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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SANTARÉM CURSO DE TECNOLOGIA EM PROCESSAMENTO DE DADOS
Josiane Lima de Oliveira
PROCESSO DE MODELAGEM DE QUALIDADE DE SERVIÇOS EM REDES SEM FIO
Trabalho de Graduação apresentado ao Curso de Tecnologia em Processamento de Dados do Campus Universitário de Santarém da Universidade Federal do Pará para obtenção do grau de Tecnólogo em Processamento de Dados, orientado pelo professor Cássio David Borralho Pinheiro.
Este trabalho é dedicado a todos os estudantes e profissionais da área de informática, em especial ao meu orientador Cássio Pinheiro por toda sua dedicação e amizade.
Este trabalho foi julgado e aprovado para obtenção do grau de Tecnólogo em Processamento de Dados do Curso de Tecnologia em Processamento de Dado da Universidade Federal do Pará – Campus de Santarém.
Prof. Esp. Cássio David Borralho Pinheiro
Prof. Msc. Deam James Azevedo Silva
Prof. Msc. Guilherme Augusto Barros Conde
Com a notória tendência na utilização de redes sem fio, nos mais variados ambientes, principalmente onde é inviável a utilização de redes tradicionais, torna-se evidente a necessidade de se estabelecer critérios para a implantação das mesmas. Um dos fatores mais importantes a serem detalhados na implantação de qualquer rede, assim como nas wireless, é a garantia de serviços na utilização de aplicativos "pesados", tais como os multimídia. Para tanto, faz-se necessário uma análise detalhada dos parâmetros e requisitos necessários para o estabelecimento adequado do fluxo de dados pela rede. A provisão de QoS em wireless possui certa complexidade devido a fatores como a divergência entre os padrões e características do meio. Logo, a definição de um modelo de implantação de qualidade de serviço em redes sem fio proporcionaria um grande avanço na utilização de mídias como áudio e voz. Este trabalho não visa determinar um esquema específico de QoS em wireless. Seu principal objetivo é servir como base para isto, detalhando de forma abrangente as entidades envolvidas nesse processo, tais como os parâmetros específicos, modelos de dados, funções de coordenação do meio, assim como políticas de priorização das classes dos diversos tipos de tráfego gerados pela rede. Dessa forma, as principais entidades envolvidas no processo de provisão de QoS serão detalhadas para melhor uso em futuras implementações de esquemas específicos de QoS em redes sem fio.
1.1. Surgimento das Redes de computadores
1.2. Meios de transmissão de dados
1.3. Vantagens de se conectar computadores
1.4. Classificação das Redes
1.5. Novas tendências
2. Redes Wireless
2.1.1. Características da transmissão sem fio
2.1.1.1. Espectro Eletromagnético
2.1.1.2. Meios de transmissão sem fio
2.1.2. Topologia das Wireless
2.2. Aplicações das Wireless
2.3. Novas tendências
3. QoS em Redes e Internet
3.1. Características de QoS em Redes IP
3.2. A necessidade de implementação de QoS na Internet
3.3. Tipos de implementação de QoS em Redes IP
3.3.1. IntServ – Arquitetura de Serviços Integrados
3.3.2. DiffServ -Arquitetura de Serviços Diferenciados
3.3.3. MPLS - MultiProtocol Label Switching
3.3.4. SBM - Subnet Bandwidth Management
3.3.5. Dimensionamento
3.4. Mecanismos utilizados para garantia de QoS
4. QoS em Wireless
4.1. Modelagem do tráfego das diversas mídias
4.2. Dificuldades na implementação de QoS
4.3. Parâmetros de QoS
4.4. QoS na Subcamada de Controle de Acesso ao Meio
4.4.1. Funções de acesso ao meio
4.4.2. Modelagem de QoS em Wireless
A busca pela informação vem de longos tempos atrás, porém, seu acesso nem sempre foi fácil. Desde a época das pedras, a comunicação entre as pessoas já era possível, quando não pela fala, por mímicas ou escrituras rústicas em pedras. Contudo, o homem evoluiu e sua maneira de agir e de se comunicar foi ganhando novas vertentes, de tal forma que hoje é impossível para uma pessoa globalizada que vive em meio ao capitalismo selvagem imaginar o simples fato da extinção dos computadores, seria o fim. Para os seres sedentaristas acostumados com o uso da tecnologia, isso seria tornar atividades corriqueiras e facilmente resolvíveis com a utilização de computadores em atividades cansativas e de grande esforço, como ter de digitar um texto em uma máquina de escrever ou trocar de canal em uma televisão sem controle remoto, por exemplo.
Assim como o mundo se tornou globalizado, os computadores também, ou seja, passaram a proporcionar maior troca de informações entre si. Aliás, podemos considerar que foram um dos principais causadores do que hoje conhecemos como o fenômeno da globalização, pois foi com a implementação das redes de computadores, interligação entre computadores através de algum meio de transmissão, que se tornou possível a comunicação e troca de informações entre pessoas em diferentes pontos do mundo de forma rápida e eficaz.
As redes vieram proporcionar maior agilidade e interatividade em ambientes corporativos e domésticos. No primeiro, podemos citar como principais benefícios o compartilhamento de recursos, maior confiabilidade, integridade dos dados e melhor atendimento aos clientes, através da agilização no processo de busca de dados ou inserção dos mesmos em bancos de dados que passaram a ser compartilhados entre diversos computadores. Já em redes pessoais ou domésticas, as facilidades são a garantia de maior lazer através de jogos em rede, troca de dados e principalmente o acesso à internet, que proporciona uma infinidade de opções, desde fazer pesquisas sobre saúde à possibilidade de mandar e-mails ou bater papo com pessoas que podem estar em outros países [TAN 97].
Em fim, as redes proporcionam muita variedade aos seus usuários. Porém, como foi anteriormente citado, o homem vive em constante evolução tecnológica e ficar preso a um escritório ou em casa em frente a um computador, já não condiz com sua atual realidade.
No momento o homem continua em busca de informação e de acesso rápido, contudo surge a necessidade de aliar isto tudo a sua mobilidade. Isso se torna viável através do uso de duas tecnologias que se adaptam muito bem, a internet e as redes móveis [SAU
As redes móveis, também conhecidas como redes sem fio ou wireless, são uma modalidade de redes de computadores que utilizam como canal de transmissão o ar. Diferentemente das redes cabeadas, que necessitam de uma infra-estrutura adequada para a interligação de computadores através de cabos de cobre ou de fibras óticas, as wireless podem ser utilizadas em ambientes onde seria inviável a instalação de cabos, devido a acidentes geográficos, ou para estabelecer uma conexão de internet em um computador de bolso, portátil ou até mesmo celular, onde a movimentação não permitiria a existência de cabos interligando os equipamentos.
As redes móveis vêem se popularizando, devido a vários fatores, como rapidez na instalação, mobilidade, flexibilidade, diminuição de equipamentos e principalmente a possibilidade de acesso a dados remotos, mesmo os computadores não estando fisicamente interligados, agilizando processos como o de busca de documentos importantes para alguma transação comercial, por exemplo. Ou seja, as redes móveis são um ambiente propício para quem necessita se conectar a computadores em determinado local sem estar presente e de quebra ter disponível acesso à internet para envio de correio eletrônico, pesquisas e o que mais for requisitado em momentos de trabalho exteriores a empresa ou domicílio.
Como podemos observar, as wireless trazem enormes benefícios para seus usuários, porém, em relação às redes cabeadas, ainda existem muitas questões a serem solucionadas. Dentre elas podemos citar: a interferência, devido a utilização de determinadas freqüências, que se forem utilizadas por outros equipamentos próximos podem causar até a perda de dados; falta de segurança; banda estreita; e principalmente
falta de padronização entre as variações mais conhecidas atualmente como a 802.11a e 802.11b ou WiFi [REV 02].
Um dos motivos pelo qual as wireless ainda não se firmaram frente as cabeadas é exatamente o fato da dificuldade de garantia na qualidade de seus serviços. Isso ocorre porque as wireless não oferecem largura de banda apropriada para transmissão eficiente de dados como voz e também pela falta de padronização, que força a criação de soluções proprietárias que acabam trazendo benefícios apenas para poucos isolados.
Porém, como veremos no decorrer deste trabalho, já existem ou estão em fase de conclusão novos padrões desenvolvidos pelo IEEE (Instituto de Engenharia Eletroeletrônica), como o 802.11e, 802.11g e o 802.11i que trarão maior compatibilidade no uso dessa tecnologia. Através desses padrões será possível garantir qualidade de serviço na transmissão de multimídia, como videoconferência e VoIP (Voz sobre IP), que hoje são bastante utilizadas em redes cabeadas com QoS.
A importância de poder suprir essas expectativas traz a necessidade de um estudo mais elaborado sobre as grandezas envolvidas nesse processo. Grandezas como as taxas de transmissão das diversas mídias através das wireless e a vazão efetiva do meio. Observando estes fatos temos como objetivo específico deste trabalho a apresentação do processo de modelagem e parametrização dos diferentes requisitos de aplicações em wireless.
Para o cumprimento de seus objetivos, este trabalho está organizado nos seguintes capítulos:
1. Redes e Internet: Aborda de forma sucinta sobre as principais características, tecnologias e tendências das redes de computadores em geral;
2. Redes Wireless: Está focalizado nas redes wireless, também como no capítulo sobre redes, enfatiza as principais características, tecnologias, aplicações e tendências dessa categoria de rede;
3. QoS em Redes e Internet: Visa dar um maior embasamento sobre os mecanismos de qualidade de serviços em redes do tipo IP e conseqüentemente na Internet, bem como conceituar de forma geral o que vem a ser QoS, sua necessidade e seus mecanismos de funcionamento;
4. QoS em Wireless: É voltado de forma mais específica para a implementação de QoS em wireless, sendo que tenta descrever o processo de modelagem de parâmetros necessária para que a Subcamada de Controle de Acesso ao Meio possa prover serviços de qualidade.
