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Práctica 7 Estudio del throughput en un Escenario Multi-hop (NS3) José Espinosa1 Juan Vicente Inga2 Facultad de Ingeniería, Universidad de Cuenca, Av. 12 de Abril y Av. Loja, 01.01.168 Cuenca, Ecuador 1 {jose.espinosaf, juan.inga}@ucuenca.edu.ec 1

Resumen. En esta práctica se transmitirá paquetes, variando el intervalo como el packetsize. Se analizará como varia la cantidad de paquetes que llegan al receptor que nos dara una idea del throughput. Posterior mente se realizará un grafica del throughpu vs bitrate. De este modo se podrá como afectan estos parámetros en la transmisión y recepción de paquetes. Palabras Clave: Throughput, paquetes, transmisión.

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Introducción

Ns es un simulador de redes basado en eventos discretos. Se usa principalmente en ambientes educativos y de investigación. Permite simular tanto protocolos unicast como multicast y se utiliza intensamente en la investigación de redes móviles ad-hoc. Implementa una amplia gama de protocolos tanto de redes cableadas como de redes inalámbricas. La versión actual, ns-3, está diseñada para soportar todo el flujo de trabajo de la simulación desde la configuración hasta la recolección y análisis de tramas. Ns es software libre, se ofrece bajo la versión 2 de la GNU General Public License. Cuenta con dos versiones ns-2 y ns-3 que en general son incompatibles.

tcpstat informa ciertas estadísticas de la interfaz de red de manera muy similar a como lo hace vmstat para las estadísticas del sistema. tcpstat obtiene su información ya sea

monitoreando una interfaz específica, o leyendo datos de tcpdump previamente guardados de un archivo. Algunas de las estadísticas tcpstat calculan: • ancho de banda • cantidad de paquetes • paquetes por segundo • tamaño promedio de paquete • desviación estándar del tamaño del paquete • carga de interfaz • Más... tcpstat está escrito teniendo en cuenta el rendimiento y la eficiencia, y es capaz de manejar grandes cantidades de paquetes por segundo. Su interfaz de línea de comando compacta está orientada para el investigador de red, el administrador del sistema y el usuario de shell de escritorio. tcpstat ha sido una herramienta valiosa en trabajos de investigación universitarios y redes comerciales por igual.

Analizador de paquetes Los principales usos que se le pueden dar son: • • • • •

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Captura automática de contraseñas enviadas en claro y nombres de usuario de la red. Esta capacidad es utilizada en muchas ocasiones por crackers para atacar sistemas a posteriori. Conversión del tráfico de red en un formato inteligible por los humanos. Análisis de fallos para descubrir problemas en la red, tales como: ¿por qué el ordenador A no puede establecer una comunicación con el ordenador B? Medición del tráfico, mediante el cual es posible descubrir cuellos de botella en algún lugar de la red. Detección de intrusos, con el fin de descubrir crackers. Aunque para ello existen programas específicos llamados IDS (Intrusion Detection System, Sistema de Detección de intrusos), estos son prácticamente analizadores con funcionalidades específicas. Creación de registros de red, de modo que los crackers no puedan detectar que están siendo investigados. Para los desarrolladores, en aplicaciones cliente-servidor. Les permite analizar la información real que se transmite por la red.

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Objetivos

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Realizar la práctica en grupos de dos personas.

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Emplee el script multi-hop.cc.

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Emplee las variables packetSize e interval para generar diferentes tasas de tráfico desde el nodo fuente (3) al node destino (0).

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Realice múltiples simulaciones modificando el valor del bitrate (se sugiere automatizar las simulaciones mediante un script).

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A partir de los resultados determine cual es el máximo throughput para el escenario entre el nodo 3 y el nodo 0.

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Presente una gráfica con los resultados de las simulaciones.

7

Generar un reporte con los resultados del experimento. Incluya un sustento teórico con los conceptos que a su criterio se requieren para el desarrollo de la práctica.

