Методическое руководство по Network Simulator

21

22

Рис. 14 Топология 2

Рис. 15 Топология 3

23

Лабораторная работа № 4

Моделирование работы беспроводных сетей IEEE 802.11 под управлением проактивных протоколов маршрутизации

Цель работы: Изучить основы моделирования беспроводных систем связи средствами программного пакета Network Simulator.

Задачи:

1.Изучить правила ввода первоначальных сведений необходимых для моделирования беспроводной системы связи;

2.Изучить правила описания беспроводных узлов;

3.Изучить правила описания процесса перемещения узлов сети;

4.Провести моделирование работы системы связи, изучить зависимости качества работы моделируемой системы от подвижности и количества узлов, а также интенсивности трафика передаваемых данных.

Основные сведения.

Для моделирования беспроводной сети передачи данных в программном пакете Network Simulator необходимо в исполняемый файл (скрипт), который описывает работу системы, записать начальные условия [4] (таблица 4).

Описание первоначальных команд, используемых для задания переменных и описания эксперимента, приведены в приложении.

Таблица 4. Список переменных, необходимых для моделирования беспроводной сети

24

Затем описывается эксперимент.

1. Прописывается строка, означающая начало моделирования: set ns [new Simulator]

2. Прописываются команды для формирования файлов трассировки.

2.1Команда на создание файла используемого при построении графических зависимостей:

set tracefd [open graph.tr w] $ns trace-all $

2.2Команда на создание файла, используемого для визуализации работы сети:

set namtrace [open mov_wireless.nam w]

$ns namtrace-all-wireless $namtrace $val(x) $val(y)

3. Создается топология сети. set topo [new Topography]

4.Задается размер топологии, например: $topo load_flatgrid 100 100

5.Создается объект главного управляющего узла сети: create-god $val(nn)

God (General Operations Director) – главный управляющий узел – это объект, который используется для хранения общей информации о состоянии элементов сети, за которыми осуществляется наблюдение. В данной строке объекту God дается задание запоминать общее количество мобильных узлов, входящих в состав сети и таблицы маршрутизации, необходимые для установления соединений между узлами.

6. Для конфигурации беспроводных узлов моделируемой системы связи необходимо написать команду

$ns node-config

Свойства узлов описываются в таблице 5:

25

Таблица 5. Свойства узлов моделируемой сети

Наименование свойства Описание свойства

7. Создание двух подвижных узлов: for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} { set node_($i) [$ns_ node ]

26

$node_($i) random-motion 0 ;# отключаем случайное движение

}

При выполнении данной работы перемещение узлов задается вручную при помощи прописывания направлений перемещения.

8. Задаются начальные положения узлов: $node_(0) set X_ 5.0

$node_(0) set Y_ 2.0 $node_(0) set Z_ 0.0

$node_(1) set X_ 90.0 $node_(1) set Y_ 85.0 $node_(1) set Z_ 0.0

Таким образом, Узел №0 начинает движение из точки (5, 2), а узел №1 – из точки (90, 85).

9. Описываются направления движения узлов: $ns_ at 4.0 "$node_(0) setdest 20.0 80.0 3.0"

Данная строка означает, что на 4 секунде моделирования узел №0 начинает движение в точку с координатами x=20 y=80 со скоростью 3 метра в секунду

$ns at 5.0 "$node_(1) setdest 25.0 20.0 4.0"

Аналогично на 5 секунде моделирования узел №1 начинает движение в точку с координатами x=25 y=20 со скоростью 4 метра в секунду

При помощи данных команд можно задавать направление и скорость движения узлов в моделируемой сети.

10. Задается тип трафика, передаваемого между узлами:

Трафик между узлами в беспроводных сетях задается аналогично проводным (см. Л/Р №2)

Например, TCP соединение между узлами №0 и №1 задается следующим образом:

set tcp [new Agent/TCP] $tcp set class_ 2

set sink [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $node_(0) $tcp

27

$ns attach-agent $node_(1) $sink $ns connect $tcp $sink

set ftp [new Application/FTP] $ftp attach-agent $tcp

$ns at 5.4 "$ftp start"

11. В завершении описывается процесс остановки эксперимента. for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} {

$ns at 50.0 "$node($i) reset";

}

$ns at 50.0001 "stop"

$ns at 50.0002 "puts \"NS EXITING...\" ; $ns_ halt" proc stop {} {

global ns_ tracefd close $tracefd

}

Данные строки можно перевести следующим образом: в момент наступления 50.0 секунды моделирование останавливается, прекращается работа узлов и заканчивается процесс записи в трассировочные файлы.

11. Последней строкой описывается, что при исполнении данного файла происходит начало моделирования.

puts "Starting Simulation..." $ns run

Далее файл сохраняется под именем, например Sorokin-wireless.tcl, после чего он может быть запущен через командную строку Linuxтерминала.

ns Sorokin-wireless.tcl

После завершения моделирования файлы graph.tr и mov_wireless.nam проходят дополнительную обработку:

graph.tr - обрабатывается средствами программы TraceGraph mov_wireless.nam - обрабатывается средствами программы Network Animator

Далее приводится полный текст исполняемого файла моделирующего работу беспроводной сети, состоящей из двух узлов, передающих ftp приложения средствами по TCP протоколу.

Начальные данные:

28

$ns trace-all $tracefd

set namtrace [open mov_wireless.nam w]

$ns_ namtrace-all-wireless $namtrace $val(x) $val(y)

Задание топологии

set topo [new Topography]

Задание размеров топологии $topo load_flatgrid $val(x) $val(y)

Формирование объекта GOD create-god $val(nn)

Формирование параметров узлов

$ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) \ -llType $val(ll) \ -macType $val(mac) \ -ifqType $val(ifq) \ -ifqLen $val(ifqlen) \ -antType $val(ant) \ -propType $val(prop) \ -phyType $val(netif) \ -channelType $val(chan) \

29

-topoInstance $topo \ -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace ON \ -movementTrace OFF

Задание узлов,с отменой случайного движения for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} {

set node_($i) [$ns_ node] $node_($i) random-motion 0

}

Указание начального положения узлов $node(0) set X_ 5.0

$node(0) set Y_ 2.0 $node(0) set Z_ 0.0

$node(1) set X_ 90.0 $node(1) set Y_ 85.0 $node(1) set Z_ 0.0

Задание параметров движения узла:

$ns_ at 5.0 "$node_(1) setdest 25.0 20.0 4.0" $ns_ at 4.0 "$node_(0) setdest 20.0 80.0 3.0" $ns_ at 20.0 "$node_(1) setdest 90.0 1.0 3.0" $ns_ at 25.0 "$node_(0) setdest 99.0 30.0 3.0"

Создание трафиковой нагрузки set tcp [new Agent/TCP]

set sink [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $node_(0) $tcp $ns attach-agent $node_(1) $sink $ns connect $tcp $sink

set ftp [new Application/FTP] $ftp attach-agent $tcp

$ns at 5.4 "$ftp start"

Описание окончания моделирования

for {set i 0} {$i < $val(nn) } {incr i} {

$ns_ at 30.0 "$node_($i) reset";

30