1 - Redes e Internet
1.1 - Surgimento das Redes de Computadores
As redes de computadores surgiram da necessidade de compartilhamento de recursos. Dentre os principais motivos, a possibilidade de assegurar dados em computadores distintos, foi um dos mais relevantes. Isso tudo devido às circunstâncias em que foram implementadas, isto é, em plena Segunda Guerra Mundial, onde a segurança das bases de dados tinha bastante importância em virtude de tal hostilidade. Portanto, fazia-se necessário manter vários hosts interligados, porém autônomos, que pudessem armazenar informações importantes durante a guerra, que se fossem perdidas poderiam ser recuperadas em outro ponto da rede.
Antes da guerra, porém, a idéia de compartilhamento já existia. Os grandes mainframes da década de 60, por exemplo, eram compartilhados por diversos terminais que faziam acesso direto aos seus recursos de processamento e impressão. Esses computadores eram enormes e ocupavam salas inteiras, sendo operados apenas por especialistas. Nessa época, o sistema computacional era extremamente centralizado, o que causou a denominação de CPD (Central de Processamento de Dados) para as salas onde ficavam os mainframes e seus operadores [SCH 00].
Com o passar do tempo, os computadores foram diminuindo e o poder de processamento aumentando. Contudo, as operações com cálculos ou bancos de dados foram ficando cada vez mais complexas e exigindo máquinas melhores e especializadas em determinados problemas. Os mainframes foram substituídos por servidores e os terminais por microcomputadores. O compartilhamento de recursos passou a cobrar muito mais dos equipamentos.
Certos computadores passaram a ser responsáveis por prover algum serviço na rede, como de impressão, arquivamento e contas de usuários. A diversidade de equipamentos de informática também aumentou, impressoras, scanners, plotters, por exemplo, começaram a ganhar mercado. Como conseqüência desses fatores, as redes passaram a ser constituídas não só por computadores, mais sim por diversos equipamentos de
informática, crescendo assim a necessidade de sua implementação em diversos locais, onde seu uso passou a ser indispensável.
1.2 - Meios de transmissão de dados
Os computadores, assim como outros dispositivos podem se conectar, estabelecer transmissão de sinais, através de dois meios: os guiados (através de fios) e os não- guiados (sem fios) [TAN 97].
Alguns autores consideram também os meios magnéticos, porém estes são utilizados na transferência de dados apenas quando há inexistência de rede ou esta se encontra com problemas. Antigamente existiam as chamadas redes SneakerNet, devido ao fato das pessoas gastarem sapatos indo de um computador a outro com um disquete na mão. Hoje, porém, a situação é bem diferente, para copiar um arquivo de um computador para outro, basta este estar compartilhado em uma rede que o processo levará apenas alguns segundos para ser realizado.
Dentre os meios guiados temos os cabos de par trançado, o coaxial e a fibra ótica. Os cabos de par trançado, também chamados de UTP ou STP, são semelhantes aos cabos utilizados na telefonia, possuem baixo custo e flexibilidade, sendo os mais utilizados em redes locais devido a essas características. Os cabos coaxiais possuem uma blindagem mais robusta, sendo por isso menos flexíveis e mais caros que os de par trançado, são também bastante utilizados em LANs que necessitem de maior segurança em termos de interferência nos dados. A última categoria de meios guiados, as fibras óticas, é uma verdadeira evolução em termos de banda passante, velocidade na transmissão de dados e segurança, porém, são ainda muito caras e exigem uma infra-estrutura adequada [CAR
00].
Os meios não-guiados são uma promessa para o futuro em termos de difusão. Existem atualmente cinco meios de transmissão sem fio: rádio freqüência, infravermelho, laser, microondas e satélite. Tais meios serão descritos no capítulo sobre redes wireless.
1.3 - Vantagens de se conectar computadores
Os benefícios adquiridos por quem têm uma rede de computadores são muitos. Não só no que diz respeito ao compartilhamento de arquivos, como também pela diminuição de custos e agilização nos processos internos a uma organização ou escritório particular.
A palavra chave em redes de computadores é sem dúvida "compartilhamento", que se aplica tanto à possibilidade de manter um mesmo arquivo ou programa sendo acessado por várias máquinas, quanto a dispositivos como impressoras, drives de CD-ROM, scanners, fax, etc.
Através desse recurso, as redes podem baratear os investimentos em um escritório, pois não será necessário ter uma impressora para cada computador, ou vários drives de gravação de CD, basta para tanto que estes estejam em rede e compartilhados para que outros possam utilizá-los sem maiores gastos.
Manter-se sempre atualizado deve ser uma constante para quem vive em meio a negócios, que exigem rapidez e eficiência. A busca por informação torna imprescindível que a comunicação e o acesso a dados sejam feitos de forma veloz. Para tanto, as redes propiciam uma verdadeira comodidade, visto que, dados podem ser pegos remotamente, através de computadores espalhados pelo mundo, e a comunicação entre pessoas também tem sido agilizada, com a utilização de programas de mensagem instantânea, correio eletrônico, dentre outros, que possuem recursos muito bons se forem bem explorados.
Outra grande vantagem no que se refere às redes de computadores reside no fato delas proporcionarem maior confiabilidade, pois dados importantes poderão ser armazenados em mais de um host, criando backups de bases de dados. Através desse recurso, a segurança dos dados será bem maior do que se estes estivessem centralizados em uma única máquina, como era feito antigamente.
1.4 - Classificação das Redes
As redes de computadores podem ser classificadas basicamente em três tipos, em relação a sua dimensão [TAN 97]:
Rede Local ou LAN: caracterizadas particularmente por serem redes privadas de pequena extensão, limitando-se normalmente a uma sala, um prédio ou um campus;
Rede Metropolitana ou MAN: é na verdade uma extensão de uma LAN, pois utiliza tecnologias semelhantes, sendo que uma MAN pode atingir áreas maiores como um grupo de escritórios vizinhos ou uma cidade inteira, podendo ser pública ou privada. Essas redes utilizam um padrão especial chamado DQDB (Distributed Queue Dual Bus), que consiste em dois barramentos, onde os computadores são ligados;
Rede de Longa Distância ou WAN: também chamadas de Redes Geograficamente Distribuídas, são mais extensas que as MANs, chegando a abranger um país ou continente inteiro.
Quanto à topologia, as redes podem ser classificadas em [SCH 00]:
Redes Ponto-a-ponto: são constituídas por diversos canais de comunicação, sendo que cada um pertence a um par de estações da rede. Quando um pacote é enviado para uma estação que não está ligada diretamente à outra, este será transmitido de estação a estação. A maioria das redes de longa distância implementa essa topologia.
Redes por difusão: temos como dois exemplos as redes de topologia anel e as de barramento, sendo que são diferenciadas por compartilharem um único canal de comunicação entre as várias estações conectadas. Como conseqüência as mensagens enviadas por um computador são recebidas por todos os outros que
estão na mesma rede, mas só são aceitas pelo que tiver o mesmo endereço do destinatário que vai junto com a mensagem.
1.5 - Novas tendências
Atualmente, a tendência é o uso cada vez mais intenso das redes de computadores. Tal característica vem se alastrando devido às facilidades proporcionadas pelo emprego das mesmas. Contudo, as redes padrões que utilizam cabos na interconexão de computadores, já não são as únicas nesse crescente mercado. Hoje a palavra chave no que se refere à mobilidade e acesso às informações está intimamente relacionado às redes wireless.
Alguns estudiosos afirmam que no futuro só existirão redes wireless ou de fibra ótica, pois suas características agradam a maioria dos usuários de redes [TAN 97]. Tais características são bastante almejadas como velocidade, baixa interferência e banda larga no caso das redes de fibra ótica e mobilidade nas wireless.
Atualmente existe também a convergência entre a interligação de celulares e dispositivos móveis às redes de computadores, com ênfase à Internet. Com isso, o número de equipamentos conectados à Internet vai aumentar consideravelmente, tanto que já existe uma nova versão do protocolo IP, o IPv6, que possui uma estrutura de endereçamento de 128 bits, enquanto o atual, também chamado IPv4 possui apenas 32 bits de endereçamento, tal protocolo permitirá um número muito maior de conexões [BAR 03].
No que tange à mobilidade, as wireless já suprem bem essa demanda, porém ainda não são completas, devido proverem esse recurso apenas localmente. Isso porque quando uma unidade móvel se desloca entre diferentes redes, esta perde sua conexão, pois conserva sua configuração. Contudo, o MIP, Mobilidade IP, promete acabar com esse problema, possibilitando que uma unidade móvel troque de rede sem interrupção de conexões/sessões estabelecidas [BAR 03].
O MIP também pode ser visto como uma forma de interação entre diferentes
tecnologias de wireless e com as tradicionais redes cabeadas [BAR 03]. Proporciona dessa maneira uma maior padronização na utilização dessas redes. Padronização essa que vem sendo alcançada pelos sistemas de telefonia de terceira geração, o 3G, que permitirá a transmissão de voz e dados entre os aparelhos móveis.
