Методическое руководство по Network Simulator

}

$ns_ at 50.0 "stop"

$ns_ at 50.01 "puts \"NS EXITING...\" ; $ns_ halt" proc stop {} {

global ns_ tracefd $ns_ flush-trace close $tracefd

}

puts "Starting Simulation..." $ns_ run

После проведения моделирования проводим анализ результатов эксперимента:

Визуальный – при помощи файла <mov_wireless.nam> в результате должна получиться картинка вида рис. 16.

Аналитический - при помощи файла <graph.tr> и программы Trace Graph в результате должна быть получена таблица, описывающая общую информацию о сети (таблица 6) и рисунки (17-18) показывающие распределение задержек, число пакетов, которые были отброшены узлами.

Графический - при помощи файла <graph.tr> и программы Trace Graph. В результате должна быть получена таблица, описывающая общую информацию о сети (таблица 6) и рисунки (17-18), показывающие распределение задержек, число пакетов, которые были ретранслированы через узлы.

Рис. 16 Анимация поведения сети, состоящей из двух узлов

31

Таблица 6 Результаты моделирования самоорганизующися системы связи из 3 узлов

Рис. 17 Распределение задержек в сети

В дальнейшем при помощи данных таблицы 7 проводится анализ смоделированной системы на вопрос ее пригодности для передачи мультисервисного трафика и результат представляется в виде таблицы 8.

32

Рис. 18 Число пакетов, отбрасываемых узлами

Таблица 7 Требования к характеристикам работы мультисервисных систем связи

33

При несоответствии полученных результатов нормам сделайте вывод, какие можно предпринять меры для повышения качества работы сети. После смены параметров необходимо провести повторное моделирование для получения новых количественных характеристик работы исследуемой системы.

Контрольные вопросы.

1.Какие виды топологии беспроводных систем Вам известны?

2.Как Вы считаете, в чем основное преимущество сети построенной по принципу «равны с равным» (peer to peer)?

3.В чем основное отличие Mesh и Ad hoc сетей от других беспроводных систем передачи данных?

4.Что понимается под проблемой скрытого и открытого терми-

налов?

5.В чем отличие реактивных протоколов маршрутизации (reactive roting protocols) от проактивных (proactive roting protocols)?

6.Какие требования предъявляются к характеристикам работы мультисервисных сетей?

7.По каким показателям оценивается работоспособность систе-

мы?

Задание к лабораторной работе № 4

На основании данных таблицы 9 в течении 100 сек. смоделировать самоорганизующуюся систему связи, в ходе моделирования определить:

1.Количественные характеристики исследуемой сети, представить результаты в виде таблицы 6;

2.Построить диаграмму распределения задержек передачи информационных пакетов от отправителя к получателю;

3.Построить графики показывающие узлы, на которых пакеты были потеряны или отброшены;

4.Оценить работоспособность системы согласно данных приведенных в таблице 7, представить результаты в виде таблицы 8;

5.Увеличить скорость движения узлов в два раза, повторить пункты 2-4;

6.Уменьшить скорость движения узлов в два раза, повторить пункты 2-4;

7.Полученные результаты моделирования представить в виде от-

чета.

34

Требования к отчету: отчет должен быть представлен в письменном виде, в отчете приводятся фрагменты исходного кода скрипта, описывающего моделируемую систему, дополнительно на электронном носителе прилагаются девять файлов (по три на каждую серию экспериментов): Скрипт с описанием моделируемой системы вида <Фамилия_Lab_4_№серии.tcl>, и два файла трасcировки вида <Фами-

лия_Lab_4_№серии.tr>, <Фамилия_Lab_4_№серии.nam> (знак «пробел» в

имени файла не ставить). Имя файлам должно быть написано латинским буквами, например <Sorokin_Lab_4_1.tcl>, <Sorokin_Lab_4_1.tr>, <Sorokin_Lab_4_1.nam>. К защите представляются только работающие скрипты.

Таблица 9. Исходные данные для выполнения лабораторной работы №4

35

36

Лабораторная работа № 5 Моделирование работы беспроводных сетей IEEE 802.11 под управлением реактивных протоколов маршрутизации

Цель работы: изучить основы моделирования самоорганизующихся систем связи большой размерности

Задачи:

1.Научиться программными средствами создавать беспроводные системы передачи информации с топологией большой размерности;

2.Научиться программными средствами создавать источники трафика для большого количества узлов в беспроводных системах передачи информации;

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

Основные сведения

Впредыдущей лабораторной работе был изучен способ задания покоординатного перемещения узлов. Если система связи состоит из большого количества узлов то задача формирования исходной базы данных о количестве узлов, характеристиках их движения, параметрах передаваемого трафика становится весьма трудоемкой. Для упрощения процесса формирования подобной базы данных используются дополнительные программные утилиты (генераторы), входящие в состав программного пакета NS-2.31. Утилиты позволяют автоматизировать процесс формирования базы данных характеристик движения узлов (генератор топологии) и параметров передаваемого трафика (генератор трафика).

