Универзитет у Београду
Саобраћајни факултет
Рачунарска симулација
Тема: Network Simulator 3
(семинарски рад)
Београд, 2016.
Студент:
Никола Ђорђевић
Индекс: ТС130211
Професор:
др Мирјана Стојановић
4
2) Client-server – тип рачунарске мреже који садржи централни рачунар (сервер) који
садржи све податке; корисници имају могућност да се прикључе на сервер и могу да
преузму само оне податке које сервер дозвољава (ово селективно дељење података се
подешава у бази података унутар сервера). Безбедност овакве мреже је много већа
него код мрежа типа peer-to-peer, али је њена имплементација скупља, што је и
разумљиво с обзиром на број рачунара који чине ову рачунарску мрежу.
Рачунарску мрежу можемо поделити према топологији. Топологију можемо поделити на
логичку и физичку – логичка топологија је начин на који се подаци преносе између уређаја на
мрежи, док је физичка топологија физички изглед постављених мрежних каблова.
Постоје две главне логичке топологије:
1) Топологија магистрале
2) Топологија прстена
Физичку топологију можемо поделити на:
1) Топологија звезде
2) Топологија прстена
3) Топологија звезда-прстен
4) Топологија магистрале
5) Бежична топологија
Ethernet је један од примера у којем физичка топологија није иста као и логичка; ове мреже
најчешће користе звезду физичку топологију, а магистралу за логичку топологију.
С обзиром на чињеницу да сваки рачунар који се налази у некој рачунарској мрежи поседује
најмање један мрежни уређај, потребно је дефинисати IP и MAC адресе, које су веома битне
код ових компоненти рачунара. IP (Internet Protocol) адреса је 32-битни број (према стандарду
IPv4; због брзог развоја интернета уведен је стандард IPv6 у којем је IP адреса 128-битни број)
који се додељује сваком уређају који користе интернет протокол за комуникацију. MAC (Media
Access Control) адреса, која се још назива и физичка адреса, је јединствена ознака која се
додељује сваком мрежном уређају. Ова адреса се најчешће користи као мрежна адреса за
већину технологија које припадају IEEE 802 стандарду (нпр. Ethernet, WiFi). За разлику од IP
адреса, MAC адресе углавном дефинише произвођач мрежних уређаја.
У рачунарским мрежама постоје два основна начина преноса података. У првом типу између
два учесника у комуникацији успоставља се чврста директна веза, а укупна информација се
преноси путањом која је утврђена у току успоставе везе. Такође, комуникација било која друга
два учесника не може да се одвија заузетим спојним путем. Основна карактеристика оваквог
начина преноса података је да се подаци могу преносити успостављеном везом максималном
брзином која је могућа. У другом типу преноса, пренос података између два учесника се
реализује помоћу пакета. Прво се информација која се размењује дели у пакете чија структура
одговара носећим протоколима. Пакети се упућују до првог чвора у мрежи, а у сваком рутеру
се врши независно усмеравање пакета. Избор путање у рутерима се врши на основу више
критеријума који важе у датом тренутку. Пакети пролазе различите путање од изворишта до
одредишта. На одредишту се врши слагање пакета у првобитан редослед да би се добила
потпуна информација. Суштина оваквог начина преноса података је да се у празним
просторима могу слати пакети које шаље неки трећи учесник. Мана је што је ефективна брзина
слања података на овај начин мања од максималне коју дозвољава пропусни опсег канала, зато
што га користе више учесника у комуникацији.
5
3.Network Simulator 3
Network Simulator 3 (у даљем тексту NS-3) је симулатор мреже заснован на дискретним
догађајима. Овај софтвер је бесплатан, јавно доступан под лиценцом GNU GPLv2 за
истраживање, развој и употребу и може се покренути на неколико различитих оперативних
система (Linux, Windows, Mac OS и др.). Језгро овог симулатора је написано у програмском
језику C++ са Python интерфејсом. NS-3 се најчешће користи за симулацију рачунарских мрежа
у настави и истраживању, због чега је један од циљева свих корисника који се баве развојем
овог софтвера да NS-3 буде усклађен са потребама модерног истраживања рачунарских мрежа,
како би корисници који користе овај софтвер били у току са развојем технологија – на свака три
месеца се објављује нова верзија NS-3 са новим моделима и документацијом.
Слика 1. – Лого NS-3 симулатора
Укупно постоје три верзије симулатора Network Simulation – NS-1, NS-2 и NS-3. Прва верзија
симулатора, која је развијена у периоду 1995-1997, више се не развија и не одржава, друга
верзија се не одржава активно, док се трећа и последња верзија активно развија. Једна од
битнихих чињеница је да NS-3 није компактибилан са верзијом NS-2.
Општи процес развијања симулације се може поделити на неколико корака:
1) Дефинисање топологије – да би се олакшало стварање основних објеката и
дефинисање веза између њих, симулатор користи систем контејнера (containers) и
помагача (helpers) који олакшавају овај процес;
2) Развој модела – модели се додају у симулацију (нпр. UDP, IPv4, point-to-point тачке и
везе, апликације) и у већини случајева се то ради помоћу помагача;
3) Чвор и конфигурација везе – моделима се додељују подразумеване вредности (нпр.
величина пакета који је послат помоћу апликације) и у већини случајева се то ради
помоћу атрибута система;
4) Покретање;
5) Анализа перформанси – овај корак се реализује након завршетка симулације и када
подаци постану доступни; на основу података се може извршити статистичка анализа
помоћу разних алата;
6) Графичка визуелизација – сви прикупљени подаци се могу графички помоћу разних
графичких алата, како би се боље разумели добијени подаци.
3.1. Основни појмови
У NS-3 симулатору основи рачунар у мрежи се назива чвор (Node). Овај део мреже се
представља помоћу C++ класе Node, која обезбеђује методе за управљање репрезентације
рачунарских уређаја у симулацијама. Чвор у почетку не садржи никакве додатке (нпр.
апликације, протоколе, мрежне картице), али они се свакако касније могу додати.