Outra tecnologia de redes que vem emergindo é a que utiliza as extensões e tomadas elétricas. A Power Line Comunication (PLC), é um exemplo dessa tecnologia, que
permite transmissões de sinais por onda portadora através da rede elétrica. A velocidade
de transferência nesse meio pode chegar a 14 Mbps, sendo uma alternativa viável e
barata para quem não dispõe de linha telefônica ou fibra ótica em suas instalações [LIM
Como podemos observar a tecnologia de redes tem evoluído bastante nos últimos anos, assim como a sua aceitação. Logo, a busca dos seus usuários será sempre pela facilitação de seus anseios, tais como de acesso rápido, gerenciamento, segurança, confiabilidade, qualidade de serviço e como destaque atualmente, mobilidade. Sem esquecer que para cada problema existe um tipo de rede que melhor se adapta, ou seja, nem sempre a melhor em termos gerais é a ideal para problemas específicos. É necessário um estudo cuidadoso para a escolha da implementação adequada da rede em qualquer ambiente em que for requisitada sua aplicação.
1.6 - Internet
1.6.1 - O surgimento da Internet
A internet é a rede mundial de computadores, ou melhor, é uma interligação de redes,
que permite a computadores pertencentes a diversas redes se comunicarem e
estabelecerem troca de dados.
O surgimento da internet está vinculado diretamente a Guerra Fria, que envolveu os
Estados Unidos e a União Soviética. Para se defender, os Estados Unidos criou uma
Agência de Desenvolvimento de Projetos Avançados, ou ARPA (Advanced Research Projects Agency), cujo objetivo era o de dar um impulso tecnológico em seus mecanismos de defesa [ESP 02].
A ARPA através de um plano que ficou conhecido como ARPANET, abriu licitação em
1968 para que fosse desenvolvido o seu sistema de transmissão de dados. A BBN (Bolt,
Benarek & Newman) foi escolhida e em 1969 a primeira comunicação entre dois computadores remotos através de modems pode ser realizada com sucesso [ESP 02].
A partir desse momento a interligação entre os computadores foi se alastrando pelas
Universidades, centros militares e pequenos grupos de interessados. Esse aumento na utilização da Internet também foi incentivado pela criação da NSFnet da Fundação
Nacional da Ciência, para qual o governo americano fez uma doação de supercomputadores, que possibilitaram maior capacidade de tráfego para a rede [ESP
A interligação da rede NSFnet com a ARPANET em 1986 propiciou o surgimento oficial da Internet [CYC 99].
Com a extinção do backbone da ARPANET e conseqüente criação de outros como o ANSNET e o EBONE da Europa, a Internet passou a ser utilizada também para fins comerciais. Com isso, sua administração e operação foram descentralizadas, sendo que apenas alguns serviços como distribuição de endereços, domínios, pesquisas e padrões ficaram sobre responsabilidade de algumas instituições vinculadas à mesma [CYC 99].
Mas, com tantos computadores interligados, em diferentes topologias e arquiteturas, era necessário que houvesse algo que permitisse de forma padronizada a comunicação entre estes. Regras e padrões para essa conversação foram definidos através de um protocolo chamado TCP/IP.
1.6.2 - O protocolo TCP/IP
O protocolo TCP/IP, também chamado pilha TCP/IP é um conjunto de definições sobre
a comunicação entre computadores de diferentes arquiteturas. Podemos dizer que é a
linguagem utilizada entre as redes.
Foi criado por volta de 1970 por uma equipe liderada por Vinton Cerf para padronização da comunicação da ARPANET, que utilizava o NCP (Network Control Protocol) como protocolo. A pesquisa deu origem ao TCP [FER 01].
O TCP passou a ser utilizado em 1975 e logo ficou claro a necessidade de dividi-lo em
dois segmentos: TCP para controle de fluxo e o IP que foi criado para garantir a
conectividade entre os equipamentos.
Com essa divisão que ocorreu em 1975, passou a se chamar de TCP/IP e substituiu completamente o NCP em 1983, quando o mesmo caiu em esquecimento.
Um dos motivos do grande sucesso do TCP/IP é o fato dele ser aberto, ou seja, qualquer fabricante pode alterar sua implementação. Além disso, pode ser usado em vários ambientes do Unix ao Windows [CYC 99].
A pilha TCP/IP é constituída por quatro camadas [TOR 01]:
Camada de aplicação: é responsável pelo intercâmbio entre os aplicativos e a camada de transporte. Fazem parte desta camada processos e aplicativos que acessam a rede. Sendo que, os serviços padrões que utilizam a rede possuem uma determinada porta que se comunica diretamente com o protocolo específico da camada de transporte. Os protocolos mais conhecidos dessa camada são:
HTTP – permite a transferência de hipertextos pela WWW; SNMP – permite o envio e recebimento de e-mails; DNS – permite a identificação de máquinas através de nomes, ao invés de números, como o IP; Telnet – permite o acesso remoto à outra máquina.
Camada de transporte: é responsável pelo empacotamento dos dados recebidos pela camada de aplicação, servindo como interface, além de oferecer serviços como: controle de fluxo, verificação de erros e confirmação na conexão de redes. Cada pacote possui informações sobre as portas de origem e de destino dos dados. Esta camada possui dois protocolos, o TCP e o UDP. O TCP define modo de transporte com confirmação, ou seja, ele verifica se o dado chegou a seu destino, ao contrário do UDP que não faz esta verificação, sendo por isso bastante utilizado para transmissão de informações de controle.
Camada de rede: também conhecida como camada de Internet, é responsável pelo endereçamento das máquinas e roteamento dos dados na rede. Essa camada adiciona aos datagramas informações sobre a rota que deverá ser percorrida. Fazem parte dessa camada os seguintes protocolos:
IP – é o principal protocolo da pilha TCP/IP, sendo responsável por enviar os datagramas para a camada física. Sua função primordial é a de roteamento, ou seja, propicia que os datagramas cheguem mais rapidamente e pelo menor caminho ao seu destino. Também é responsável pelo endereçamento das máquinas, ou melhor, é através dele que cada equipamento na rede recebe um número chamado IP, para sua identificação individual;
ICMP – faz parte do protocolo IP, sendo responsável por enviar uma mensagem para o transmissor caso o datagrama não consiga ser repassado por um roteador;
ARP – é encarregado de fazer a conversão entre os endereços IPs para os MAC respectivos;
RARP – realiza o serviço contrário ao do ARP, ou seja, permite descobrir o endereço IP de uma máquina através do seu endereço MAC.
Camada de interface de rede: é responsável pela inclusão do datagrama IP em um quadro específico de uma rede (p.ex. inserir um datagrama em um frame
Ethernet, para que o mesmo seja enviado). É essa camada que permite a transparência do hardware da rede com relação aos aplicativos utilizados, fazendo com que datagramas IP possam ser enviados por um número bem diferenciado de arquiteturas de rede física.
1.6.3 - Principais serviços
Através da implementação do protocolo TCP/IP aumentou consideravelmente o número de aplicações voltadas para a Internet, visto que este protocolo possibilitou uma maior transparência na comunicação de computadores de diferentes arquiteturas. Para tanto, seria necessária apenas a criação de um aplicativo cliente/servidor, onde o aplicativo servidor rodaria na máquina responsável por prover algum recurso e o cliente nas demais máquinas que fizessem acesso a esses recursos.
Dentre os principais serviços disponíveis atualmente na Internet, temos [CYC 99]:
E-mail: é um serviço de correio eletrônico que permite a troca de mensagens entre seus usuários. Os programas servidores são os responsáveis pela transferência das mensagens pela Internet. Também fazem parte desse serviço as listas de discussão;
Telnet: este serviço possibilita o acesso remoto a máquinas conectadas à Internet, permitindo a execução de programas, desde que se tenha autorização para tal;
FTP: é um serviço de transferência de arquivos entre computadores. Funciona, quando executado em linha de comando, de forma parecida com o Telnet, porém com comandos de manipulação de arquivos, permitindo que arquivos possam ser acessados e baixados de servidores FTP;
WWW: é o serviço de acesso a informações por hipertexto. É sem dúvida um dos mais utilizados atualmente, pois possibilita fazer pesquisas sobre os mais variados assuntos e navegar por diversas páginas criadas nos mais variados
países. Tais páginas são constituídas por texto, imagens, animações e principalmente links que são vínculos de ligação com outras páginas, fazendo com que um mundo novo seja descoberto a cada clique com o mouse.
1.6.4 - Novas tendências
É surpreendente a evolução ocorrida na Internet. As primeiras home pages criadas eram compostas apenas por textos simples e alguns links que levavam a outras páginas. Logo após, passaram a utilizar também imagens e sons de fundo. Porém, essas tecnologias ainda deixavam as páginas muito estáticas e pouco atrativas.
Para tentar dar mais vida à Internet foi criado um tipo de imagem animada cujo formato foi especificado como gif, que proporcionou maior movimento e interesse dos
internautas que se viam surpreendidos pela aquela nova atração. Porém, foi a tecnologia
de softwares como o flash que proporcionaram maiores alternativas de propaganda e
dinâmica aos sites, juntamente com a utilização de linguagens como ASP ou PHP, tornando as páginas mais ativas e diversificadas.
A Internet passou a ser utilizada para diversas finalidades como para educação à
distância, reuniões através de videoconferências, divulgação de normas internas a uma organização através das intranets, e principalmente no entretenimento e comunicação entre pessoas.
Hoje, encontra-se em um momento de inovação, fornecendo um ambiente diversificado para a criação de bibliotecas e lojas virtuais. Tais lojas virtuais são também conhecidas como comércio eletrônico e têm crescido bastante nos últimos anos, propiciando um grande incentivo na venda de produtos pela Internet.
Mais, as mudanças não param por aí, a crescente utilização da multimídia, com a criação de verdadeiras rádios, ou programas que possibilitam comunicação em tempo real utilizando áudio e vídeo também têm ganhado mercado com a WWW. Isso faz da Internet um dos meios de comunicação mais completos, pois integra rádio, jornal, TV,
correspondência, pesquisa, diversão, cultura e bate-papo em um único serviço [CUR
Para finalizar, ainda estão sendo desenvolvidos ambientes multidimensionais, também conhecidos como realidade virtual através da linguagem VRML, que promete revolucionar ainda mais o mundo da WWW e a implantação da Internet2, que visa aumentar a velocidade de acesso entre as diversas Universidades do país.