Генераторы топологии и трафика, находятся в директории:

~ns/indep-utils/cmu-scen-gen

Врезультате работы генераторов формируются файлы, в которых описываются параметры топологии или передаваемого по сети трафика.

Формирование файла, описывающего параметры трафика в сети.

При помощи командной строки терминала войти в директорию:

~ns-2.31/indep-utils/cmu-scen-gen

и набрать команду формата:

ns cbrgen.tcl [-type cbr|tcp] [-nn nodes] [-seed seed] [-mc connections] [-rate rate] > [output-scenario-file]

в данной команде:

37

cbrgen.tcl - исполняемый файл, находящийся в директории ~ns- 2.31 /indep-utils/cmu-scen-gen, при помощи которого и формируется файл описывающий параметры трафика, который в дальнейшем будет передаваться по сети.

type – тип соединения (TCP или CBR); nn – число узлов;

mc – возможное максимальное число соединений между ними; seed – некоторое случайное число (random seed);

rate – скорость передачи данных (в случае CBR-соединений), обратное значение которого используется для вычисления интервала времени между CBR пакетами. Аналитически скорость передаваемого по сети трафика можно рассчитать по формуле:

где PacketSize – Размер пакета в байтах, Interval – время следования следующего пакета

Физически интервал показывает частоту поступления пакетов в канал (рис. 19):

Например:

Для формирования файла описывающего передачу CBR трафика между 10 узлами с максимальным числом установления соединений 10 и скоростью передач и равной 3 введем команду:

ns cbrgen.tcl –type cbr –nn 92 –seed 1.0 –mc 10 –ra te 3.0 > cbr10nod3rate

В результате формируется файл <cbr10nod3rate>.

Файл, описывающий передачу TCP трафика между 10 узлами с максимальным числом соединений 10, создается командой:

ns cbrgen.tcl -type tcp -nn 9 -seed 0.0 -mc 10 > tcp-10

38

В результате формируется файл <tcp-10>.

Рис.19 Определение частоты следования пакетов

Формирование файла, описывающего параметры топологии сети.

При помощи командной строки терминала войти в директорию:

~ns-2.31/indep-utils/cmu-scen-gen/setdest

и набрать команду формата:

./setdest [-n num_of_nodes] [-p pausetime] [-M maxspeed] [-t simtime] [-x maxx] [-y maxy] > [outdir/movement-file]

в данной команде:

setdest - исполняемый файл <setdest.cc>, находящийся в директо-

рии ~ns-2.31 /indep-utils/cmu-scen-gen/ setdest, при помощи которого и формируется файл, описывающий параметры топологии сети (количество и направление перемещения узлов моделируемой сети).

-n – кол-во узлов;

-p – длительность паузы между движением узлов; -M – максимальная скорость движения узлов;

-t – общее время моделирования

outdir/movement-file - имя файла описывающего параметры топологии сети и указание директории места сохранения файла

-x maxx, -y maxy – область перемещения узлов сети

39

Например:

Для создания топологии сети состоящей из 10 узлов, перемещащихся со скоростью до 10 м/сек, временем паузы между перемещениями 2 сек, в течении 200 сек на площади размером 500 на 500 метров нужно ввести команду:

-p 2.0 -M 10.0 -t 200 -x 500 -y 500 > sc_10n_2s_10mps

В результате будет сформирован файл < sc_10n_2s_10mps>.

Далее приводится пример написания исполняемого файла для моделирования работы беспроводной сети состоящей из 20 узлов, 10 генерируют CBR трафик со скоростью 128 кбит/с, узлы перемещаются по участку размером 500 на 500 метров время моделирования 50 сек.

1. В директории ~ns-2.31/indep-utils/cmu-scen-gen набираем коман-

ду:

ns cbrgen.tcl -type cbr -nn 19 -seed 1.0 -mc 10 -rate 25> cbr20nod128rate

2.В директории ~ns-2.31/indep-utils/cmu-scen-gen/setdest набираем

команду:

./setdest -n 20 -p 5.0 -M 5.0 -t 50 -x 500 -y 500 > sc_20n_5s_5mps

3.Копируем файлы < cbr20nod128rate > и < sc_20n_5s_5mps > в

папку где будет храниться исполняемый файл с описанием эксперимента,

например в ~Desktop/my_modeling_in_NS

4.Запускаем текстовый редактор и набираем исполняемый файл с описанием эксперимента

4.1 Формируем начальные условия (аналогичны условиям, описанным в лабораторной работе №4 данного руководства)

40