NS-2. Laboratorio di Reti. Ing. Telematica - Università Kore Enna A.A. 2008/2009 Ing. A. Leonardi

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1 NS-2 Laboratorio di Reti Ing. Telematica - Università Kore Enna A.A. 2008/2009 Ing. A. Leonardi

2 Outline Introduzione Oggetti ns Esempi Wireless World in NS-2 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 2

3 NS-2 (Network Simulator ver.2) Simulatore di reti a pacchetto di tipo ad eventi discreti FREEWARE Sorgenti disponibili Meno user friendly di altri simulatori di tipo commerciale Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 3

4 NS-2 (Network Simulator ver.2) Sviluppato nella Berkeley University dipartimento di Computer Science In continua evoluzione, aggiornato da ricercatori, studenti e grandi aziende Bluetooth è stato inserito da IBM DiffServ da Nortel Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 4

5 NS-2 (Network Simulator ver.2) Applicazioni simulazioni reti wired simulazioni reti wireless e satellitari simulazioni protocolli routing generatori di traffico gestione code Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 5

6 NS-2 (Network Simulator ver.2) simulazione in ns descrivere lo scenario simulativo (nodi, link, sorgenti) eseguire la simulazione visualizzare i risultati Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 6

7 NS-2 (Network Simulator ver.2) lo scenario simulativo viene descritto tramite uno script il linguaggio utilizzato è OTcl (Tcl ad oggetti) il software che permette la simulazione è in linguaggio C++ esiste una interconnessione tra OTcl e C++ gli oggetti utilizzati nello script in Tcl sono interconnessi con gli oggetti C++ Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 7

8 NS-2 (Network Simulator ver.2) set ns [new Simulator] set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] set n2 [$ns node] set n3 [$ns node] $ns duplex-link $n0 $n2 5Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n1 $n2 5Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n2 $n3 1Mb 10ms DropTail Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 8

9 NS-2 (Network Simulator ver.2) esecuzione delle simulazione > ns nomefile.tcl NS viene fornito in codice sorgente da compilare già compilato (windows) Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/2009 9

10 NS-2 (Network Simulator ver.2) visualizzazione dei risultati tramite dei file di trace, in cui si specifica al simulatore cosa monitorare file di trace standard, che rappresentano tutti gli eventi durante la simulazione off-line si possono elaborare statisticamente i risultati Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

11 NS-2 (Network Simulator ver.2) animazione può essere generato un file che permette di visualizzare una animazione della simulazione mediante il NAM (Network Animator Module) Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

12 NS-2 (Network Simulator ver.2) Analisi script Tcl Interprete Tcl Librerie NS in C++ Risultati della simulazione Animazione Nam Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

13 Oggetti ns Oggetto Simulator set ns [new Simulator] una volta creata la variabile, viene utilizzata facendo precedere al nome il simbolo $ $ns Nodi sono gestiti da Simulator e vengono creati con il seguente comando set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] le due variabili n0 e n1 consentono di manipolare i due nodi nello script Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

14 Oggetti ns Link i nodi possono essere collegati da link esistono due tipi di link simplex-link (monodirezionale) duplex-link (bidirezionale) sintassi $ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail $ns duplex-link <nodo 1> <nodo 2> <bandwidth> <delay> <queue type> Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

15 Oggetti ns è possibile stabilire la lunghezza del buffer in pacchetti $ns queue-limit $n0 $n1 10 esiste un modulo di errore che permette di simulare una probabilità di perdita su link Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

16 Agenti/Applicazioni servono a creare la parte attiva della rete che gestisce il traffico Agent livello di trasporto (TCP, UDP) Application generatori di traffico (FTP, CBR, VBR) Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

17 Agent/UDP Agent/UDP set UDP0 [new Agent/UDP] l Agent deve essere collegato ad un nodo $ns attach-agent $n0 $UDP0 ad un altro Agent con cui scambiarsi i dati Agent/Null è un ricevitore passivo set Null0 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n1 $Null0 collegamento tra i due Agent $ns connect $UDP0 $Null0 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

18 Agent/UDP parametri dimensione massima del pacchetto (byte) $UDP0 set packetsize_ 100 identificativo del flusso di pacchetti $UDP0 set fid_ 1 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

