záhlaví

obsah

• zadání
• stručný popis řešení
• překladová gramatika
• funkční aplikace

zadání

Zadáním této práce je v simulačním prostředí Omnet++ namodelovat síť s cykly a zjistit její chování v případě, že není v činnosti Spanning Tree Algoritmus.

Práce s Omnetem

Pro řešení úlohy jsem použil framework INET, který obsahuje vytvořené komponenty, jako je switch, síťový klient, sběrnice a podobně. Jeho kompilace nebyla zcela triviální (nepodařilo se mi mu vnutit include adresáře). Pro další zájemce nechť poslouží následující "kuchařku":

• stáhnout Visual Studio 2003 z http://msdn62.e-academy.com/msdnaa_fx9297
• stáhnout INET framework a OmNet++ z http://dsn.felk.cvut.cz/omnet
• instalace Visual Studia 2003
• instalace OmNet++
• rozbalení a úprava INET framework
• kompilace INET framework

Dále jsem využil několika příkladů z INET Framework

Řešení

V jazyce NED jsem si nejprve vytvořil základní model sítě. Nejdříve s jedním switchem, protože jsem chtěl porovnávat běh sítě, která je bez cyklů se sítí s cykly. Pak jsem model rozšířil o druhý switch (tvořící cyklus) a simulaci prováděl na něm. Podobu modelu jsem tvořil v nástroji GNED.

Konfigurace sítě

V modelu sítě se nalézejí dvě klientské stanice(host1, host2) a jeden server. Z hlediska implementace jsou si tyto stanice rovnocenné, všechny jsou realizovány za pomocí modulu EtherHost, který je převzat z příkladu LANs (viz. adresář INET\Examples\Ethernet\LANs). Komunikace probíha na úrovni ethernetových rámců (adresace je realizována automaticky generovanými MAC adresami). Stanice host1 a host2 posílají rámce serveru a server posílá rámce stanici host1.

Sběrnice jsou vytvořeny pomocí modulu EtherBus. Rámce přeposílá všem připojeným zařízením v pořadí dle vzdáleností na sběrnici.

Switch je vytvořen za pomoci modulu EtherSwitch. Bylo pouze potřeba navýšit txQueueLimit (maximální délka fronty) z 1000 na 10000.

Pro sledování délky fronty switche je třeba upravit soubory EtherMAC.cc a EtherMAC.h:

• EtherMAC.h:
  Deklarace proměnných "unsigned long QueueLengths" pro skalární hodnoty a "cOutVector QueueLengthVector" pro vektorové hodnoty.
• EtherMAC.cc:
  Nastavení sledování proměnných v initialize():
  WATCH(QueueLengths);
QueueLengthVector.setName("LengthOfQueue");

Upravení hodnot proměnných v těle metody printState():
  QueueLengths=txQueue.length();
QueueLengthVector.record(txQueue.length());

Zapsání skalárních hodnot v těle metody finish():
  recordScalar("LengthOfQueue",QueueLengths);

Simulace

Dobu simulace jsem nastavil na 500 sekund. Výsledky se vždy výsledky zapíší do souborů omnetpp.sca a omnetpp.vec.

Naměřeno:

V síti s cyklem dochází na sběrnici k duplikaci rámců. Počet přijatých rámců několika násobně převyšuje počet odeslaných oproti síti bez cyklu, kde se počet odeslaných rámců hosty se rovná počtu přijatých serverem.

V síti s cyklem rapidně roste doba přenosu rámce, jak roste počet duplikovaných rámců. U sítě bez cyklu je doba přenosu packetu asi 300x menší.

Grafy:

Zde je graf znázorňující počet rámců zahozených, protože jim nepatřily. Je zřejmé, že sběrnice doručuje Hostu1 rámce určené i pro Host2 a Server.

V důsledku cyklu se ovšem k Serveru dostanou i rámce, které mu nepatří. Tento fakt je způsoben zmatením switchů v důsledku cyklu v síti a špatným nastavováním směrovacích tabulek, kdy switch dostane rámec i z druhé strany, přenastaví si v tabulce směr a potom rámec posílá špatným směrem.

Závěr

Při simulaci jsem se naučil používat systém Omnet++ a INET Framework a ukázal si průběh rámců v síti s cyklem.