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1.2. Classificação
-  Se...
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Introducao à simulacao de redes com ns 2

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Minicurso de introducao à simulacao de redes de computadores com NS-2.

Ministrado no evento ENUCOMP - Encontro Unificado de Computação em PARNAÍBA

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Introducao à simulacao de redes com ns 2

  1. 1. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Introdução à Simulação de Redes de Computadores com o NS-2 (Network Simulator) Teoria e Prática Ministrante: Marllus de Melo Lustosa Marllus de Melo Lustosa
  2. 2. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Sumário 1. Redes de computadores 2. 3. 4. 5. 6. 1.1. Histórico 1.2. Classificação Modelo OSI 2.1. Histórico 2.2. Camadas Modelo TCP/IP 3.1. Histórico 3.2. Pilha de protocolos TCP/IP 3.3. Comparação com modelo OSI Métodos de análise de desempenho de sistemas Simulação computacional 5.1. Vantagens da Simulação Computacional Simulação de eventos 6.1. Contínuos 6.2. Discretos Marllus de Melo Lustosa
  3. 3. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Sumário 7. Simuladores de Rede 7.1. J-Sim 7.2. Sinalgo 7.3. OMNet++ 8. Network Simulator - NS-2 8.1. Características gerais 8.2. Linguagem de programação OTcl e C++ 8.3. TclCL – Interface OTcl/C++ 8.4. Animador gráfico – NAM (Network Animator) 8.5. Plotagem de gráficos – Xgraph 8.6. Operação do NS-2 8.7. Componentes de uma topologia 8.8. Cenários de redes cabeadas (wired) 8.9. Cenários de redes cabeadas (low level) 8.10. Cenários de redes sem fio (wireless) 8.11. Cenários de redes sem fio (low level) 8.11.1. Classificadores 8.11.2. Módulo de roteamento Marllus de Melo Lustosa
  4. 4. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Sumário 8.11.3. Camada de enlace (Link layer) 8.11.4. Módulo ARP 8.11.5. Módulo de interface de fila (Interface Queue - IFQ) 8.11.6. Camada MAC 8.11.7. Interface de rede (PHY) 8.11.8. Modelo de rádio propagação/antena 8.12. Cenários de redes híbridas (wired-cum-wireless) 9. Utilização da ferramenta NS-2 9.1. Instalação original 9.2. Projeto Liowsn 10. Etapas no desenvolvimento da simulação 10.1. Modelo da simulação 10.2. Criação do objeto simulador (escalonador de eventos) 10.4. Abertura de arquivos para análise posterior (*.nam) 10.5. Abertura de arquivos para análise posterior (*.tr) 10.6. Criação da topologia da rede (nós e enlaces) 10.7. Criação dos agentes da camada de transporte e conexão com os nós 10.8. Criação dos geradores de tráfego e conexão com os agentes da camada de transporte Marllus de Melo Lustosa
  5. 5. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Sumário 10.9. Programação dos eventos da simulação 10.10. Fechamento da simulação, animação (NAM) e geração de estatísticas 10.11. Iniciando a simulação 10.12. Análise dos arquivos out.tr e out.nam 11. Análise dos scripts (pasta ./scripts_TCL) 11.1. Wired 11.2. Wireless 12. Análise de arquivo trace wireless 13. Funções avançadas 13.1. Geração de movimentação dos nós (setdest) 13.2. Geração de tráfego (setdest) 13.3. Chamada dos arquivos no script tcl 14. Métricas básicas para análise de desempenho de redes de computadores Referências Marllus de Melo Lustosa
  6. 6. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 1. Redes de computadores -  Dois ou mais hosts interligados entre si. -  Ligação pode ser: Linha telefônica, cabo, satélite ou wireless. -  Objetivo de compartilhamento de recursos físicos/ lógicos. Marllus de Melo Lustosa
  7. 7. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 1.1. Histórico -  1940: George Stibitz usa máquina de teletipo para transmissão de dados para computador. -  1962: J. C. R. Licklider (MIT) desenvolve grupo de trabalho na ARPA, chamado de “Rede Intergaláctica”. -  1969: Universidade da Califórnia em Los Angeles e Santa Bárbara, Stanford e Utah foram conectadas pela ARPANET a uma taxa de 50 kbps. Marllus de Melo Lustosa
  8. 8. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 1.2. Classificação -  Segundo a arquitetura: -  Arcnet -  Ethernet -  Token ring -  Frame Relay -  Segundo a extensão geográfica: -  LAN (Local Area Network) -  MAN (Metropolitan Area Network) -  WAN (Wide Area Network) -  Segundo a topologia: -  Anel -  Barramento -  Estrela -  Ponto-a-ponto (Ad-hoc) -  Segundo o meio de transmissão: -  Cabo -  Wireless Marllus de Melo Lustosa