19 Agent/TCP Agenti TCP implementati TCP Tahoe Agent/TCP TCP Reno Agent/TCP/Reno TCP NewReno Agent/TCP/Newreno TCP Vegas Agent/TCP/Vegas TCP Sack Agent/TCP/Sack1 TCP Fack Agent/TCP/Fack Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

20 Agent/TCP Agent/TCP/Newreno set tcp0 [new Agent/TCP/Newreno] $ns attach-agent $n0 $tcp0 Receiver Agent/TCPSink set tcpsink0 [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $n1 $tcpsink0 Agent/TCPSink/Sack1 Agent/TCPSink/DelAck Collegamento tra i due Agent $ns connect $tcp0 $tcpsink0 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

21 Agent/TCP parametri receiver window $tcp0 set window_ 20 dimensione pacchetto $tcp0 set packetsize_ 20 identificatore flusso $tcp0 set fid_ 2 altri parametri nelle varie versioni TCP Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

22 Applicazione/CBR Application/Traffic/CBR genera pacchetti di lunghezza fissa ad intervalli costanti set CBR0 [new Application/Traffic/CBR] deve essere collegata ad un Agent $CBR0 attach-agent $UDP0 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

23 Applicazione/CBR parametri rate di emissione dei pacchetti $CBR0 set rate_ 128 Kb $CBR0 set packetsize_ 100 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

24 Applicazione/FTP Application/FTP simula il trasferimento di file di grosse dimensioni set ftp0 [new Application/FTP] $ftp0 attach-agent $tcp0 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

25 Eventi dinamica della simulazione la riga finale in ogni script che fa partire la simulazione è: $ns run tutte le sorgenti di traffico supportano i comandi start $ns at 0.5 $CBR0 start stop $ns at 1 $CBR0 stop per fermare la simulazione $ns at 10 exit 0 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

26 Traccia è possibile ottenere un file di trace utile per l animazione in nam set nf [open nome_file.nam w] $ns namtrace-all $nf ed un file di trace che descrive tutti gli eventi del sistema set tf [open nome_file.out w] $ns trace-all $tf Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

27 Informazioni Tutorial di Marc Greis nella distribuzione ns-allinone Ns by examples Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

28 Esempio 1 rete con 3 nodi e 2 link CBR su protocollo UDP visualizzazione in nam UDP UDP Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

29 Esempio 1 set ns [new Simulator] set nf [open esempio.nam w] $ns namtrace-all $nf proc finish {} { global ns nf $ns flush-trace close $nf exit 0 } set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] set n2 [$ns node] continua Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

30 Esempio 1 $ns duplex-link $n0 $n1 1Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n1 $n2 1Mb 10ms DropTail set udp0 [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n0 $udp0 set cbr0 [new Application/Traffic/CBR] $cbr0 attach-agent $udp0 $cbr0 set packetsize_ 500 $cbr0 set interval_ 0.05 set null0 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n2 $null0 $ns connect $udp0 $null0 continua Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

31 Esempio 1 $ns at 0.5 $cbr0 start $ns at 4.5 $cbr0 stop $ns at 5.0 finish $ns run prova pratica! Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

32 Esempio 2 4 nodi e 3 link che li connettono, usando gli array n0 n2 n3 n1 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

33 Esempio 2 for {set k 0} {$k < 4} {incr k} { set n($k) [$ns node] } $ns duplex-link $n(0) $n(2) 1Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n(1) $n(2) 1Mb 10ms DropTail $ns duplex-link $n(2) $n(3) 1Mb 10ms DropTail for {set i 0} {$i < 2} {incr i} { set udp($i) [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n($i) $udp($i) } set cbr($i) [new Application/Traffic/CBR] $cbr($i) set packetsize_ 500 $cbr($i) set interval_ 0.05 $cbr($i) attach-agent $udp($i) continua Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

34 Esempio 2 set null0 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n(3) $null0 $ns connect $udp(0) $null0 $ns connect $udp(1) $null0 $ns queue-limit $n(0) $n(1) 10 $ns at 0.5 $cbr(0) start $ns at 1.0 $cbr(1) start $ns at 4.0 $cbr(0) stop $ns at 4.5 $cbr(1) stop continua Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

35 Esempio 2 flussi colorati $ns color 1 blue $ns color 2 green $udp(0) set fid_ 1 $udp(1) set fid_ 2 $ns duplex-link-op $n(2) $n(3) queuepos 1.5 continua Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