2 - Redes Wireless
A comunicação sem fio já existe a um bom tempo, um exemplo disso foi a criação do
telégrafo sem fio no século XIX, que possibilitou o envio de mensagens através do código Morse. Porém, com a evolução da informática, houve uma mesclagem entre esta e a tecnologia sem fio, em conseqüência, novos serviços foram implementados como, por exemplo: telefonia celular móvel, redes de computadores sem fio, sistemas de navegação e transmissões via rádio e satélite [LIM 00].
A possibilidade de interligação entre diversos equipamentos através da tecnologia de
comunicação sem fio trouxe para o mercado uma maior diversidade de serviços e produtos. Além disso, o número de usuários tem crescido bastante, pois a facilidade e flexibilidade disponíveis agradam aos que necessitam de espaço e de mobilidade na utilização de redes ou outros equipamentos.
Podemos estabelecer dois tipos de redes de computadores que utilizam a tecnologia da comunicação sem fio: as redes de computação sem fio e as redes de computação móvel.
As redes de computação sem fio são aquelas que permitem a interligação de máquinas sem a utilização de cabos, sendo que estes equipamentos podem ser fixos, computadores pessoais de mesa, ou móveis como um PDA. Já as redes de computação móveis, também utilizam a tecnologia sem fio, porém os equipamentos são totalmente móveis, como: notebooks, laptops e PDAs, permitindo maior mobilidade aos seus usuários.
De forma geral, uma rede sem fio pode ser definida como a interligação de vários equipamentos móveis ou fixos que utilizem o ar como meio de transmissão.
A primeira rede de computação a utilizar uma tecnologia sem fio, a radiodifusão, foi a
rede de ALOHA. Tal rede foi implementada devido à falta de condições ambientais, pois não era possível interligar as diversas ilhas do Havaí, onde se situavam as universidades, através de fios telefônicos. Contudo, as redes wireless só despertaram maior interesse por volta de 1990, quando essa tecnologia deu um grande salto em desenvolvimento.
Em 1991, foi solicitado ao IEEE a definição de um padrão para as redes wireless. Esse padrão foi denominado de 802.11 e só foi concluído em 1997. Através dele, são definidas regras para a camada física e a subcamada de Controle de Acesso ao Meio das wireless [LIM 00].
O padrão original definiu três camadas físicas, ou wireless PHY, sendo que duas eram baseadas em técnicas de espalhamento espectral (spread spectrum): Espalhamento por Seqüência Direta (DSS), Espalhamento Espectral por Saltos em Freqüência (FHSS); e a outra em radiação infravermelha difusa (IR). A taxa de transmissão definida no padrão original foi de 1 Mbps e 2 Mbps [JUN 03].
Novas variantes foram especificadas a partir da definição do padrão 802.11, com o objetivo de aumentar as taxas de transmissão, conforme descriminado abaixo [VER 02]:
Padrão 802.11a: wireless que utilizam este padrão operam a 5 GHz, com velocidade máxima de 54 Mbps e sua distância máxima de conexão é de aproximadamente 20 metros;
Padrão 802.11b: as redes que utilizam este padrão são também conhecidas como redes WiFi. Estas redes operam a 2, 4 GHz e são incompatíveis com as 802.11a. Através de uma técnica de codificação podem chegar a 5,5 Mbps e 11 Mbps ;
Padrão 802.11e: o IEEE está desenvolvendo esse novo padrão na expectativa de prover um melhor gerenciamento de banda e de tráfego, bem como imunidade a interferências; Além de propor coordenação híbrida, gerenciamento de streaming data e priorização do QoS;
Padrão 802.11g: é considerado como uma evolução do 802.11b, sendo compatível com este, opera a 2,4 GHz e a 22 Mbps. Sendo que, também
funcionará de modo similar ao 802.11a, possibilitando semelhante configuração de velocidade;
Padrão 802.11i: está sendo elaborado para melhorar a segurança das redes, substituindo o protocolo WEP. Será uma resolução para os problemas encontrados no WEP, como garantia de confiabilidade e integridade das transmissões. Sendo que oferece dois métodos de criptografia o TKIP e o CCMP [MAI 03].
2.1.1 – Características da transmissão sem fio
2.1.1.1 - Espectro Eletromagnético
As ondas eletromagnéticas são formadas a partir do movimento de elétrons no espaço livre. Quando se instala uma antena de dimensões apropriadas em um circuito elétrico, estas ondas podem ser transmitidas a um receptor localizado a uma determinada distância [TAN 97].
Conforme as propriedades das ondas eletromagnéticas, como comprimento e freqüência, estas podem ser divididas em zonas, que formam o espectro eletromagnético, são elas:
Ondas de Rádio - 300 Hz a 3 GHz;
Microondas - 3 GHz a 300 GHz;
Ondas Infravermelhas - 300 GHz a 429 THz;
Luz visível - 429 THz a 750 THz;
Raios Ultravioleta - 750 THz a 30 PHz;
Raios X - 30 PHz a 30 Ehz;
Raios Gama - 30 Ehz a 3 ZHz.
Destas zonas, apenas as três primeiras podem ser utilizadas na transmissão de dados, visto que podem ser moduladas, característica esta não suportada pelas demais, que
apesar de terem maior freqüência, são de difícil reprodução e podem representar riscos para a saúde.
2.1.1.2 - Meios de transmissão sem fio
Rádio Freqüência: é utilizada na comunicação de longa e curta distância, dependendo da freqüência. Com freqüência baixa, pode ultrapassar paredes e transpor obstáculos, porém perde-se muito na qualidade de transmissão. Já quando a freqüência é alta, pode percorrer grandes distâncias, contudo se propaga em linha reta obrigando transmissores e receptores a estarem alinhados. A rádio freqüência é bastante utilizada devido à velocidade de transmissão e a aplicabilidade em lugares hostis. Contudo, esse tipo de transmissão é pouco seguro por ser do tipo broadcast, além de sofrer interferência de outras ondas eletromagnéticas e ser pago [CAR 00];
Microondas: utilizam freqüências muito altas, comportando-se como ondas de luz, o que faz com que sejam transmitidas em linha reta. As microondas foram utilizadas bem antes das fibras óticas para transmissões de longa distância, sendo que hoje ainda são bastante utilizadas em lugares onde é inviável a passagem de cabos de fibra. Por se propagarem em linha reta, possuem uma distância máxima entre as torres de comunicação, caso contrário faz-se necessário o uso de uma antena repetidora, ou de satélites quando a distância é muito grande;
Infravermelho: é indicado para ambientes fechados como escritórios, pois sua direcionabilidade para transmissão é limitada. As ondas infravermelhas não atravessam objetos sólidos, garantindo maior segurança nesses ambientes, pois não interferem em outros sistemas, nem sofrem interferência de radiofreqüência e ondas eletromagnéticas. São capazes de transpor obstáculos, porém seu uso em ambiente externo é problemático devido sofrer interferências, tanto de raios solares quanto de névoa, poeira e chuva. São ótimas quanto ao custo, devido a não necessidade de licença, e possuem banda razoável;
Laser: é um tipo de tecnologia de transmissão digital, cobre distâncias pequenas de até 2 Km, geralmente é utilizada quando as outras formas de transmissão são inviáveis. O sistema que utilize essa tecnologia terá que possuir dois módulos compostos por um transmissor e um fotodetector de laser. O laser utilizado em transmissões não é visível ao olho humano e pode sofrer interferências quando utilizado em ambiente externo ou quando a distância na comunicação for muito grande. O custo de transmissões a laser não é caro e possui a vantagem de ser rápido e seguro, pois a transmissão é feita em linha reta;
Satélite: os satélites são um veículo para a comunicação sem fio. Eles podem ser encarados como repetidores de microondas. Sua principal função é a de receber sinais, amplificá-los e enviá-los para o destinatário. Com a utilização dos satélites podemos interligar sistemas localizados em distâncias consideráveis. O tipo de transmissão utilizada é a "broadcast", ou seja, aberta. Logo, a segurança dos sinais transmitidos só pode ser feita através de criptografia, visto que, estes podem ser interceptados. Os satélites podem ser empregados para os mais diversos tipos de comunicação, como: telefonia celular, televisão, rádio e até internet.
2.1.2 – Topologia de Wireless
A topologia das wireless é composta por diversos elementos conforme especificados abaixo [MAA 03]:
STA: são as estações de trabalho pertencentes a uma BSS;
AP: são os pontos de acesso, que possibilitam a interligação entre redes wireless e as redes tradicionais cabeadas;
BSS: é conhecida como a célula de comunicação wireless, a área onde pode ocorrer a comunicação entre as STA;
ESS: são várias BSS vizinhas que se interceptam e que possuem um AP que interliga as redes wireless com as cabeadas;
IBSS: nesse tipo de célula as várias estações existentes se comunicam umas com as outras sem a necessidade de um AP [LAC 03];
EM: Estações Móveis.
Quanto à topologia, as wireless podem ser classificadas em:
Infraestruturadas: essas redes são constituídas apenas por EM e PA. Sendo que cada Ponto de Acesso é responsável pela conexão das estações móveis da sua cobertura com a rede tradicional. Nessas redes o PA, concentrador de acesso, decide quem pode acessar a rede, bem como faz as estatísticas para melhor administração do meio de transmissão;
Ad-Hoc: essas redes não possuem infraestrutura, sendo que não existe a figura do AP e as estações móveis se comunicam umas com as outras através do esquema peer-to-peer (ponto a ponto).
