En la actualidad, la proliferación de dispositivos móviles y accesos a Internet utilizando tecnologías inalámbricas en los entornos domésticos obliga a cambiar las metodologías para la realización de medidas de red. Para que éstas representen fidedignamente las condiciones ofrecidas a los usuarios, las prestaciones del equipamiento de medida y el número de dispositivos empleados deben adaptarse a las condiciones reales de un despliegue. Para facilitar y abaratar el desarrollo de medidas en estas condiciones, este trabajo presenta una evaluación de las capacidades de varias plataformas de propósito general y bajo coste. Nuestros resultados muestran que, aunque aparecen limitaciones relacionadas con cómo son conectadas a la red y los protocolos empleados, son aptas para medir una gran variedad de situaciones.

1. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para
realizar medidas de red en entornos dom´esticos
Eduardo Miravalls-Sierra, David Muelas,
Jorge E. L´opez de Vergara, Javier Ramos, Javier Aracil
High Performance Computing and Networking Research Group (HPCN)
Escuela Polit´ecnica Superior, Universidad Aut´onoma de Madrid.
XIII Jornadas de Ingenier´ıa Telem´atica (JITEL 2017),
Valencia (Espa˜na), 27-29 de Septiembre de 2017

2. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
´Indice
1 Introducci´on
2 Metodolog´ıa
3 Resultados experimentales
4 Conclusiones
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 1

3. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Introducci´on
Motivaci´on
Creciente inter´es por caracterizar el comportamiento de las
conexiones a Internet desde los accesos dom´esticos.
Experimentos utilizando una estrategia de emplazamiento de
peque˜nas sondas hardware basadas en arquitecturas de bajo
coste (routers dom´esticos con OpenWRT, o dispositivos como
Raspberry Pi u ODROID) para realizar medidas activas y
pasivas de red
Las caracter´ısticas de los protocolos de acceso al medio en
WiFi ocasionan que, al aumentar el n´umero de usuarios, las
prestaciones de la red decaigan de manera significativa por
incrementos en jitter e interferencias.
Esto motiva el desarrollo de sistemas de medida con
numerosos dispositivos, que eval´uen la QoS en el punto de
trabajo t´ıpico del despliegue.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 2

4. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Introducci´on
Propuesta
Para facilitar y abaratar el desarrollo de medidas en estas
condiciones, este trabajo presenta una evaluaci´on de las
capacidades de varias plataformas de prop´osito general y bajo
coste.
Adem´as, utilizaremos herramientas de estado del arte con
estrategias de afinidad para generalizar y mejorar los
resultados obtenidos:
Herramienta Protocolo
Ancho
de banda Latencia Jitter P´erdidas
iperf3 TCP
iperf3 UDP
ping ICMP ∼
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 3

5. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Metodolog´ıa
Equipos
(×2) TP-Link Archer C7 AC 1750, configuraci´on MIMO
3 × 3 × 3, 80 euros cada uno:
“TP-Link”: firmware de f´abrica
“dd-wrt”: distribuci´on Linux dd-wrt
PC1, Intel Core i7 CPU 860 (2.80GHz), 8GB DDR3
(1333MHz), Ubuntu 14.04 Mate, dos interfaces de red:
Intel Gigabit Ethernet.
PCI Broadcom Corporation NetXtreme II BCM5709 Gigabit
Ethernet rev 20).
PC2, Intel Core i7-2600 CPU (3.40GHz), 8 GB de RAM
DDR3 (1333MHz), CentOS 7, Intel Gigabit Ethernet.
Placa ODROID C2, con adaptador de red WiFi 802.11n USB
Edimax EW-7811UN (150Mb/s). 100 euros.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 4

6. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Metodolog´ıa
Escenarios considerados
(a) Escenario 1 (b) Escenario 2 (c) Escenario 3
(d) Escenarios 4 y 5 con red
a 2.4GHz, 8 y 9 a 5GHz
(e) Escenario 6 (f) Escenario 7
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 5

7. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Resultados experimentales
Ancho de banda
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Escenario
0
200
400
600
800
1000
Anchodebanda(Mb/s)
TCP, Bajada
TCP, Subida
UDP, Bajada
TCP, Subida
Escenario 2: iperf3 reporta el doble de ancho de banda TCP
en bajada que en subida.
Ancho de banda medido depende de interconexi´on y gesti´on
por parte del SO del adaptador de red.
Problemas con las medidas con UDP.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 6

8. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Resultados experimentales
RTT
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Escenario
0
100
200
300
400
RTT(ms)
Bajada
Subida
En el Escenario 4 se ha observado de manera sostenida un
10 % de p´erdidas de cada 100 sondas de ping, de modo que
los resultados mostrados son solo para las respuestas que
llegaron a las solicitudes de eco.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 7

9. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Resultados experimentales
Jitter (I)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Escenario
0
5
10
15
Jitter(ms)
Bajada
Subida
iperf3 env´ıa todos los paquetes back-to-back. El jitter
medido representa el caso de transmisiones sostenidas y sin
que el otro extremo transmita nada.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 8

10. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Resultados experimentales
Jitter (II)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Escenario
0
100
200
300
400
Jitter(ms)
Bajada
Subida
Mayor variabilidad en la latencia percibida.
El jitter en los escenarios inal´ambricos es siempre superior
en subida frente a la bajada seg´un iperf3, mientras que ping
reporta la situaci´on contraria.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 9

11. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
Conclusiones
Lecciones aprendidas y trabajo futuro
Dependencia entre el ancho de banda que un dispositivo
puede medir y la capacidad de c´omputo del mismo.
Los dispositivos embebidos de bajo coste (ODROID) no
aprovechan todo el ancho de banda de la red inal´ambrica
—hasta 100Mb/s con un adaptador econ´omico en 2.4GHz.
Se obtienen mejores resultados midiendo desde el propio router.
Dependencia entre la latencia y la banda empleada.
Resultados cercanos a 1ms en los escenarios en 5GHz frente a
mayor variabilidad en la de 2.4GHz.
P´erdidas y jitter elevado con utilizaci´on m´ınima del canal.
Evaluaci´on del efecto de la concurrencia de m´ultiples usuarios
conectados al Punto de Acceso y en el mismo canal.
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 10

12. UNIVERSIDAD AUTONOMA
Introducci´on
Metodolog´ıa
Resultados experimentales
Conclusiones
¡Muchas gracias!
¿Preguntas?
E. Miravalls-Sierra, D. Muelas, et al. Evaluaci´on de equipamiento de bajo coste para realizar medidas de red. . . 11