Δίκτυα Υπολογιστών Εργασία 1 η Παράδοση στο e-class Προθεσµία: 14/4/2013 Σωτήρης Διαµαντόπουλος, Σωτήρης-Άγγελος Λένας {sdiaman, slenas} @ ee.duth.gr Στο αρχείο µε όνοµα Ergasia1.tcl, το οποίο βρίσκεται στη σελίδα του µαθήµατος, βρίσκεται υλοποιηµένη η παρακάτω τοπολογία: Στη γενική τοπολογία του παραπάνω δικτύου βρίσκονται συνδεδεµένοι n αποστολείς (sources) και n παραλήπτες (sinks). Σενάριο 1: Εντοπισµός σηµείων knee και cliff της συµφόρησης α) Επίδραση αριθµού ροών και ταχύτητας backbone καναλιού Στα πλαίσια του πρώτου σεναρίου θα παρατηρηθούν τα χαρακτηριστικά σηµεία knee και cliff στην απόδοση του συστήµατος. Για να το καταφέρουµε αυτό, παίρνουµε µετρήσεις της απόδοσης του συστήµατος ανά τακτά χρονικά διαστήµατα µέσω της συνάρτησης system_throughput. Η συγκεκριµένη συνάρτηση στο τέλος εξάγει και το συνολικό throughput του συστήµατος. Επίσης, η συµφόρηση σχετίζεται και µε τη συνολική καθυστέρηση ενός πακέτου από τη στιγµή που φεύγει από την πηγή µέχρι τη στιγµή που παραλαµβάνεται από τον παραλήπτη. Μπορούµε να µετρήσουµε την καθυστέρηση αυτή µέσω του awk script measure_delay.awk. Θα χρησιµοποιηθούν δύο παραλλαγές της παραπάνω τοπολογίας (Ergasia1_a.tcl) µε σκοπό να γίνει σύγκριση αποτελεσµάτων µεταξύ των δύο αυτών τοπολογιών
Τοπολογία 1 Αριθµός sources και sinks (ροές) n = 18 Bandwidth Backbone καναλιού bw_backbone = 4 Mbps Τοπολογία 2 Σύµφωνα µε τον αριθµό του Α.E.Μ. σας (έστω WXYZ τα τέσσερα ψηφία του) να θέσετε τις παρακάτω τιµές στην τοπολογία. Αριθµός sources και sinks n = 20+Ζ Bandwidth Backbone καναλιού bw_backbone = 5 + Υ/4 Mbps Και για τις δύο τοπολογίες ρυθµίστε το µέγεθος του buffer του Router 1 να είναι ίσο µε 100 πακέτα, το χρόνο εκκίνησης των εφαρµογών ίσο µε 0.3 sec και το συνολικό χρόνο του πειράµατος ίσο µε 20 sec. Ερωτήµατα: 1) Να κάνετε τις συγκριτικές γραφικές παραστάσεις µεταξύ των δύο τοπολογιών για τις παρακάτω µετρικές: a. Throughput συστήµατος σε σχέση µε το χρόνo b. Συνολική καθυστέρηση αποστολής πακέτου (Σηµείωση: Η ροή της οποίας η καθυστέρηση αποστολής πακέτων θα µετρηθεί στο ερώτηµα αυτό εξαρτάται από το Α.E.Μ. σας (έστω WXYZ τα 4 τελευταία ψηφία του) και υπολογίζεται από τη σχέση Z+3.) c. Συνολικό throughput 2) Να σχολιάσετε τα αποτελέσµατα που θα πάρετε από τις παραπάνω προσοµοιώσεις (συσχέτιση διαγραµµάτων, αιτιολόγηση συµπεριφοράς κτλ). Πώς µεταβάλλεται η εµφάνιση των σηµείων knee και cliff µε την αλλαγή της τοπολογίας; β) Επίδραση µεγέθους buffer δροµολογητή στη συχνότητα εµφάνισης συµφόρησης Όπως είναι γνωστό από τη θεωρία, η συµφόρηση σχετίζεται µε το µέγεθος της µνήµης των δροµολογητών. Για να δούµε τη συσχέτιση αυτή, µπορούµε να εκτελέσουµε δύο πειράµατα κρατώντας την ίδια τοπολογία (την τοπολογία 2 του ερωτήµατος 1α) και αλλάζοντας µόνο το µέγεθος της µνήµης του δροµολογητή (router) 1. Πιο συγκεκριµένα, οι δύο τιµές µνήµης που θα χρησιµοποιηθούν είναι: i) buffer_size = 100 ii) Αν Χ 0, buffer_size = 100 + 2X για Α.E.Μ. περιττό = 100 2X για Α.E.Μ. άρτιο Αν Χ = 0, buffer_size = 100 + 2W για Α.Ε.Μ. περιττό = 100 2W για Α.Ε.Μ. άρτιο