2.2 - Aplicações das Wireless
A tecnologia sem fio é empregada em vários meios de comunicação, desde os tempos antigos com o uso do telégrafo sem fio até hoje através da criação da nova geração de telefonia móvel.
Na área de telefonia tivemos grandes avanços, pois tudo começou com a possibilidade de estabelecer comunicação com uma pessoa fisicamente distante, através de um aparelho telefônico ligado a uma linha que ia direto para a empresa provedora do serviço, que então encaminhava as ligações aos seus destinatários. Com a utilização da tecnologia sem fio esta comunicação passou a ser feita sem a necessidade de linhas
físicas de comunicação, possibilitando o aparecimento de aparelhos de telefonia sem fio.
Contudo, a evolução na área de telefonia não ficou nesse estágio, hoje já é possível a transmissão não só de voz, mais de dados, como pequenos arquivos de mensagens, fotos e até vídeo. Ou seja, as wireless têm possibilitado avanços consideráveis nessa área de comunicação.
A aplicação da tecnologia sem fio abrange diversos ramos da comunicação. Seu uso vai
desde a transmissão de um jogo em uma televisão até as comunicações feitas via rádio
em transportes aéreos e marítimos.
Nas redes de computadores o progresso também tem sido pela busca de novos horizontes na forma de utilização dos computadores. Ou seja, assim como antigamente
os telefones eram fixos, os computadores também, porém a mobilidade dos celulares foi
seguida por equipamentos de computação móvel por meio da utilização de meios de transmissão sem fio. Agora, é possível ter sempre um computador em mãos, e a partir dele enviar e acessar dados localizados em outras máquinas espalhadas pelo mundo.
Como percebemos, a utilização da tecnologia sem fio não se restringe somente a redes de computadores, e sim a um domínio bem mais amplo que envolve desde a comunicação entre eletrodomésticos até a junção de várias tecnologias como a de celular, redes de computadores e TV a cabo que tendem a se fundir criando um novo padrão de comunicação num futuro bem próximo.
2.3 - Novas tendências
A evolução da tecnologia de wireless trouxe para seus usuários uma nova gama de
serviços. Hoje, as pessoas podem acessar e-mails, bancos de dados remotos, e até outros equipamentos interligados a redes fixas. Além, é claro de algumas estações móveis poderem movimentar-se em células de BSS vizinhas, sem perder sua conexão, num processo denominado roaming.
Assim como as redes tradicionais, que utilizam cabos para transmissão de sinais, as redes wireless podem ser classificadas como: wireless locais (WLAN) e wireless de longa distância (WMAN) [LIM 00].
No que se refere às redes locais sem fio, uma tecnologia vem emergindo, o Bluetooth. Consiste em um padrão que foi desenvolvido em 1998 por um grupo de cinco grandes empresas do setor de telecomunicações e foi se expandindo com a adesão de novas empresas interessadas no desenvolvimento e aprimoramento dessa tecnologia.
Através do Bluetooth tornou-se possível aperfeiçoar a comunicação sem fio entre telefones celulares e computadores. Além de permitir a interligação destes com outros equipamentos como portas eletrônicas, sistemas de iluminação, dentre outros, possibilitando uma maior comodidade aos usuários desses serviços.
No que tange as redes wireless de longo alcance, ou WWAN, a tendência é a convergência para a tecnologia 3G. Essa nova evolução da comunicação sem fio pretende alcançar velocidades de até 384 Kbps para usuários em movimento e 2.05 Mbps para usuários fixos.
No projeto 3G existem várias organizações envolvidas para o desenvolvimento dessa tecnologia, que dentre outras coisas visa aumentar a largura de banda e a velocidade das taxas de transferência, e ainda permitir a equipamentos móveis a transmissão de dados, aplicações multimídia, videoconferências e similares.
Como podemos notar, a perspectiva futura com a cada vez maior miniaturização da tecnologia móvel é a de interligação de wireless, bem como destas com as redes fixas. Ou seja, tudo converge para possibilitar que um usuário de aparelho móvel possa ter domínio de várias coisas, desde a porta da sua casa até ao arquivo que está armazenado no computador pertencente à rede do seu escritório de trabalho. Logo, o maior objetivo a ser alcançado é o de possibilitar maior mobilidade e agilidade no acesso a informações remotas para uma melhor tomada de decisões.
3 - QoS em Redes e Internet
A implantação de redes de computadores requer uma estrutura de transmissão de dados
capaz de suprir a cada vez maior largura de banda exigida pelas atuais aplicações multimídia. Hoje, os usuários de computadores não querem utilizar apenas aplicativos locais, mais também remotos, e para isso exigem uma melhor qualidade nos serviços de apoio a esses tipos de dados, ou seja, querem poder acessar aplicações multimídia com velocidade e confiabilidade nas suas transmissões [RNP 03].
Para determinadas operações e aplicações as redes atuais são capazes de suprir as requisições de tráfego de forma adequada. Porém, existem aplicações como videoconferência e VoIP, que requerem certo privilégio na transferência de seus dados. Logo, fica claro que para a certificação de que esses dados vão chegar com a velocidade e integridade requeridas pelos seus usuários, a rede terá que implementar qualidade de serviços, ou QoS, em sua infraestrutura de tráfego.
A priorização de determinadas aplicações é feita através da marcação dos pacotes
transmitidos para diferenciar das demais aplicações. Nos roteadores, esses pacotes são
enviados para uma fila específica, determinada pela sua prioridade e tipo de aplicação.
É como se o meio de transmissão fosse dividido e que dentro dele existissem várias
filas, sendo que algumas com maior privilégio que outras, formadas por dados de aplicações que não necessitem de tanta prioridade.
A QoS é utilizada na Internet para garantir melhor desempenho na transmissão de
dados, vídeo e som. Sua implementação pode ser feita através da reserva de recursos ou
da marcação de pacotes, conforme veremos no tópico 3.2.
3.1 - Características de QoS em Redes IP
protocolo mais utilizado nas atuais redes de computação é sem dúvida o TCP/IP não
por ser utilizado para o acesso à Internet, mais também por ser aberto a novas
implementações e ser multiplataforma. Por tudo isso a análise das características de Qualidade de Serviço será feita aplicada a redes que utilizam esse protocolo [MAR 03].
A Qualidade de Serviço é um esquema que visa proporcionar um ambiente confiável para a transmissão de dados multimídia (dados, voz, imagem, gráfico, etc), que exijam tempo real de resposta e acarretem grande tráfego na rede. Mas, para que essa qualidade possa ser garantida, faz-se necessário à obediência a vários requisitos de transmissão das diversas mídias. Essa solicitação de serviços por determinadas aplicações é conhecida como SLA (Service Level Agreement). A SLA define quais parâmetros devem ser observados e delimitados, dentre eles temos:
Vazão: é a banda exigida por uma determinada aplicação para que esta opere de forma satisfatória, este parâmetro é um dos requisitos de maior importância no planejamento de redes;
Atraso ou latência (delay): o atraso é o tempo de resposta, ou seja, é o tempo
que leva para que os dados sejam entregues à aplicação solicitante. Já latência é
soma desse atraso, bem como pelos causados pela rede;
Jitter: é variação no atraso fim-a-fim. Ou seja, é a variação no tempo e na ordem dos dados a serem transmitidos, ou simplesmente do delay;
Perdas: refere-se às perdas de pacote IP que ocorrem devido a erros e congestionamento na rede. O QoS limita essas taxas de perda para que os dados transmitidos possam ser entregues o mais completos possível;
Disponibilidade: este parâmetro também entra na fase de planejamento da rede
e visa estabelecer uma espécie de medida de garantia de que haverá execução da aplicação ao longo do tempo.
3.2 - A necessidade de implementação de QoS na Internet
A Internet como meio de acesso a informações, transferência de arquivos, bem como
leitura e envio de e-mail, é capaz de prover uma estrutura se não adequada ao menos aceitável para a manutenção desses serviços básicos. Porém, a demanda atualmente é por um tráfego mais pesado, que envolve a transferência de dados multimídia, tais como áudio e vídeo, que requerem controle do jitter para um recebimento mais satisfatório [KAM 00].
A Internet possui tecnologia baseada no princípio fim a fim, no qual toda complexidade
deve ser executada nos sistemas finais, sobrando para a rede apenas serviços simples. Como utiliza o protocolo IP, seu serviço é sem conexão, ou serviço de melhor esforço, conseqüentemente não oferece garantia de entrega dos datagramas a tempo, nem que estes cheguem de forma correta ou em seu destino. Logo, esse serviço apesar de tentar encaminhar os pacotes o mais rápido possível, não faz qualquer tipo de garantia de QoS.
Apesar dos provedores de acesso a internet (ISPs) tentarem amenizar esses problemas junto aos seus clientes aumentando a largura de banda, isso não tem resolvido, até porque o número de usuários tem aumentado e em certas circunstâncias de pico fica inviável garantir qualquer tipo de privilégio nesse esquema.
Em virtude disso, fica claro e evidente que as redes IP, com destaque a Internet, necessitam de mecanismos para a implementação de QoS. Para tal, o IETF, órgão responsável pelas questões de engenharia de curto prazo na Internet, está implementando alguns modelos de serviço conforme será visto no tópico a seguir.
3.3 - Tipos de implementação de QoS em Redes IP
Os parâmetros utilizados para garantir a qualidade de serviço devem atuar de acordo com o mecanismo fim-a-fim, ou seja, do host de origem ao host de destino. Existem várias técnicas de implementação de QoS em redes IP, conforme abaixo:
3.3.1 - IntServ – Arquitetura de Serviços Integrados
Esse modelo de qualidade de serviço é caracterizado pela reserva dos parâmetros requeridos pela aplicação antes do estabelecimento da comunicação. O protocolo de sinalização utilizado é o RSVP, onde há troca de sinais de controle entre transmissor e receptor para que possa ser alocada a banda necessária no momento da transmissão. O IntServ é definido por um conjunto de recomendações (RFC) [JUN 00].
