Perda de Pacotes

Em redes de comunicação, o envio de pacotes de uma origem a um destino pode não ser bem sucedida, ocasionando a perda de pacotes. A perda ocorre por diversos motivos. Nas redes sem fio, com as redes em malha sem fio, o principal motivo da perda de pacotes é a colisão que ocorre quando mais de um elemento tenta transmitir simultaneamente dentro de um mesmo raio. Para evitar colisões, os protocolos da família IEEE 802.11 estipula mecanismos de negociação para transmissões. Segundo Akyildiz et ali. (AKYILDIZ; XIE; MOHANTY, 2004) e Tanenbaum (TANENBAUM, 2002), a maior causa de perda de pacotes em redes sem fio se deve ao ruído no enlace aéreo.

A Figura 5.7 apresenta a porcentagem de pacotes perdidos considerando todos os serviços providos na rede em malha sem fio simulada neste trabalho. O Mandarim obteve um melhor desempenho em relação as demais soluções. Em relação a solução 1, houve uma redução média de 67% para o cenário 1 e 70% para o cenário 2. Comparando com a solução 2, as soluções ao usar a solução reduziram em 41%, 38% e 44% a perda de pacotes para os cenário 1, 2 e 3 respectivamente.

As perdas de pacotes foram ocasionadas, principalmente, devido ao congestionamento nos roteadores de bordas e nós próximos a estes. A utilização de forma indiscriminada destes rotea- dores, comprometem o desempenho da rede. Para a solução 1, o percentual de perda de pacotes chega a 87%, no cenário 2, implicando na degradação dos serviços prestados na rede.

Tanto o protocolo RSVP, quanto o solução Mandarim fazem reservas nos roteadores de borda, controlando o fluxo de dados nestes. Pelos resultados houve um melhor desempenho das soluções que usam a solução Mandarim em relação ao protocolo RSVP. Um dos motivos que levam ao melhor desempenho, é o fato da solução Mandarim balancear o uso dos recursos da rede. A quantidade de fluxo assumidos pelos roteadores da rede tendem a ser similares.

A Figura 5.8 apresenta o percentual de perda de pacotes para os serviços de VoIP, videocon- ferência e disseminação de dados que operam com o protocolo UDP para transporte de dados. O protocolo UDP não garante a entrega dos pacotes e portanto, também não faz retransmissões dos mesmos. Este protocolo, deve ser utilizado por aplicações tolerantes a perda de pacotes. As

5.3 Resultado de Desempenho 87

Figura 5.7: Percentual médio de perda de pacotes nas redes em malha sem fio.

(a) Percentual médio de perda de pacotes para o serviço de Telefonia IP(VoIP).

(b) Percentual médio de perda de pacotes para o serviço de Videoconferência.

(c) Percentual médio de perda de pacotes o serviço de Dis- seminação de Dados.

Figura 5.8: Gráficos de perda de pacotes na rede em malha sem fio para os serviços que utilizam o protocolo de transporte UDP.

aplicações de VoIP e de videoconferência têm algoritmos para correção de erro, fazendo com que ate 20% de pacotes perdidos não implique em perdas significativas na qualidade do serviço

5.3 Resultado de Desempenho 88

para o usuário. O serviço de disseminação de dados tolera 30%, este valor é estipulado pelo projetista da rede.

Para os serviços de de VoIP e videoconferência a solução Mandarim obteve os melhores resultados, em relação as demais soluções, para todos os cenários simulados. O percentual de perdas para estes serviços ficou dentro do máximo aceitável (20%), exceto para a solução 3 - cenário 1 e solução 6 - cenário 2. Já para o serviço de disseminação de dados, a solução Mandarim não consegui reduzir suficientemente a perda de pacotes, ficando acima máximo aceitável (30%) para a solução 3 - cenário 1 e para todos as outras no cenário 2 e 3.

Pode-se notar também no gráfico da Figura 5.8(c) que o aumento do número de elementos de redes, do cenário 1 para o cenário 3,ocasionou um aumento significativo no percentual de perda de pacotes para o serviço de disseminação de dados em todas as soluções. O mesmo não ocorre para os serviços de VoIP e videoconferência nas soluções 3 a 6. Este fato, demonstra que a solução Mandarim é mais escaláveis e menos suscetívas a variações na quantidade de nó do que as outras.

(a) Percentual médio de retransmissões de pacotes para o

serviço de Transferência de Arquivos(FTP). (b) Percentual médio de retransmissões de pacotes para oserviço de Acesso à Web(HTTP).

Figura 5.9: Gráficos de retransmissões de pacotes na rede em malha sem fio para os serviços que utilizam o protocolo de transporte TCP.

Para os serviços de taxa de bits constante (FTP e HTTP) não há perda de pacotes a nível de aplicação pois, o protocolo TCP garante a entrega dos pacotes. Durante as simulações, foi obtido a quantidade de pacotes retransmitidos6 _{pelo TCP que, diferem da quantidade de}

pacotes perdidos na rede. A Figura 5.9 apresenta o percentual médio de retransmissões para estes serviços.

A solução Mandarim reduziu em média 73% e 53% o número de pacotes retransmitidos pelo TCP em relação as soluções 1 e 2 respectivamente. A redução do número de pacotes

6_{A retransmissão ocorre quando o tempo máximo para a confirmação de recebido do pacote pelo destinatário é}

5.3 Resultado de Desempenho 89

retransmitidos na rede implica em um menor consumo, desnecessário, dos recursos da rede e uma menor quantidade de pacotes trafegando na rede.

Finalizando, a aplicação do teste t, indica que não há diferenças significativas entre as soluções que empregam a solução Mandarim. Os resultados destas soluções são distintos dos resultados obtidos pelas soluções 1 e 2, como indica o teste t. Assim, pode se afirmar que houve uma melhora significativa na rede em malha sem fio e nos serviços por ela providos na solução Mandarim em detrerimento das outras.