  9. 9. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 2. Modelo OSI 2.1. Histórico -  Aprovado em 1980 pela ISO (Internacional Standards Organization). -  Também chamado de modelo de referência OSI. -  Modelo de arquitetura para sistemas abertos. -  Objetivo de facilitar a padronização da conectividade entre máquinas de diferentes fabricantes. -  Fornecendo uma base que permita o desenvolvimento coordenado de padrões para interconexão de sistemas em rede. -  Decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples. (dividir para conquistar) -  Evita que as modificações em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento. Marllus de Melo Lustosa
  10. 10. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 2.2. Camadas Protocolos | | | v SSH Aplicações do usuário ---> Conversão dos dados ---> Estab. dos enlaces ---> TCP Transf. confiável dados? ---> Roteam. dos dados ---> Dados em frames IP ---> WIFI USB Dados no hadware ---> Marllus de Melo Lustosa
  11. 11. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 3. Modelo TCP/IP 3.1. Histórico -  União de vários protocolos de comunicação que tratam da conexão entre computadores ligados em rede. -  TCP/IP emerge no final de 1978, em forma quase definitiva. Fruto de estudos da DARPA. -  DARPA financia implementação do TCP/IP para vários S.O.’s, além de migrar as especificações de todas as suas redes de pacotes para TCP/IP. -  Em 1983, o TCP/IP se torna o único protocolo aprovado pela ARPANET, em substituição ao protocolo NCP. -  Também é chamado de pilha de protocolos TCP/IP. Marllus de Melo Lustosa
  12. 12. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 3.2. Pilha de protocolos TCP/IP Marllus de Melo Lustosa
  13. 13. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 3.3. Comparação com modelo OSI Marllus de Melo Lustosa
  14. 14. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 4. Métodos de análise de desempenho em sistemas 1 - Modelagem analítica - Uso de modelos matemáticos que correspondam ao sistema real. - É uma técnica aproximada. - Algumas vezes muito limitada.
 2 – Medição real - Realização de medidas utilizando um sistema real ou protótipo. - Normalmente é difícil comparar alternativas. 3 – Simulação computacional Marllus de Melo Lustosa
  15. 15. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 5. Simulação Computacional “A simulação é um processo de projetar um modelo computacional de um sistema real e conduzir experimentos com este modelo com o propósito de entender seu comportamento e/ou avaliar estratégias para sua operação” Pegden (1990) Marllus de Melo Lustosa
  16. 16. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 5.1. Vantagens da Simulação Computacional -  Possibilita a modelagem de diferentes fontes de tráfego. -  Facilita a implementação do projeto, além de poder comparar modelos de protocolos a serem utilizados. -  Possibilita a análise de desempenho com diferentes parâmetros e tempos de observação. -  Economiza tempo e recursos financeiros, trazendo ganhos de produtividade e qualidade. -  Permite obter respostas a eventos que não ocorrem naturalmente e com frequência no sistema real. Marllus de Melo Lustosa
  17. 17. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 6. Simulação de eventos 6.1. Contínuos -  Alteração no estado de suas continuamente ao longo do tempo. variáveis Simulação contínua do estudo da temperatura do chá ao longo do tempo Fonte: Chwif e Medina (2007) Marllus de Melo Lustosa
  18. 18. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 6. Simulação de eventos 6.2. Discretos -  Alteração nos atributos dos estados em pontos discretos no tempo (descontínuos). Marllus de Melo Lustosa
  19. 19. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 7. Simuladores de rede 7.1. J-Sim -  É, em geral, o mais lento. No entanto, resolve alguns tipos de simulações complexas em menos tempo e pequenas simulações com baixo consumo de memória. Marllus de Melo Lustosa
  20. 20. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 7. Simuladores de rede 7.2. Sinalgo -  Framework para testes e validações de algoritmos de rede. -  Foca nos algoritmos de rede e abstrai as camadas mais baixas. -  Projetado para WSN (Wireless Sensor Network), mas, não limitado a estas. Marllus de Melo Lustosa
  21. 21. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 7. Simuladores de rede 7.3. OMNeT++ -  -  -  -  -  -  É um simulador extensível e modular, feito em C++. Gratuito. Amplamente utilizado pela comunidade acadêmica. Oferece uma IDE baseada em eclipse. Fornece suporte a banco de dados nas simulações. Fornece suporte a vários tipos de redes. Marllus de Melo Lustosa