36 Esempio 2 - LossMonitor set sink0 [new Agent/LossMonitor] $ns attach-agent $n(3) $sink0 $ns connect $udp(0) $sink0 proc record {} { global ns sink0 set tick_ 0.5 set bw0 [$sink0 set bytes_] set now [$ns now] } puts $now $bw0 $ns at [expr $now+$tick_] record continua Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

37 Esempio 2 $ns at 0.0 record $ns at 1.0 $source0 start $ns run Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

38 Oggetti QueueMonitor Sono usati per rilevare la quantità di dati che vengono inoltrati o scartati nella coda di un link $ns monitor-queue <nodo1> <nodo2> <options> set mio_monitor [$ns monitor-queue $n1 $n2 queuetrace_] Parametri messi a disposizione: size_ pkts_ parrivals_ pdepartures_ pdrops_ Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

39 Oggetti FlowMon Servono a distinguere i dati per flusso set mio_flowmon [$ns makeflowmon Fid] set mio_link [$ns link <nodo1> <nodo2>] $ns attach-fmon $mio_link $mio_flowmon set flowclassifier [$mio_flowmon classifier] set flow [$flowclassifier lookup auto 0 0 <fid>] set num_pack [$flow set pdepartures_] Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

40 Approfondimenti scrittura su file e prelevamento dati utili awk excel matlab perl Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

41 Wireless World in NS-2 I moduli wireless sono stati implementati originariamente dal gruppo CMU Monarch è possibile simulare multi-hop ad-hoc networks wireless LAN sensor networks Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

42 Esempio 3 nodi mobili topologia 670m x 670m protocollo di routing Ad Hoc DSDV modello di mobilità dei nodi RANDOM protocollo di trasporto TCP traffico tipo CBR Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

43 Esempio - wireless set ns [new Simulator] set topo [new Topography] $topo load_flatgrid set tracefd [open esempio.tr w] $ns trace-all $tracefd set namtrace [open esempio.nam w] $ns namtrace-all-wireless $namtrace set god [create-god 3] Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

44 Esempio - wireless $ns node-config \ -addresstype hierarchical \ -adhocrouting DSDV \ -lltype LL \ -mactype Mac/802_11 \ -ifqlen 50 \ -ifqtype Queue/DropTail/PriQueue \ -anttype Antenna/OmniAntenna \ -proptype Propagation/TwoRayGround \ -phytype Phy/WirelessPhy \ -channeltype Channel/WirelessChannel \ -topoinstance $topo -agenttrace ON \ -routertrace OFF \ -mactrace OFF Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

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47 Esempio - wireless for {set i < 0} {$i < 3} {incr i} { set node($i) [$ns node] $node($i) random-motion 0 } $node(0) set x_ <100> $node(0) set y_ <200> $node(0) at 1.0 setdest <x1> <y1> <speed> #oppure $node(0) random-motion 1 $node(0) start #protocolli di trasporto e generatori di traffico come nel wired Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

48 Scenario generator > setdest n <num_nodes> -p <pause_time> -s <maxspeed> -t <sim_time> -x <max_x> -y <max_y> si trova in /indep-utils/cmu-scen-gen/setdest/ Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

49 Traffic generator CBR Traffic > ns cbrgen.tcl [-type cbr tcp] [-nn nodes] [-seed seed] [-mc connections] [-rate rate] TCP Traffic ns tcpgen.tcl [- nn nodes] [- seed seed] Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

50 Energy extension $ns node-config \ -energymodel EnergyModel -initialenergy 100 -txpower 0.8 -rxpower 0.2 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

51 nam invece di $ns namtrace-all $fd usare $ns namtrace-all-wireless $fd alla fine $ns nam-end-wireless [$ns now] Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

52 Nodo mobile node entry classifier agent routing agent LL MAC PHY Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

53 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

54 Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

55 Traccia wireless $ns use-newtrace Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

56 Traccia wireless Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

57 Traccia wireless Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

58 Traccia wireless Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/

59 Estensione ns2 in C++ Modifiche sul codice make depend ricompilare Aggiunta di nuovi file cambiare il makefile make depend ricompilare Ing. A. Leonardi - Laboratorio di Reti A. A. 2008/