ММТССиПД_ns2_метода
.pdfсебя заданные последовательности знаков. Например, обычный трейс-файл ns2 tr1.tr содержит все типы пакетов, проходящие через все звенья, а
пользователю необходимы данные, касающиеся только TCP-пакетов, которые проходят от нулевого узла ко второму. Тогда необходимо извлечь строки,
содержащие: «0 2 tcp». Для этого необходимо ввести:
grep " 0 2 tcp " tr1.tr > tr2.tr
Все необходимые события окажутся в файле tr2.tr.
Если необходимо получить файл, содержащий все строки исходного файла tr1.tr, начинающегося с буквы "r":
grep "^r" tr1.tr > tr2.tr
Если необходимо создать файл из всех строк исходного файла tr1.tr,
которые начинаются на букву "d" и содержат "tcp 1020":
grep "^d" tr1.tr | grep "tcp 1020" > tr2.tr
Все вышеперечисленные команды необходимо вводить в директории,
содержащей исходные трейс-файлы.
Grep, как и AWK можно использовать внутри tcl-скрипта. Например,
при открытии файла трассировки для записи:
set f [open "| grep \"tcp\" > out.tr" w]
5.3.3. ЯЗЫК PERL
Аббревиатура Perl расшифровывается как “Practical Extraction and Report Language”. Perl позволяет легко фильтровать и обрабатывать ASCII-
файлы с данными. Этот язык был создан Лари Уоллом (Larry Wall) с главной целью – упростить задачи системного администрирования. Этот язык сильно эволюционировал и на сегодняшний день – это универсальный язык и один из наиболее используемых инструментов для управления данными web и
Интернета.
Perl является интерпретируемым языком, который находит множество применений, но в основном он адресован для поиска, извлечения и уведомлений. Некоторые преимущества использования Perl:
• Простая реализация небольших программ, которые используются как фильтры или для извлечения информации из текстовых файлов;
63
•Он может использоваться на многих операционных системах без изменения кода;
•Perl очень популярен, поэтому в сети Интернет существует множество скриптов, написанных на Perl.
Практически на всех сайтах, посвященных ns2, есть скрипты,
написанные на Perl, специально для трейс-файлов ns2 (такие как “column”,
который выбирает колонки по заданных входным данным, или
“throughput.pl”, который подсчитывает производительность TCP-соединений).
5.4. Программы для построения графических зависимостей
Часто целью обработки трейс-файлов является построение различных графических зависимостей. Существует большое количество программ для построения графиков во всех операционных системах. Некоторые из них являются специализированными для ns2. Рассмотрим наиболее популярные из них.
5.4.1. ПРОГРАММА GNUPLOT
Gnuplot – это широко доступное бесплатное программное обеспечение как для систем Unix, так и Windows.
Самый простой способ использования Gnuplot – это вывод на экран текста plot ‘fn’ , где файл fn имеет две колонки. Одна колонка – это точки по оси абсцисс, вторая – по оси ординат. Точки могут соединяться линиями
различных типов:
plot ‘fn’ w lines 1
Вместо единицы пользователь может поставить любую другое число.
В качестве альтернативы можно использовать разные виды точек:
plot ‘fn’ w points 9
Рассмотрим другие некоторые возможности Gnuplot.
set size 0.6,0.6 set pointsize 3
set xrange [90.0:120.0]
plot ‘fn1’ w lines 1, ‘fn2’ w lines 8, ‘fn3’ w points 9 set key 100,8
64
Первая строка устанавливает размер кривой по отношению к установкам по умолчанию.
Вторая строка устанавливает размер точек (делает их более жирными).
Третья строка ограничивает ось x в диапазоне от 90 до 120. диапазон оси y устанавливается командой set yrange [ ].
Четвертая строка накладывает три кривых в один рисунок. Кривые взяты из трех разных файлов: fn1, fn2 и fn3.
Пятая строка показывает, куда надо поместить легенду. Также, вместо точных координат можно указывать ключевые слова: ‘left’ (слева), ‘right’ (справа), ‘top’ (сверху), ‘bottom’ (снизу), ‘outside’ (на наружной части
графика) и ‘below’ (под графиком). Например:
set key below
Также можно использовать команду set nokey, которая запрещает вывод легенды на экран. Информация, выводимая в легенде по умолчанию, – это имя соответствующего файла. Если необходимо озаглавить объект именем,
отличающимся от имени файла, то необходимо это указать в команде plot:
plot ‘fn1’ t “математическое ожидание“ w lines 1, \
‘fn2’ t “дисперсия” w lines 2
Тогда в легенде появятся названия графиков «математическое
ожидание» и «дисперсия».
Если необходимо использовать одну и ту же последовательность
команд несколько раз, то можно создать файл (например, g1.com),
содержащий эти команды и загружать его, когда необходимо:
load ‘g1.com’
Gnuplot может быть использован для извлечения колонки из файла:
plot ‘queue.tr’ using 1:($4/1000) t “кБайты” w lines 1, \ ‘queue.tr’ using 1:5 t “пакеты” w lines 2
В данном примере первая кривая строится, используя первый столбец файла queue.tr в качестве оси x, а в качестве оси y – четвертый столбец,
деленный на 1000. При построении второй кривой в качестве оси абсцисс используется первый столбец, а в качестве оси ординат используется пятый
65
столбец. При написании команд порядок инструкций using, t и lines
необходимо соблюдать.
