Connection management based on IEEE 802.21

Abstract

Avanços recentes nas telecomunicações conduziram a uma combinação de várias interfaces de acesso à rede num único dispositivo. Os programas de gestão de ligações atuais lidam com as diferentes tecnologias individualmente, e baseiam a seleção da rede de acesso em parâmetros tais como a potência de sinal, ou taxa de transmissão máxima. Nem sempre estes mecanismos refletem a performance real de uma rede, levando a uma experiência de acesso fraca. Neste trabalho é implementada uma framework de gestão de ligações inovadora, baseada na norma IEEE 802.21. Esta norma disponibiliza mecanismos que facilitam e otimizam handovers entre diferentes tecnologias e a seleção de ligações através da troca de informações entre as entidades da rede e o terminal, incluindo informação de QoS, desempenho ou outras características. Além disso, a norma permite a gestão de dispositivos independentemente da tecnologia, através de uma interface uniformizada ao nível da camada de ligação de dados. Em virtude da extensão desta interface com mecanismos multi-camada, a nova framework possibilita a configuração asbtrata das interfaces de rede, incluindo a associação, configurações de segurança e endereçamento IP. O acesso a informação da rede capacita ainda os gestores de ligações para a realização de melhores decisões, tendo em conta o estado da rede e os requisitos das aplicações do terminal. Esta framework é integrada com as ferramentas e applets de configuração de rede do sistema operativo GNU/Linux, através da substituição transparente da aplicação NetworkManager. Em comparação, a nova framework apresenta overhead insignificante, uma quantidade de código inferior e melhor consumo de bateria, além de mecanismos otimizados para ligação oportunística.

Recent advances in telecommunications have lead to the combination of various network access interfaces in a single device. Current network management software handles different technologies individually, and base connection decisions on parameters such as signal strength, or maximum throughput. Often, these network attributes do not reflect the real network perfomance, leading to poor network experience. In this work, a novel network management framework is implemented, based on the IEEE 802.21 standard. This standard provides mechanisms to facilitate and optimize inter-technology handovers and network selection through information exchanges between network and terminal entities, including QoS and other network capability and performance information. Moreover, it enables media independent device management via a common link layer interface. By extending this interface with cross-layer mechanisms, the new framework allows abstract configuration of the network interfaces, including network association, security setup procedures and IP address configuration. The access to network information will additionally empower network managers to perform better decisions that take network state and terminal application requirements into account. This framework is integrated with the existing configuration tools and applets from the GNU/Linux Operating System, by seamlessly replacing the existing NetworkManager application. In doing so, the new framework shows insignificant overhead, a reduced code base and better battery consumption, on top of optimized procedures for opportunistic network attachment.