \printindex
+
+% \bibliography{Bibliografia}
+% \bibliographystyle{alpha}
+% \nocite{*}
+
 \end{document}