Ερωτήµατα: 3) Να κάνετε τις συγκριτικές γραφικές παραστάσεις µεταξύ των δύο τοπολογιών για τις παρακάτω µετρικές: a. Throughput συστήµατος σε σχέση µε το χρόνο b. Μήκος ουράς σε πακέτα του δροµολογητή R1 σε σχέση µε το χρόνo (Σηµείωση: Στο αρχείο buffer.txt που καταγράφει στοιχεία για την ουρά του συγκεκριµένου δροµολογητή, το µήκος της ουράς αναγράφεται στην 5 η στήλη. Δηµιουργείστε ένα απλό awk script που να εξάγει την 1 η και την 5 η στήλη του buffer.txt ώστε να κάνετε µετά το ζητούµενο διάγραµµα.) 4) Να σχολιάσετε τα αποτελέσµατα που θα πάρετε από τις παραπάνω προσοµοιώσεις (συσχέτιση διαγραµµάτων, αιτιολόγηση συµπεριφοράς κτλ). Πώς µεταβάλλεται η εµφάνιση των σηµείων knee και cliff µε την αλλαγή του µεγέθους µνήµης του δροµολογητή; Σενάριο 2: «Συµπεριφορά του παραθύρου συµφόρησης» Στόχος του συγκεκριµένου σεναρίου είναι η παρατήρηση και η µελέτη της συµπεριφοράς του παραθύρου συµφόρησης σε σχέση µε την τιµή πολλαπλασιαστικής µείωσης του AIMD (dcr_factor) καθώς και η επίδραση της συµπεριφοράς αυτής στον δείκτη δικαιοσύνης (FI) αλλα και την απόδοση (Τhroughput) του συστήµατος. Ο τρόπος µε τον οποίο θα ελεγχθεί η επίδραση της συµπεριφοράς του παραθύρου συµφόρησης στoν δείκτη δικαιοσύνης και στην απόδοση του συστήµατος είναι µέσω ενός σεναρίου «τεχνητής» αδικίας του σύστηµατος. Η «τεχνητή» αδικία προκαλείται µε την καθυστέρηση της έναρξης της 2ης ροής, έτσι ώστε όταν φτάσει η χρονική στιγµή οι 2 ροές να ανταγωνίζονται για τους πόρους του καναλιού, η τιµή του παραθύρου της 2ης ροής να υπολείπεται σηµαντικά αυτής της πρώτης. Για το σύνολο της διάρκειας του πειράµατος θα πρέπει να παρατηρήσετε την εξέλιξη των συγκεκριµένων µεγεθών και στην συνέχεια να τα συγκρίνετε για δύο διαφορετικές τιµές dcr_factor. H πρώτη τιµή ορίζεται ως τιµή αναφοράς (Ref. Value), είναι κοινή για όλους και ισούται µε 0.5. Η δεύτερη τιµή (Test Val.) ορίζεται σε σχέση µε το ΑΕΜ. Στο αρχείο µε όνοµα Ergasia1_b.tcl, το οποίο βρίσκεται και αυτό στη σελίδα του µαθήµατος, βρίσκεται υλοποιηµένη η παραπάνω τοπολογία παραµετροποιηµένη για N=2. Τα παρακάτω στοιχεία είναι τα µοναδικά που χρειάζονται παραµετροποίηση: strtime_flow2 dcr_factor buffer_size Για την κατάλληλη παραµετροποίηση των παραπάνω στοιχείων αλλά και για τις επιπλέον τιµές του dcr_factor, ανατρέξτε στον πίνακα 1. Προσοχή, οι τιµές των υπόλοιπων µεταβλητών παραµένουν ως έχουν.