No IntServ as aplicações solicitam suas requisições de QoS através do protocolo RSVP, da seguinte forma [MAR 03]:
1. A aplicação cliente verifica quais parâmetros de QoS são necessários;
2. A aplicação cliente utiliza o protocolo RSVP para que a rede garanta suas requisições;
3. A rede verifica a possibilidade de aceitação da requisição, tentando garantir a reserva dos recursos solicitados;
4. Aceita a reserva, o tráfego dos dados proveniente da aplicação é identificado e roteado de acordo com a sua identificação e reserva.
O IntServ é implementado através dos seguintes componentes [JUN 00]:
Protocolo de sinalização (RSVP): atua antes da transmissão dos dados, utilizando as mensagens de sinalização PATH e RESV. A PATH é enviada pelo transmissor e possui todos os parâmetros de QoS necessários, bem como o endereço destino. Já a RESV realiza o procedimento de reserva de recursos, sendo que esta pode ou não ser aceita pelos roteadores;
Rotina de controle de admissão: determina se o tráfego de dados poderá ser suportado ou não pela banda disponível. Sua utilização não influi nos tráfegos anteriormente aceitos pelos roteadores;
Classificador: é responsável por classificar os tipos de pacotes. Nessa classificação são levados em conta além do endereço do destino, a porta e o número de protocolo. De acordo com essa classificação poderá ser feita ou não a reserva de banda identificada;
Escalonador de pacotes: analisa as prioridades na fila, através da utilização de algoritmos que permitirão que determinados pacotes sejam atendidos de forma mais rápida de acordo com suas necessidades, estabelecendo políticas de enfileiramento e prevenção de congestionamento;
Contudo, o IntServ apresenta a desvantagem de ter que implementar seus componentes em todos roteadores, além de proporcionar maior quantidade de informações, gerando sobrecarga nos mesmos.
3.3.2 - DiffServ – Arquitetura de Serviços Diferenciados
Nesse modelo os dados são previamente marcados conforme os tipos de requisições de recursos, sendo essa marcação feita através de um rótulo (DSCP - Differentiated Service Code Point). O DiffServ não implementa nenhum tipo de reserva de recursos [MAR
A estratégia básica desse modelo é diminuir a sobrecarga dos roteadores, utilizando-se para isso da definição de um número menor de Classes de Serviço (CoS).
No DiffServ o processamento é feito de acordo com o rótulo (DSCP) do pacote. A partir daí ele define duas classes de serviço, ou comportamento, durante o qual verifica como a rede deve se comportar com relação aos pacotes.
As classes de serviço definidas são:
Expedited Forwarding (EF): utiliza mecanismos de traffic, shapingJI, buffering e priorização de filas, emulando uma linha dedicada convencional para amenizar os atrasos, perda e jitter dos pacotes;
Assured Forwarding (AF): simula uma rede com pouca carga mesmo quando está sobrecarregada, quando utiliza o algoritmo RED. Dispõe do mecanismo Traffic Shaping e define quatro níveis de prioridade: ouro, prata, bronze e Best EffortJI. Sendo que cada nível implementa três preferências de descarte de pacote.
O DiffServ assegura em parte melhor desempenho para as aplicações que possuem prioridade, porém conforme a carga da rede tanto as aplicações prioritárias quanto as não, poderão ter seu desempenho prejudicado [JUN 00].
3.3.3 - MPLS – MultiProtocol Label Switching
O protocolo MPLS, não é propriamente uma técnica de QoS, porém possui características que de certa forma ajudam a implementa-la. Tanto é, que possui certas semelhanças com o DiffServ, tal como: os pacotes são marcados com um rótulo na entrada da rede e retirados na sua saída [MAR 03].
No MPLS os rótulos são utilizados para indicar o roteador seguinte da rota do pacote. Podemos, portanto indicar as seguintes características divergentes das demais soluções:
Está mais voltado para a engenharia de tráfego;
Não é controlável pela aplicação;
É uma solução para roteadores, residindo neles;
Sua utilização é independente do protocolo de rede;
Utiliza o protocolo de sinalização LDP;
Sua utilização simplifica a função de roteamento nos roteadores, diminuindo a sobrecarga e a latência.
Essa última característica citada é sem dúvida requisito para a aplicação de qualidade de serviço, porém o MPLS não dispõe de controles para garantia de QoS.
3.3.4 - SBM - Subnet Bandwidth Management
O QoS usualmente estabelece garantias para a qualidade de serviços requisitados por aplicações na camada de rede (nível 3 - camada de rede). Porém, as camadas de nível 2 (Ethernet, FDDI, outras) também requerem QoS entre host e roteadores. Para tal, o IETF está desenvolvendo o ISSLL que visa mapear os protocolos e serviços de QoS do nível 3 nos mecanismos dos protocolos do nível 2. O SBM é resultado dessa iniciativa que funciona tanto em redes compartilhadas quanto nas comutadas.
O ISSLL é responsável pela operação e comunicação SBM, pelo mapeamento da QoS e pelo protocolo de sinalização.
3.3.5 - Dimensionamento
O dimensionamento consiste na técnica de dimensionar os recursos como banda requerida pela rede na sua fase de projeto, de tal forma que esta não venha a sofrer com congestionamento de dados posteriormente.
Problemas encontrados com o dimensionamento:
Custo elevado do superdimensionamento da banda;
Identificação dos pontos de maior ocorrência de congestionamento na rede.
Essa técnica não é muito usual, porém para quem dispõe de recursos para sua implementação, pode ser uma alternativa aceitável.
3.4 - Mecanismos utilizados para garantia de QoS
Protocolos de sinalização: é utilizado para sinalizar à rede suas requisições de QoS, além de possibilitar a troca de informações entre os diversos equipamentos da rede visando a garantia de QoS. Exemplos de protocolo são o RSVP e o LDP;
Algoritmos de prioridade: são implementados em roteadores e em tecnologia de nível 2. Exemplos de algoritmos de prioridade: IP Precedence e Priority Queuing. Entre as tecnologias do nível 2, as que suportam esse tipo de mecanismos são: ATM, Ethernet em LAN Switches, FDDI, Token Ring e
Algoritmos de escalonamento: são utilizados por roteadores e visam permitir que fluxos de dados diferentes possuam suas determinadas larguras de banda e processamento na rede, sendo estes distribuídos de forma justa. Exemplos de algoritmos de escalonamento: WRR, GPS, CBQ, WFQ;
Algoritmos de controle de filas: são utilizados tipicamente por roteadores, podendo ser considerados parte integrante dos algoritmos de escalonamento. Controlam os mecanismos de descarte dos pacotes na ocorrência de congestionamento no sentido de manter a distribuição justa do canal. Exemplos:
SFQ, CFQ e WFQ;
Algoritmos de congestionamento: têm por função a diminuição do fluxo de dados durante os congestionamentos, reduzindo a carga sobre a rede. Ou seja, servem para fazer o controle do tráfego na rede. Exemplos: RED, WRED e ECN.
4 - QoS em Wireless
As primeiras wireless eram bastante lentas e susceptíveis a interferências, além de possuírem arquitetura proprietária. Tais características influenciaram bastante na sua pouca aceitabilidade na época. Porém, a necessidade cada vez mais crescente de mobilidade aliada as evidentes melhorias de desempenho implementadas nesse tipo de tecnologia estão trazendo a tona todo o seu potencial de meio de transmissão de dados.
Todos esses fatores, herdados das primeiras versões de rede sem fio influenciam hoje em dia, desde a criação de equipamentos para acesso wireless até restrições nas políticas de implantação de qualidade de serviço. Esses seguimentos têm sido prejudicados principalmente pela falta de padronização das diferentes plataformas existentes de wireless.
Contudo, novos padrões como o 802.11e e o HiperLAN/2, estão disponibilizando novos recursos de implementação de QoS. Em conseqüência, certas aplicações passam a ter maior prioridade sobre outras, além de terem seus parâmetros de funcionamento atendidos de forma satisfatória, proporcionando maior desempenho. Em virtude desses novos padrões tornou-se possível à transmissão de dados multimídia, alargando ainda mais a funcionalidade das wireless.
4.1 - Modelagem do tráfego das diversas mídias
Como verificamos no decorrer deste trabalho, a largura de banda não é o único fator a ser analisado na implementação de QoS. Porém, esta tem que se adequar às vazões dos tipos de dados que trafegam pela rede, bem como possibilitar um fluxo satisfatório para os mesmos.
Existem determinados aplicativos como os de voz e vídeo, também conhecidos como inflexíveis, que só funcionam corretamente quando a largura de banda é satisfatória, outros, os flexíveis, suportam largura de banda menor, mesmo que isso acarrete em perda desempenho.
Atualmente, com a explosão da utilização das mídias inflexíveis, e crescentes reivindicações de seus usuários por maiores garantias de qualidade de seus serviços, fica explícita a necessidade de se modelar esse tipo de tráfego, de tal forma a verificar quais são realmente as requisições de carga, e conseqüentemente de QoS da rede. Para tanto, nos próximos tópicos são caracterizadas as diversas mídias e suas respectivas vazões.
Características de tráfego das mídias
As diversas mídias existentes possuem características e requisitos de transmissão diferentes. Sendo que estas podem variar de acordo com a origem do tráfego gerado [SOA 95].