  22. 22. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8. Network Simulator – NS-2 -  Simulador baseado em eventos discretos, voltado para pesquisa na área de Redes de Computadores, com o intuito de prover um ambiente em que seja possível realizar simulações dos mais diversos cenários de redes existentes, fornecendo suporte a diferentes tipos de protocolos, topologias, algoritmos de roteamento, etc. Marllus de Melo Lustosa
  23. 23. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8. Network Simulator – NS-2 8.1. Características Gerais -  -  -  -  -  -  -  -  Originado a partir do projeto Virtual Internet work Testbed - VINT. Constituído por pesquisadores de instituições como UC Berkeley, USC/ISI, LBL e Xerox PARC. Código aberto. Interações em ambientes multi-protocolos. Facilidade de Trancing. Possui uma ferramenta de plotagem e uma de animação gráfica. O simulador roda em sistemas Unix, Linux, BSD, Solaris e Windows (Cygwin). Open Source. Orientado a objetos. Modela uma rede do mundo real com eventos numa linha de tempo discreta; Roda em C++ e Otcl. Estrutura Modular. (componentes) Suporte à simulações de redes cabeadas e sem fio. Marllus de Melo Lustosa
  24. 24. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.2. Linguagem de programação OTcl e C++ - C++ -  É usada para processamentos do pacotes e compõe o núcleo do NS-2. -  Linguagem rápida para execução dos pacotes (desempenho e uso de memória). -  Otcl (Object-oriented Tool Command Language) -  Linguagem interpretada e interativa. -  Orientada a objetos. -  Atua como interface para o usuário (as simulações são escritas em OTcl). -  Programas podem ser alterados de maneira rápida e facilmente re-executados. Marllus de Melo Lustosa
  25. 25. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.3. TclCL – Interface OTcl/C++ Marllus de Melo Lustosa
  26. 26. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.3. TclCL – Interface OTcl/C++ Marllus de Melo Lustosa
  27. 27. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.4. Animador gráfico – NAM (Network AniMator) -  Criado juntamente com o NS, no projeto VINT. -  Recebe como entrada um arquivo de trace especial gerado pelo NS. Marllus de Melo Lustosa
  28. 28. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.4. Animador gráfico – NAM (Network AniMator) Marllus de Melo Lustosa
  29. 29. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.5. Plotagem de gráficos – Xgraph -  Plota gráficos a partir de arquivos de entrada específicos *.tr (gerados manualmente ou pelo NS) Marllus de Melo Lustosa
  30. 30. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.6. Operação do NS-2 -  Fluxo normal de operação do NS-2 Marllus de Melo Lustosa
  31. 31. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.7. Componentes de uma topologia -  Nó (node): -  São elementos que implementam a lógica associada a hosts e roteadores em uma topologia. (algoritmos/tabelas de roteamento, etc.) -  Implementa o protocolo IP, abstrai as camadas mais baixas. -  Não implementa filas. Marllus de Melo Lustosa
  32. 32. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.7. Componentes de uma topologia -  Enlace (link): -  Interconecta 2 dois nós. -  Implementa as políticas de fila. -  DropTail: Disciplina FIFO. -  SFQ: Tratamento balanceado entre pacotes. -  WFQ: Define pesoas para tratamento dos pacotes (também balanceado). -  RED: Descarte prévio dos pacotes (tendência a estourar fila) -  Métricas de perda e atraso, por exemplo, devem ser monitoradas no elemento enlace. Marllus de Melo Lustosa
  33. 33. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.7. Componentes de uma topologia -  Agente (agent): -  Implementa os protocolos da camada de transporte (TCP, UDP, etc.). -  São conectados aos nós. Marllus de Melo Lustosa
  34. 34. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.7. Componentes de uma topologia -  Aplicação (application): -  Gera o tráfego de dados para o simulador. -  NS-2 define modelos de tráfego para simular as aplicações. -  CBR: tráfego constante de voz. -  Exponencial: Tráfego com taxa de dados exponencial. -  ON-OFF: Tráfego em rajada e voz comprimida. -  FTP: Tráfego de aplicações de transferência de arquivos. -  VBR: Tráfego com taxa de dados variável. Marllus de Melo Lustosa
  35. 35. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.7. Componentes de uma topologia Objetos criados, mas, ainda desconectados. Marllus de Melo Lustosa Conexão de nós e agentes.