Пример интерфейса программы Gnuplot изображен на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Интерфейс программы Gnuplot
5.4.2. ПРОГРАММА XGRAPH
Программа XGraph является частью пакета ns2 «все в одном». Но также
XGraph может быть установлен и отдельно от ns2. Преимущество XGraph
заключается в том, что он может создавать рисунки в формате postscript, Tgif
и др. XGraph может быть вызван внутри команды tcl, результатом чего будет являться вывод графика на экран сразу же после завершения моделирования.
В качестве входных данных XGraph использует один или более ASCII-
файлов, каждый из которых содержит набор строк, состоящих из пары точек x-y. Например, xgraph f1 f2 выведет на одной картинке графики из файлов f1 и
f2.
Некоторые опции XGraph:
•Заголовок: -t “заголовок”;
•Размер: geometry xsize x ysize;
66
•Наименование осей: -x “ось абсцисс ” и –y “ось ординат”;
•Цвет текста и координатной сетки: -v color
Пример:
xgraph f1 f2 –geometry 800x600 –t “Вероятность потерь” –x “Время” – y
“Потерянные пакеты”
Пример интерфейса программы XGraph изображен на рис. 5.4.
Рис. 5.4. Интерфейс программы XGraph
5.4.3. ПРОГРАММА TRACEGRAPH
Программа TraceGraph выгодно отличается от предыдущих программ тем, что она специально была разработана для ns2. В качестве входных данных она использует трейс-файлы ns2. То есть, в случае использования
TraceGraph предварительная обработка данных (например, с помощью AWK)
не нужна. Программа TraceGraph была разработана в 2001 году в Технологическом Университете города Вроцлав (Польша). Автором программы является Ярослав Малек (Jaroslaw Malek). Последняя версия
TraceGraph 2.04 выпущена в сентябре 2006 года. Программа является бесплатным ПО (только версия 2.02). Она доступна в Интернете на сайте www.geocities.com/tracegraph. TraceGraph работает как на платформах
Unix/Linux, так и на Windows при условии, что установлена программа
MathLAB (MathWorks Inc.), либо ее библиотеки, которые также доступны на сайте (файл mginstaller.exe). Для установки библиотек необходимо запустить
67
файл и задать директорию (например, С:\mathlib). Далее в папку
С:\mathlib\bin\win32 необходимо скопировать все файлы tracegraph 2.02.
TraceGraph поддерживает все существующие форматы трейс-файлов
ns2. Ниже приведены некоторые возможности TraceGraph 2.02:
•возможность построения 238 различных двумерных зависимостей;
•возможность построения 12 различных трехмерных зависимостей;
•возможность построения 8 различных гистограмм;
•зависимости и статистика по задержкам, вариациям задержек
(джиттерам), временам обработки, периодам кругового обращения (RTT),
количеству промежуточных узлов, производительности и др.;
•зависимости и статистика по всей сети, отдельно по узлам и
звеньям;
•все результаты могут быть сохранены в текстовые файлы, а
графики могут быть сохранены в формате tiff или jpeg;
•информация об осях x, y и z: минимум, среднее, максимум, среднее отклонение, средняя линия;
•может быть построен любой график, сохраненный в виде текстового файла, состоящего из двух или трех столбцов.
68
Рис. 5.5. Окно входных данных программы TraceGraph
При запуске программы TraceGraph 2.02 открывается три окна. Первое окно (рис. 5.5) является окном входных данных.
В этом окне, выбрав меню ‘file’, можно загрузить трейс-файл. В этом окне можно ввести условия и начальные данные для построения графиков и вывода статистики. Например, текущий узел, идентификатор потока,
начальное и конечное время моделирования, типы пакетов и др.
Второе окно (рис. 5.6) – это окно вывода графиков. В данном окне можно выбрать и вывести на экран один из видов графиков, изменить название графика и сохранить в виде рисунка. Здесь также доступны различные опции для изменения параметров графика (координатная сетка,
уменьшение, увеличение, логарифмические шкалы и т.д.). Вывод на экран некоторых графиков, использующих сложные вычисления, может занять много времени.
69
Рис. 5.6. Окно вывода графиков программы TraceGraph
Третье окно (рис. 5.7) – это окно вывода статистики.
70
Рис. 5.7. Окно вывода статистики программы TraceGraph
Данное окно выводит статистические данные по результатам
моделирования:
•Общие данные;
•Данные о текущем узле;
•Данные о задержках из конца в конец (E2E);
•Данные о задержках между текущим узлом и другим узлом;
•Среде количество промежуточных узлов;
•Среднее количество промежуточных узлов между текущим узлом и другим узлом;
•Времена обработки в промежуточных узлах;
•Времена обработки в промежуточных узлах между текущим узлом
идругим узлом;
•Данные о периодах кругового обращения (RTT);
71
• Данные о периодах кругового обращения межу текущим узлом и другим узлом.
Всю выведенную статистику можно сохранить в текстовом формате.
Наличие окна статистики является огромным преимуществом программы TraceGraph. Очень часто в результате моделирования пользователю необходимо получить статистические данные (например,
количество потерянных пакетов, средняя задержка и т.д.). Для вычисления таких данных пришлось бы писать большие программы на AWK или Perl, а tracegraph выдает эти данные автоматически.
Единственным недостатком TraceGraph является возможность построения ограниченного количества графиков. Несмотря на то, что это количество более двухсот, некоторые часто используемые виды графиков отсутствуют.
72