Quando o tráfego gerado é contínuo, sem interrupção, e a taxa de transferência se mantém constante e próxima a taxa de pico, considera-se que a mídia está incluída na classe de tráfego contínuo com taxa constante (CBR). Caso essa taxa não seja constante, e varie no decorrer da transmissão, considera-se pertencente à classe de tráfego contínuo com taxa variável (VBR). Outra possibilidade é a de pertencer à classe de tráfego em rajadas, neste caso, existirá dois períodos: um ativo, operando em taxa máxima; e um inativo, com ausência de transferência.
Vejamos abaixo, as principais características das mídias quanto ao tráfego:
Texto: pertence à classe de tráfego em rajadas, pois a quantidade de informações a serem transferidas vai depender da aplicação que for utilizada. O tráfego gerado por essa mídia não admite tolerância a erros e em aplicações como e-mail, sua taxa de transmissão chega a alguns bits por segundos e em outras como transferência de arquivos pode alcançar os megabits por segundo;
Imagem Gráfica: a taxa de tráfego gerada por essa mídia depende do seu tipo, em imagens gráficas animadas, como gif, são bastante semelhantes as do vídeo. Já as imagens estáticas possuem tráfego do tipo em rajadas, com vazões médias de até dezenas de megabits por segundo. As imagens gráficas também podem
ser classificadas como vetoriais ou matriciais (bitmap). Quando são comprimidas ou compactadas não toleram erros;
Áudio: o tráfego gerado é do tipo CBR, no caso de não ser empregada nenhuma técnica de compactação ou compressão. Caso contrário, o tráfego é do tipo VBR, ou tráfego em rajadas se na transmissão de voz ocorrer detecção de silêncio. Os retardos são críticos em comunicações interativas em tempo real e são aceitáveis perdas de até 1% das informações. Quanto à vazão, os sinais que utilizam codificação PCM de 8 bits geram 64 Kbps, o dobro dos que utilizam o ADPCM. Já os sinais de áudio de alta qualidade, geram taxas de até 1,411 Mbps com codificação PCM de 16 bits por amostra;
Vídeo: gera tráfego do tipo CBR, por está fortemente relacionado com o áudio em transferências, não tolera grandes retardos. A taxa de erro tolerável é parecida com a das imagens gráficas matriciais, porém um pouco mais flexível. A informações de vídeo são representadas através de quadros e linhas, como a televisão. Sendo assim, utiliza 486 linhas por quadro a uma taxa de 30 quadros por segundo. Sistema com 720 pixels em cada linha e 24 bits por pixels terá taxa de 252 Mbps.
Como pudemos observar, existe muita complexidade envolvida na transmissão de dados multimídia. Logo, os sistemas de comunicação devem ser capazes de suprir todos esses requisitos para poder proporcionar uma melhor qualidade de serviços e distribuição das mídias envolvidas na transmissão de dados.
4.2 - Dificuldades na implementação de QoS
A Qualidade de Serviço pode ser definida como um mecanismo capaz de proporcionar a diferenciação do tráfego das diversas mídias, de acordo com suas CoS, bem como garantir o suprimento dos parâmetros requeridos pelas mesmas.
Existem vários mecanismos para a implementação de QoS em redes tradicionais que também podem ser utilizados em redes Wireless, tais como os baseados em reserva de recursos ou em priorização. Porém, em alguns casos apenas o aumento da largura de banda pode ser suficiente para suprir as demandas de fluxos de dados.
As redes Wireless geralmente são caras e possuem largura de banda limitada, com exceção dos padrões atuais que podem chegar até a 54 Mbps. Contudo, o problema ainda é crítico, pois essa largura é dividida entre diversos usuários de uma célula e sua taxa de erro é elevada devido a ruídos e atenuações [DIA 02].
Outra característica desse tipo de transmissão está vinculada diretamente com a freqüência utilizada. Quando esta é baixa, sua propagação pode ultrapassar obstáculos, porém quando é alta pode sofrer reflexão ou ser afetada por algum fator ambiental. Na ocorrência desses percalços, atrasos na recepção dos sinais podem ocorrer, pois no caso de reflexão, por exemplo, múltiplos percursos podem ser tomados.
Resumidamente, podemos citar como as principais dificuldades em se prover acesso com garantia de serviços em redes wireless, em:
Recursos escassos, como menor largura de banda, se comparada com as redes cabeadas;
Os dados transmitidos pelo meio estão mais susceptíveis a erros devido a fatores como: ruídos, múltiplos percursos, sombreamento e interferências;
cancelamento da transmissão são freqüentes em redes móveis sem fio.
4.3 - Parâmetros de QoS
Assim como as redes tradicionais ou cabeadas, as wireless que implementam QoS aos seus usuários tentam satisfazer determinados parâmetros de serviço requisitados pelas aplicações envolvidas na comunicação.
Tais parâmetros são importantíssimos na fase de planejamento de uma rede. Dentre eles a largura de banda é um dos mais importantes, pois deve se adequar às necessidades atuais, além de ser flexível o bastante para suprir futuras expansões. Não menos importantes também podem ser considerados como relevantes para definições de desempenho da rede, os seguintes parâmetros: vazão, retardo, jitter, etc [OPP 91].
Os parâmetros específicos de QoS a serem considerados em Redes Wireless são:
Throughput: considerando que o espectro é um recurso escasso, throughput é a consideração mais crítica no projeto de protocolos MAC. Para aplicações multimídia em tempo real esta consideração fica ainda mais crítica;
Retardo: características de retardo são importantes para a maioria das aplicações, mas apresentam propriedades especiais principalmente para aquelas que são limitadas ao tempo, assim como para aplicações multimídia como voz e vídeo;
Implementação: o meio sem fio apresenta muitas diferenças para um cabo ou fibra ótica, assim sendo, muitas funções que seriam de fácil implementação, apresentam dificuldades para serem aplicadas no meio sem fio (p.ex. a detecção de portadora leva um tempo muito maior para se efetivar no meio sem fio);
Características Dinâmicas do Canal: um canal apresenta propriedades que permitem a mudança de suas características físicas em períodos de tempo e espaço muito pequenos, dificultando a comunicação ou tornando a utilização do canal injusta;
Justiça para o Acesso: em uma rede wireless os sinais recebidos por um nó mais afastado podem ter menor intensidade do que o de outros nós, porém isso não pode comprometer o acesso daquele nó ao sistema, fazendo com que nós mais próximos não tenham maior chance de acesso;
Consumo de Energia: em certos sistemas móveis alguns dos terminais podem ser alimentados por baterias. Por isso, o protocolo MAC deve fazer considerações no que diz respeito a eficiência de utilização das potências de transmissão e recepção;
Interferência em Outros Sistemas: mais de uma rede wireless operando na mesma região provavelmente causará algum problema de interferência (p.ex. se o protocolo MAC faz uso de tokens existe a probabilidade da ocorrência de uma passagem errada de um token para uma outra rede);
Mobilidade e Topologia de Rede Dinâmica: as propriedades do canal assim como a mobilidade dos nós pode alterar as conexões entre os pontos de acesso a rede, e assim mudar a topologia da rede. Os protocolos devem ter a capacidade de manter a operação normalizada enquanto a topologia da rede muda;
Transparência nas Diferentes Camadas Físicas: um dos principais requisitos para a implementação dos serviços do protocolo MAC em LAN's wireless é a transparência em relação a diferentes camadas físicas, tais como:
direct sequence spread spectrum, frequency-hopped spread spectrum e diffuse infrared;
No que se refere a redes móveis sem fio, outros parâmetros podem ser considerados, tais como [DIA 02]:
Handoff: é definido como a probabilidade de ocorrer um cancelamento na transmissão devido à troca da célula atual por uma que não possua recursos adequados para a permanência da comunicação;
Loss profile: define as taxas aceitáveis de perdas, bem como o seu comportamento perante elas;
Probability of seamless communication: define os limites de interrupções aceitáveis durante a movimentação entre as células.
Analisando tudo o que foi dito anteriormente, podemos concluir que a garantia de qualidade de serviços não visa apenas a satisfação do cliente na utilização de aplicativos, sua finalidade vai além, sendo importantíssima ferramenta de gerenciamento de redes.
4.4 - QoS na Subcamada de Controle de Acesso ao Meio
O padrão 802.11 foi lançado em 1997 e é o responsável por definir a camada física e a subcamada de controle de acesso ao meio. Um dos maiores desafios com relação à subcamada MAC é fazer com que a rede sem fio possa prover serviços de autenticação e sensíveis ao tempo [RUB 02].
Assim como nos outros padrões 802.x especificados pelo IEEE, a subcamada MAC é responsável por definir como será feito o acesso ao meio, a fragmentação e a encriptação dos dados. No processo de autenticação ela implementa o MIB (Management Information Base) que é quem manipula as operações de roaming, que ocorrem quando uma estação se move de uma célula para outra.
As wireless possuem duas topologias básicas: as infraestruturadas e as ad-hoc. As redes ad-hoc seguem o praticamente o mesmo esquema das redes TCP, utilizando a política do melhor esforço (best effort), devido possuírem acesso distribuído ao canal, não possuindo desta forma, suporte adequado para a implantação de QoS. As redes infraestruturadas por sua vez, possuem um tratamento diferenciado, pois nesse tipo de topologia existe a presença do AP (ponto de acesso) que é quem gerencia o tráfego entre as diversas estações, sendo, portanto mais viável a utilização de algum mecanismo de qualidade de serviço.
O padrão 802.11 continua em desenvolvimento e novas implementações estão sendo feitas para a garantia de QoS em wireless, dentre elas o 802.11e é um dos mais importantes e se baseia no mecanismo de diferenciação de serviços do IETF.
