Opportunistic wi-fi direct networking with channel state based routing algorithm

Today, most of the people in the world use Wi-Fi to stay connected. This technology is widely available and it is used in many types of devices. Introducing Wi-Fi Direct technology, users are able to exchange data through efficient device-to-device (D2D) communications. Wi-Fi P2P technology builds on traditional Wi-Fi strengths like performance, security, ease of use and ubiquity, and adds features that optimize it for consumer uses that do not require access to an infrastructure network. This thesis is part of a wider project in collaboration between Politecnico of Milan and IMDEA Networks of Madrid. The aim of the work is to study the potentiality of Wi-Fi Direct technology: exploiting all the new features introduced by Wi-Fi Direct technology, we reproduce P2P communications through an experimental testbed composed by four Wi-Fi Direct enabled devices. First we enable connections among clusters of P2P groups; moreover we connect one of the Wi-Fi Direct device to the external network for the sake of exchanging packets with Internet. This topology is used to reproduce a real scenario with an opportunistic relay system, in which users can communicate with an external network even if they are not directly connected to it. We also present a new model to improve packets exchange in an opportunistic network: the combination of this new topology with a specific innovative routing algorithm let people be free to move and exchange data without loosing connectivity.

Al giorno d’oggi, la maggior parte delle persone nel mondo utilizza il Wi-Fi per essere sempre connessa. Questa tecnologia è molto diffusa e utilizzata nella gran parte dei dispositivi. Con l’avvento della tecnologia Wi-Fi Direct, gli utenti hanno la possibilità di scambiarsi dati tramite comunicazioni D2D (Device-to-Device). La tecnologia P2P (Peer-to-Peer) da la possibilità di costruire, sulla tradizionale Wi-Fi, migliori performance, sicurezza, facilità di utilizzo e ubiquità, aggiungendo caratteristiche che ottimizzano la tecnologia, permettendo agli utenti di non avere necessità di una infrastruttura di rete fissa. Questa tesi è frutto di una collaborazione tra il Politecnico di Milano e l’istituto di ricerca IMDEA Networks di Madrid atto a valutare le potenzialità del WI-FI Direct: sfruttando le nuove funzionalità introdotte dal Wi- Fi Direct, abbiamo riprodotto comunicazioni P2P per mezzo di un testbed sperimentale composto da quattro Wi-Fi Direct devices( Alix Boards). Per prima cosa si abilitano le comunicazioni tra cluster di gruppi P2P; in seguito viene poi connesso un dispositivo alla rete esterna, in modo tale da poter scambiare pacchetti e dati con Internet. La topologia appena citata è usata per riprodurre uno scenario reale con un sistema opportunistico di relay dei pacchetti, per mezzo del quale gli utenti possono comunicare tra loro o con la rete esterna anche se non direttamente connessi. Viene inoltre presentato un nuovo modello per migliorare lo scambio di pacchetti tramite l’utilizzo di un algoritmo innovativo di routing che permette agli utenti di muoversi liberamente scambiando dati senza mai perdere connettività.