  36. 36. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.8. Cenário de redes cabeadas (wired) -  -  -  -  -  -  Roteamento baseado em vetor de distância (rtproto DV) e estado do enlace (rtproto LS). O roteamento estático é o mecanismo de definição de rotas padrão do NS, que utiliza o algoritmo SPF (Shortest Path First) de Dijkstra. (rtproto Static) Camada de Transporte: TCP e UDP. -  Permite implementar tempo de vida do pacote (ttl). Fontes de tráfego (Camada de aplicação): ftp, telnet, cbr, Expoo. Disciplinas de fila: DropTail, CBQ, RED, FQ, SFQ, DRR, WFQ. Mecanismos de QoS: InServ e Diffserv. Marllus de Melo Lustosa
  37. 37. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.9. Cenário de redes cabeadas (low level) Marllus de Melo Lustosa
  38. 38. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.10. Cenário de redes sem fio (wireless) -  Protocolos de roteamento ad hoc (AODV, DSDV, DSR, ABR, OLSR, CBRP, ZRP, AOMDV) -  Mecanismos de QoS para redes adhoc: INSIGNIA, SWAN -  Suporte às camadas MAC 802.11 -  Protocolo TDMA, etc. -  Tracing, vizualização Marllus de Melo Lustosa
  39. 39. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11. Cenário de redes sem fio (low level) Marllus de Melo Lustosa
  40. 40. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.1. Classificadores -  Tem a função de examinar os campos dos pacotes. -  Tipos de classificadores: -  Classificador de endereço (Address Classifier). -  Suporte para envio de pacotes unicast. -  Classificador multicast (Multicast Classifier). -  Suporte para envio de pacotes multicast. -  Classificador hash (Hash Classifier). -  Usado para classificar um pacote como membro de um fluxo particular. -  Replicador (Replicator) -  Não é usado para função de classificação. Simplesmente utiliza classificador como uma tabela de n slots (multicast). Marllus de Melo Lustosa
  41. 41. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.2. Módulo de roteamento -  Agente de Roteamento (Routing agent) -  Entidade que reúne os parâmetros (ex. Topologia de rede) necessários para computar as regras de roteamento. (ex. AODV) -  Rota Lógica (Route Logic) -  É um componente que executa o protocolo de roteamento. -  Classificadores (Classifiers) -  Localizados dentro do nó. São usados para cálculo da tabela de roteamento para o envio de pacotes. Marllus de Melo Lustosa
  42. 42. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.3. Camada de enlace (Link layer) -  Simular os protocolos de link de dados (Fragmentação e Defragmentação dos pacotes). -  Setar o endereço de destino MAC no cabeçalho MAC do pacote com o auxílio do módulo ARP. -  Implementada em ~ns/ll.{cc,h} e ~ns/tcl/lan/ns-ll.tcl. Marllus de Melo Lustosa
  43. 43. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.4. Módulo ARP -  Tradução de endereço da camada IP em endereço MAC correspondente. -  Implementado na classe ARPTable em ~ns/arp.{h,cc} e ~ns/tcl/lib/ns-mobilenode.tcl. Marllus de Melo Lustosa
  44. 44. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.5. Módulo de interface de fila (Interface Queue - IFQ) -  Usa módulos de gerenciamento de filas (DropTail, SFQ, RED, etc.) -  Provê prioridades aos pacotes de roteamento -  Classe PriQueue -  Possui função de filtro de pacotes Marllus de Melo Lustosa
  45. 45. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.6. Camada MAC -  802.11 e 802.11e -  Implementados em ~ns/mac-802_11.{h,cc}. -  TDMA -  Protocolo de canalização de dados Marllus de Melo Lustosa
  46. 46. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.7. Interface de rede (PHY) -  Usado pelo mobilenode no acesso ao canal. -  Implementada através da classe Phy/WirelessPhy. -  Tratam dos parâmetros relacionados com a integridade do sinal, colisões e erros de transmissão. Marllus de Melo Lustosa
  47. 47. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.11.8. Modelo de rádio propagação/antena -  Modelo FreeSpace. -  Implementado em ~ns/propagation.{cc,h}. -  Modelo TwoRayGround. -  Implementado em ~ns/tworayground.{cc,h}. -  Modelo Shadowing. -  Implementado em ~ns/shadowing.{cc,h}. -  Antena. -  Antena Omni-direcional. -  Implementada em ~ns/antenna.{cc, h}. Marllus de Melo Lustosa