4.4.1 - Funções de acesso ao meio
A subcamada MAC do padrão 802.11 implementa três tipos de funções de acesso ao meio: a Função de Coordenação Distribuída (DCF), a Função de Coordenação em um Ponto (PCF) e a Função de Coordenação Híbrida (HCF). Antes de discorremos sobre faremos uma breve descrição de certos termos que serão utilizados [RUB 02]:
DIFS (Distributed Inter Frame Spacing): espaço entre quadros da DCF. Este parâmetro indica o maior tempo de espera (a menor prioridade); monitorando o meio e aguardando no mínimo um intervalo de silêncio para transmitir os dados;
PIFS (Priority Inter Frame Space): espaço entre quadros da PCF. Um tempo de espera entre o DIFS e o SIFS (prioridade média) é usado para o serviço de acesso com retardo, ou seja, um ponto de acesso que controle outros nós, só precisa esperar PIFS para acessar o meio;
SIFS (Short Inter Frame Space): é usado para transmissão de quadros carregando respostas imediatas (curtas), como ACK's (quadros de reconhecimento e sincronização que possuem a mais alta prioridade).
Backoff: é o tempo de espera antes de uma estação tentar "sentir" novamente o canal, no caso em que a estação encontra o canal ocupado.
Janela de Contenção: pode ser interpretada como uma janela temporal com a qual uma estação pode concorrer pela transmissão
Função de Coordenação Distribuída – DCF
Essa função trabalha na subcamada MAC possibilitando acesso múltiplo ao meio, de forma assíncrona e com contenção, utilizando-se para isso um método basead no CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), ou seja, é um mecanismo que tenta evitar colisões através da detecção da portadora [PRA 02].
Além do padrão baseado em CSMA/CA a DCF também implementa o RTS – CTS que utiliza pedidos e permissões para a transmissão de dados.
Quando uma entidade deseja transmitir utilizando como base o CSMA/CA, os seguintes procedimentos são realizados:
Se o temporizador de backoff for igual a zero e o meio estiver livre por um tempo maior ou igual ao DIFS, os dados são transmitidos;
Se o temporizador de backoff for diferente de zero e o meio estiver livre, o temporizador de backoff é continuamente decrementado;
Se o temporizador de backoff for igual a zero e o meio estiver ocupado, aguarda- se o término da transmissão atual e escolhesse um novo valor aleatório entre zero e o tamanho da janela de contenção para o temporizador de backoff;
Quando o DCF utiliza RTS-CTS (Request To Send - Clear To Send), é como se fosse feito um pedido, uma permissão para a transferência de dados. Primeiramente são feitas as trocas dos quadros RTS-CTS entre o transmissor e o receptor, se tudo estiver correto a real transmissão dos dados é iniciada. Esses quadros possuem informações sobre endereço destino, tempo de envio do quadro e do ACK.
Antes de transmitir, o transmissor troca quadros com o receptor:
O transmissor envia um quadro RTS se o meio estiver livre por um tempo maior ou igual ao DIFS;
O receptor em contrapartida responde com um quadro CTS se o meio estiver desocupado por um tempo maior ou igual ao SIFS;
Se o transmissor não receber o quadro no período predeterminado, o quadro RTS é retransmitido, conforme as regras de backoff;
A diferenciação de serviços feita pelo modo DCF pode ser categorizada conforme os seguintes parâmetros [RUB 02]:
DIFS: a estação que tiver maior prioridade deverá ter seu parâmetro DIFS menor que as demais;
DIFS mais backoff: a janela de contenção máxima de uma estação com determinada prioridade, adicionada ao seu DIFS deverão ser selecionadas de maneira que não seja maior que a menor prioridade;
Backoff: é feita uma seleção de valores entre máximo e mínimo para a janela de contenção, bem como sua determinação na ocorrência de prioridades, tentativas de retransmissão, etc;
Tamanho do Quadro: a prioridade aqui é dada em relação ao tamanho do quadro, quanto maior a prioridade da estação, maior será o tamanho do quadro;
Limiar de RTS: estações menos prioritárias que possuam valores de limiares superiores ao tamanho dos quadros de um dado fluxo não utilizarão RTS/CTS. Pode ser feita ou não a reserva do canal através do handshake RTS/CTS.
Função de Coordenação em um Ponto – PCF
Nesse modo um único ponto gerencia o controle de acesso ao meio, dividindo o acesso em intervalos de superquadros. Quando se inicia um período livre de contenção (CFP) o Ponto de Coordenação (PC) espera um tempo PIFS e informa através de um quadro beacon o tempo total de CFP, para que ninguém acesse o meio. Após um tempo SIFS o PC pode desempenhar suas funções [PRA 02].
O coordenador possui um quadro de consulta (piggyback) no qual existem quadros dos transmissores. Quando o quadro de dados de um transmissor é enviado, espera-se que um ACK seja retornado pelo receptor após SIFS segundos. Ao terminar de transmitir todos os quadros contidos no piggyback, o PC inicia novamente o processo de consulta logo após PIFS segundos.
Função de Coordenação Híbrida – HCF
Essa função é utilizada em métodos de acesso com e sem contenção. Sendo uma inovação do padrão 802.11e [RUB 02].
No modo Enhanced DCF os fluxos utilizam diferentes DIFS e janelas de contenção mínimas. Já no modo PCF alguns mecanismos de diferenciação são implementados:
baseados em consulta – empregam em cada estação esquemas de consulta a respeito de suas prioridades; alocação distribuída de slots de tempo – além dos esquemas de consulta, determina slots de tempo para cada estação.
4.4.2 - Modelagem de QoS em wireless
Em redes Wireless, a provisão de QoS pode ser feita de duas formas: através da camada de redes, a qual utiliza-se da reserva antecipada de recursos; ou da Subcamada MAC, na qual o acesso ao meio pode ser coordenado de acordo com a função adotada para o atendimento das requisições de serviço das aplicações [OTE 03].
Existem basicamente três protocolos que fazem a coordenação de acesso ao meio, porém todos provocam algum tipo de perda. Nos protocolos de acesso aleatório ao meio, as perdas são causadas por colisões. Nos fixos, devido a reserva de partes fixas do meio, slots ficam subtilizados. Já nos por demanda, o overhead tende a aumentar devido ao maior tráfego de dados de controle.
Para se modelar um protocolo de acesso ao meio é necessário analisar metricamente duas características: capacidade (vazão máxima menos perdas) e o retardo médio.
Na modelagem de QoS para wireless, tem que se levar em consideração o tipo de tráfego gerado, bem como que tipo de tratamento deverá ser dado ao mesmo para então selecionar o protocolo mais adequado para o acesso ao meio.
Um modelo bastante utilizado na década de 70 foi o Modelo de Poisson para redes cujo tráfego gerado pelas estações era considerado pequeno. Hoje, esse modelo já não satisfaz as atuais demandas de tráfego das redes.
Assim como podem ser criados modelos de acordo com a demanda de tráfego exigido pelas aplicações, esses mesmos também podem ser modelados de acordo com o tipo de dado transmitido: CBR ou VBR, conforme foi mais bem especificado no tópico 4.1.
Ainda assim, levando-se em conta os requisitos de QoS, teremos as seguintes classes de tráfego: Classe I: dados que exigem tempo real; Classe II-A: dados que são sensíveis ao retardo, porém não exigem garantia quanto ao mesmo; e Classe II-B: dados sensíveis a erros, porém não a retardos.
Esses diversos dados que trafegam pela rede possuem prioridades diferentes e cada um deles é enviado para uma fila especifica onde ocorre o agendamento de sua transmissão de acordo com seus parâmetros de garantia de serviço.
Funções de policiamento são utilizadas para evitar injustiças no acesso ao meio, como geração de taxas de tráfego maiores que as permitidas. Tais funções, juntamente com disciplinas de agendamento são importantes na provisão de QoS para dados multimídia.
Em suma, podemos considerar que para obter um modelo ideal de QoS para Wireless, são necessários vários critérios de análise da rede. Para tanto, deve-se conhecer desde a capacidade real da rede até a vazão exigida por cada aplicação, bem como todos os seus parâmetros de qualidade de serviço. Só a partir de então será possível estabelecer qual será o melhor tipo de coordenação de acesso ao meio que mais se adequa, bem como o tipo de policiamento e agendamento das filas de priorização dos diversos tráfegos gerados por uma determinada rede sem fio.
Através da análise de todos os fatores mencionados neste trabalho, necessários para a provisão de qualidade de serviço em wireless, podemos confirmar toda complexidade envolvida nesse processo. Em conseqüência, verifica-se que para a modelagem de QoS em redes wireless é necessário muito mais do que apenas a garantia de uma banda larga ou de um canal livre de interferências e interrupções. Para tanto, deve-se levar em conta várias entidades envolvidas neste processo; desde a fase de planejamento da rede até sua efetiva utilização.
A modelagem de uma rede sem fio deve considerar vários requisitos, tais como: que modelo de tráfego de dados será utilizado; através de que protocolo será feita a coordenação do meio; que política de priorização será adotada; e principalmente quais são os parâmetros de qualidade de serviço que estão sendo solicitados para só então poder definir um modelo para a rede em questão. Ou seja, para se conseguir modelar a provisão de QoS em wireless, faz-se necessário antes de tudo modelar as entidades envolvidas, bem como definir que tipo de mecanismo de QoS será adotado, para só então, aplicar as especificações na subcamada de acesso ao meio.
Como resultado de toda a pesquisa e análise das entidades abordadas neste trabalho, podemos concluir que na modelagem de QoS em wireless é importantíssimo estabelecer critérios de seleção de mecanismos, bem como verificar quais são os parâmetros requisitados pelas diversas aplicações que utilizem uma rede específica. Portanto, modelar QoS consiste antes de mais nada na modelagem desses diversos fatores, e este trabalho procurou abordar de forma geral as principais características que devem ser analisadas para uma melhor modelagem de QoS para wireless.
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