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Desarrollo

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Realizar la práctica en grupos de dos personas. Emplee el script multi-hop.cc.

3

Emplee las variables packetSize e interval para generar diferentes tasas de tráfico desde el nodo fuente (3) al node destino (0).

#!/bin/bash numSim=100 numPackets=100 conta=1 paso=0.01 dato=1000 packetSize=1000 interval=0.01 numero=5 while [[ $numSim -ge $conta ]] do echo Iniciando Simulacion $conta ..... cd /home/pc/source/ns-3.28 ./waf --run "scratch/multi-hop --numPackets=$numPackets --contador=$conta -packetSize=$packetSize --interval=$interval" cd /home/pc/Documentos/Practica7 tcpstat -r multi-hop_Sim$conta-0-0.pcap >> resultados1.txt tcpstat -r multi-hop_Sim$conta-1-0.pcap >> resultados2.txt tcpstat -r multi-hop_Sim$conta-2-0.pcap >> resultados3.txt tcpstat -r multi-hop_Sim$conta-3-0.pcap >> resultados4.txt

tcpstat -b 100 -r tcpstat -b 100 -r tcpstat -b 100 -r tcpstat -b 100 -r

multi-hop_Sim$conta-0-0.pcap >> bps1.txt multi-hop_Sim$conta-1-0.pcap >> bps2.txt multi-hop_Sim$conta-2-0.pcap >> bps3.txt multi-hop_Sim$conta-3-0.pcap >> bps4.txt

let numero=$numero+8 let conta=$conta+1 let packetSize=$packetSize+100 interval=`echo $interval + $paso | bc` bitrate=`echo $packetSize / $interval | bc` throughput=`echo $bitrate / $dato | bc` echo "Intervalo "$interval echo "PacketSize "$packetSize echo "Bitrate "$bitrate "kbps" echo "Throughput "$throughput "Mbps" echo $bitrate| cut -f 2 >> bitrate.txt done paste bitrate.txt Throughput1.txt >> Grafica1.txt paste bitrate.txt Throughput2.txt >> Grafica2.txt paste bitrate.txt Throughput3.txt >> Grafica3.txt paste bitrate.txt Throughput4.txt >> Grafica4.txt 4

Realice múltiples simulaciones modificando el valor del bitrate (se sugiere automatizar las simulaciones mediante un script).

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A partir de los resultados determine cuál es el máximo throughput para el escenario entre el nodo 3 y el nodo 0.

Se puede notar como a medida que aumenta el PacketSize, así como el intervalo que la cantidad de paquetes disminuye. Se empezó a transmitir 100 en un experimento de 100 simulaciones. Se puede notar que en la simulación final tan solo se ven 19 paquetes.

Tablas procedentes de la utilización de la herramienta Tcpstat, la cual nos muestra diferentes parámetros. Del cual tomaremos el AVG.

Aquí se visualiza la tabla de bitrate y throughput para luego realizar las gráficas de los 4 nodos.

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Presente una gráfica con los resultados de las simulaciones.

Vemos aquí las gripas de los 4 nodos. Se puede notar como disminuye el throughput a medida que se aumenta el packetSize y el intervalo, es decir conforme aumenta el bitrate.

Nodo 1

Nodo 2

Nodo 3

Nodo 4

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Generar un reporte con los resultados del experimento. Incluya un sustento teórico con los conceptos que a su criterio se requieren para el desarrollo de la práctica.

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Conclusiones y trabajos futuros

Para esta práctica se empezó con un packetSize de 1000 y se lo fue incrementados 100, el intervalo comenzó en 0.01 y se lo fue incrementando en valores de 0.01. Este procedimiento se lo realizo 100 veces. En el mismo se pudo notar como al incrementar estos parámetros la cantidad de paquetes que llegan disminuía notoriamente. Esto se puede notar claramente en las graficas obtenidas, en donde se ve claramente una gráfica con un patrón decreciente.

Referencias 1. Iain E. Richardson, The H.264 Advanced Video Compression Standard, Wiley, Second Edition, 2010