  48. 48. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 8.9. Cenário de redes híbridas (wired-cum-wireless) -  Possibilidade de implementação dos dois tipos de topologia ao mesmo tempo. Marllus de Melo Lustosa
  49. 49. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 9. Utilização da ferramenta NS-2 9.1. Instalação original http://nsnam.isi.edu/nsnam/index.php/ Downloading_and_installing_ns-2 Marllus de Melo Lustosa
  50. 50. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 9. Utilização da ferramenta NS-2 9.1. Projeto Liowsn - Sistema operacinoal para trabalhos com simulações de Redes de Sensores Sem Fio, além de Redes de Computadores em geral. Marllus de Melo Lustosa
  51. 51. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 9. Utilização da ferramenta NS-2 9.1. Projeto Liowsn -  Ferramentas: -  Network Simulator (NS-2.34). -  NAM (Network Animator). -  Xgraph (Analisador de arquivos trace). -  Tracegraph (Analisador de arquivos trace). -  OMNeT++ (Framework para simulação de redes). -  Castalia (Simulador para trabalhos com RSSF, roda sobre OMNeT++).
 -  Módulos: -  Mannasim (Módulo para trabalhos com RSSF, roda sobre NS-2) Marllus de Melo Lustosa
  52. 52. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 9. Utilização da ferramenta NS-2 9.1. Projeto Liowsn -  Site do projeto e download do sistema operacinoal: -  http://sourceforge.net/projects/liowsn/ Marllus de Melo Lustosa
  53. 53. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10. Etapas no desenvolvimento da simulação -  -  -  -  -  -  Criação do modelo da simulação. Criação do objeto simulador (escalonador de eventos). Abertura de arquivos para análise posterior (*.nam). Abertura de arquivos para análise posterior (*.tr). Criação da topologia da rede (nós e enlaces). Criação dos agentes da camada de transporte e conexão com os nós. -  Criação dos geradores de tráfego e conexão com os agentes da camada de transporte. -  Programação dos eventos da simulação. -  Fechamento da simulação, animação (NAM) e geração de estatísticas. Marllus de Melo Lustosa
  54. 54. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.1. Modelo da simulação Fonte tráfego Agente Fonte tráfego CBR UDP NULL Agente n1 n0 1 Mb/s, duplex-link, 10ms, DropTail Marllus de Melo Lustosa
  55. 55. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.2. Criação do objeto simulador set ns [new Simulator] -  Inicializa o formato dos pacotes. -  Cria um escalonador de eventos. -  Seleciona o formato padrão de endereçamento. Marllus de Melo Lustosa
  56. 56. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.3. Abertura de arquivos para análise posterior (*.nam) set nf [open out.nam w] $ns namtrace-all $nf -  Cria uma arquivo com extensão .nam. -  Grava os passos da simulação no formato de entrada do NAM. Marllus de Melo Lustosa
  57. 57. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.4. Abertura de arquivos para análise posterior (*.tr) set tf [open out.tr w] $ns trace-all $tf -  Cria uma arquivo com extensão .tr. -  Grava os passos da simulação com informações em formato geral. Marllus de Melo Lustosa
  58. 58. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.5. Criação da topologia da rede (nós e enlaces) set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] $ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail -  As duas primeiras linhas definem a criação de 2 nós. -  Logo abaixo é definido um enlace full-duplex entre eles. Marllus de Melo Lustosa
  59. 59. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.6. Criação dos agentes da camada de transporte e conexão com os nós set udp0 [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n0 $udp0 set null0 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n1 $null0 $ns connect $udp0 $null0 -  -  -  Cria um agente UDP, anexando-o ao nó n0 (emissor). Cria um agente receptor (Null), cuja função é apenas receber os pacotes enviados a ele. Estabelece o canal de comunicação entre o emissor e o receptor, a nível de transporte Marllus de Melo Lustosa