Ερωτήµατα 1) Ποιες µέθοδοι είναι διαθέσιµες στον ns-2 για την παρακολούθηση του παραθύρου συµφόρησης (cwnd_); 2) Για τις 2 τιµές του dcr_factor, να κάνετε για κάθε ροή την γραφική παράσταση του cwnd_ ως προς το χρόνο: a. Τι παρατηρείτε; b. Με βάση τα αποτελέσµατα που αποτυπώνονται στις γραφικές παραστάσεις ποια µέθοδο θεωρείτε ως κατάλληληλότερη για την παρακολούθηση του cwnd και γιατί; 3) Για τις 2 τιµές του dcr_factor, να κάνετε τις γραφικές παραστάσεις της δικαιοσύνης καθώς και της απόδοσης του συστήµατος, ως προς το χρόνο. a. Τι παρατηρείτε; b. Σχολιάστε αναλυτικά τον τρόπο µε τον οποίο επιδρά η µεταβολή του παραθύρου συµφόρησης στην δικαιοσύνη και την απόδοση του συστήµατος συγκριτικά στις δύο περιπτώσεις. Διευκρινίσεις πρώτης εργασίας: - Ως εργασία θα παραδοθεί ένα zip αρχείο το οποίο θα περιλαµβάνει ένα αρχείο pdf ή doc(x) µε τις γραφικές παραστάσεις και την αιτιολόγηση των αποτελεσµάτων, καθώς και τα tcl και awk αρχεία που χρησιµοποιήσατε µε τον επιπλέον κώδικα. ΜΗΝ συµπεριλάβετε λοιπά αρχεία προσοµοίωσης αλλά και αρχεία αποτελεσµάτων (πχ. excel). To όνοµα του zip αρχείου θα είναι της µορφής: AEM-ergasia1-comnet2.zip - Στο αρχείο κώδικα του 2 ου σεναρίου, εξάγεται µόνο η απόδοση του συστήµατος ανα τακτά χρονικά διαστήµατα. Με αντίστοιχο τρόπο υλοποιείστε µια µέθοδο εξάγωγής του δείκτης δικαιοσύνης για τα αντίστοιχα χρονικά διαστήµατα. - Όλα τα αρχεία που αναφέρονται στην εκφώνηση της εργασίας βρίσκονται στην ιστοσελίδα του µαθήµατος. (http://www.intersys-lab.org/pages/courses/diktya-ypologiston-ii.php#ergasies) - Προθεσµία παράδοσης: 14/4/2013, 23.59. Εκπρόθεσµες εργασίες είτε δεν θα γίνονται δεκτές, είτε θα έχουν µειωµένη βαθµολογία.
Υ = ΑΕΜ mod 28 Y Decrease factor start Time 2nd buffer ref. Value Test value flow size 0 0.5 0.1 5.3 5 1 0.5 0.2 5.3 5 2 0.5 0.3 5.3 5 3 0.5 0.4 5.3 5 4 0.5 0.6 5.3 5 5 0.5 0.7 5.3 5 6 0.5 0.8 5.3 5 7 0.5 0.1 6.3 6 8 0.5 0.2 6.3 6 9 0.5 0.3 6.3 6 10 0.5 0.4 6.3 6 11 0.5 0.6 6.3 6 12 0.5 0.7 6.3 6 13 0.5 0.8 6.3 6 14 0.5 0.1 6.8 6 15 0.5 0.2 6.8 6 16 0.5 0.3 6.8 6 17 0.5 0.4 6.8 6 18 0.5 0.6 6.8 6 19 0.5 0.7 6.8 6 20 0.5 0.8 6.8 6 21 0.5 0.1 7.3 8 22 0.5 0.2 7.3 8 23 0.5 0.3 7.3 8 24 0.5 0.4 7.3 8 25 0.5 0.6 7.3 8 26 0.5 0.7 7.3 8 27 0.5 0.8 7.3 8