  60. 60. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.7. Criação dos geradores de tráfego e conexão com os agentes da camada de transporte set cbr0 [new Application/Traffic/CBR] $cbr0 set packetSize_ 500 $cbr0 set interval_ 0.005 $cbr0 attach-agent $udp0 -  Cria um tráfego CBR (Constant Bit Rate). -  Parâmetros são necessários, como o tamanho do pacote (em bytes) e intervalo de transmissão (em segundos). -  Anexa a aplicação criada a um agente da camada de transporte Marllus de Melo Lustosa
  61. 61. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.8. Programação dos eventos da simulação $ns at 0.5 "$cbr0 start" $ns at 4.5 "$cbr0 stop" $ns at 5.0 "finish" -  A aplicação CBR é iniciada no tempo 0.5s e finalizada em 4.5s. -  Após 5.0s, é chamado o procedimento ‘finish’, que encerra a simulação. Marllus de Melo Lustosa
  62. 62. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.9. Fechamento da simulação, animação (NAM) e geração de estatísticas -  -  proc finish {} { global ns nf $ns flush-trace close $nf exec nam out.nam & exit 0 } $ns run Fecha e limpa os arquivos de traces já existentes com o mesmo nome, abre o NAM e encerra a simulação. A última linha ($ns run) executa a simulação e inicia o escalonador de eventos do NS. Marllus de Melo Lustosa
  63. 63. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.10. Iniciando a simulação $ ns nome_do_script.tcl -  Comando (no shell) para executar a simulação. Marllus de Melo Lustosa
  64. 64. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 10.11. Análise dos arquivos out.tr e out.nam Marllus de Melo Lustosa
  65. 65. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 11. Análise dos scripts (pasta ./scripts_TCL) 11.1. Wired -  example1.tcl enlace). -  example2.tcl -  example3.tcl -  example4.tcl (Competição de tráfego CBR e FTP em (Competição de tráfego CBR em enlace). (Roteamento dinâmico – link failure). (Criando saídas para o Xgraph). Marllus de Melo Lustosa
  66. 66. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 11. Análise dos scripts (pasta ./scripts_TCL) 11.2. Wireless -  wireless1.tcl (Conexão entre dois nós). Marllus de Melo Lustosa
  67. 67. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 12. Análise de arquivo trace wireless. s 0.029365548 _1_ MAC --- 0 message 90 [0 ffffffff 1 800] ------- [1:255 -1:255 32 0] -  -  -  -  -  s: envio de pacote r: recepção de pacote D: descarte de pacote da fila f: reecaminhamento de pacote (forward) c: colisão na camada MAC Marllus de Melo Lustosa
  68. 68. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 12. Análise de arquivo trace wireless. s 0.029365548 _1_ MAC --- 0 message 90 [0 ffffffff 1 800] ------- [1:255 -1:255 32 0] -  0.029365548: instante de tempo em que ocorreu a operação. -  _1_: nó onde foi executado a operação -  MAC/RTR/AGT: indica a camada que gerou a operação. -  ---: flags -  0: identicador do pacote. -  message/tcp: nome do pacote -  90 (bytes): tamanho do pacote Marllus de Melo Lustosa
  69. 69. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 12. Análise de arquivo trace wireless. s 0.029365548 _1_ MAC --- 0 message 90 [0 ffffffff 1 800] ------- [1:255 -1:255 32 0] -  0: tempo de duração do pacote contido no cabeçalho MAC. -  ffffffff: endereço de MAC de destino. -  1: endereço MAC de quem enviou o pacote. -  800: tipo de cabeçalho MAC do pacote (800 = ARP). -  -------: flags Marllus de Melo Lustosa
  70. 70. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 12. Análise de arquivo trace wireless. s 0.029365548 _1_ MAC --- 0 message 90 [0 ffffffff 1 800] ------- [1:255 -1:255 32 0] -  -  -  -  -  -  -  [1:255 – 1:255 32 0]: cabeçalho IP. 1: endereço IP de quem originou o pacote. 255: porta de origem. -1: endereço IP do nó destino. 255: porta do nó destino. 32: campo TTL (time to live) 0: indica o endereço do próximo salto (hop). Marllus de Melo Lustosa
  71. 71. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 13. Funções avançadas 13.1. Geração de movimentação dos nós (setdest) -  -  -  Geração para movimentação aleatória dos nós. Localizada no caminho ~ns/ns−2.34/indep-utils/cmu −scen−gen/setdest. ./setdest -v <2> -n <nodes> -p <pause time> -M <max speed> -t <simulation time> -x <max X> -y <max Y> Marllus de Melo Lustosa
  72. 72. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 13. Funções avançadas 13.2. Geração de tráfego (cbrgen) -  -  -  Geração aleatória de tráfego entre os nós. Localizada no caminho ~ns/ns−2.34/indep-utils/cmu −scen−gen/cbrgen. $ ns cbrgen.tcl [-type cbr|tcp] [-nn nodes] [-seed seed] [mc connections] [-rate rate] Marllus de Melo Lustosa
  73. 73. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 13. Funções avançadas 13.3. Chamada dos arquivos no script tcl -  -  puts "Loading traffic..." source trafego.tcl -  -  puts "Loading movimenting..." source moviment.tcl Marllus de Melo Lustosa
  74. 74. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 14. Métricas básicas para análise de desempenho de redes de computadores -  -  -  -  Análise de vazão (troughput). Índice de perdas de pacotes. Atraso na entrega de pacotes. Variação no atraso (jitter). Marllus de Melo Lustosa
  75. 75. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 14. Métricas básicas para análise de desempenho de redes de computadores -  Conceito importante: Intervalo de confiança -  Conjunto de valores dentro do qual a média se situa. -  Deve ser somado e subtraído da média. -  Qual resultado fora do intervalo deve ser desconsiderado para análise. Marllus de Melo Lustosa
  76. 76. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 14. Métricas básicas para análise de desempenho de redes de computadores -  Cálculo da média -  =MÉDIA(CélulaInicial:CélulaFinal) -  Cálculo do desvio padrão -  =DESVPAD(CélulaInicial:CélulaFinal) -  Nível de significância (taxa de erro) -  Geralmente 0,05 (5%) -  Cálculo do intervalo de confiança -  =INT.CONFIANÇA(nívelsignif.;Desvio Padrão;Nº de Itens) Marllus de Melo Lustosa
  77. 77. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 14. Métricas básicas para análise de desempenho de redes de computadores -  Fórmula do intervalo de confiança Marllus de Melo Lustosa
  78. 78. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí 14. Métricas básicas para análise de desempenho de redes de computadores Marllus de Melo Lustosa
  79. 79. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Referências Altman, E., , and Jimenez, T. Ns simulator for beginners. Tech. rep., Univ. de Los Andes, Merida, Venezuela e ESSI. Fall, K., and Varadhan, K. The NS Manual. The VINT Project, July 2007. http://www.marvinlemos.net/?p=108 http://www2.ufp.pt/~lmbg/textos/norma_osi.html#modeloosi http://www.tcpipguide.com/free/ t_OSIReferenceModelLayerSummary.htm http://waltercunha.com/blog/index.php/2009/04/22/modeloosi-x-tcpip/ http://pt.wikipedia.org/wiki/TCP/IP Joseph G. Davies and Thomas F. Lee. Microsoft Windows Server 2003 TCP/IP Protocols and Services. ISBN 0-7356-1291-9. Marllus de Melo Lustosa
  80. 80. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí Referências Craig Hunt. TCP/IP Network Administration. O'Reilly (1998) ISBN 1-56592-322-7 W. Richard Stevens. The Protocols (TCP/IP Illustrated, Volume 1). Addison-Wesley Professional; 1st edition (December 31, 1993). ISBN 0-201-63346-9. http://pt.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI http://www.artigonal.com/internet-artigos/conheca-tudo-sobreprotocolo-tcpip-1807789.html http://www.ime.usp.br/~reverbel/mac212-04/eps/ep2/ node2.html http://www.xgraph.org/ http://www.isi.edu/nsnam/ns/doc/node216.html#tex2html42 Marllus de Melo Lustosa
  81. 81. CEUT – Centro de Ensino Unificado de Teresina
 ERECOMPI – Encontro Regional de Computação do Piauí E-mail para contato: marlluslustosa@gmail.com Obrigado!! Marllus de Melo Lustosa

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