Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

– TxPower (мощность при отправке пакетов);

– protocol (используемый протокол маршрутизации);

– scenario (номер схемы симуляции);

– interval (интервал между отправками BSM).

По умолчанию весь вывод данных симулятора будет осуществляться на экран терминала, что затруднит работу с ними или даже сделает невозможной. Поэтому рекомендуется настроить вывод в файл. Для этого после команды запуска симуляции достаточно указать «> SOutput 2>&1», где SOutput, это имя файла в который будет осуществляться вывод. Таким образом, команда для запуска симуляции будет иметь вид:

./waf --run “scratch/vanet-routing-compare -scenario=2 -rate=2048 - packetSize=2048 -TxPower-22,5 -interval=1000 -protocol=1” > SOutput 2>&1

3 Анализ результатов симуляций

3.1 Подготовка и выполнение анализа результатов

В результате симуляций было сгенерировано 2 файла со статистикой для каждой симуляции. Каждый файл содержит большой объём данных, в связи с этим рекомендуется создать обработчик таких файлов.

Для начала следует понять, какую статистику из файлов нужно получить, а для этого следует перечислить имеющиеся там данные. Файлы вывода статистики сетевого уровня содержат набор отдельных статистических данных для каждого соединения, установленного в сети, и эти данные содержат:

– время отправки первого пакета;

– время получения первого пакета;

– время отправки последнего пакета;

– время получения последнего пакета;

– суммарная задержка для полученных пакетов;

– суммарный джиттер для полученных пакетов;

– значение задержки при передаче последнего полученного пакета;

– количество переданных байт;

– количество полученных байт;

– количество переданных пакетов;

– количество полученных пакетов;

– количество потерянных пакетов;

– количество раз которое полученные пакеты были пересланы к другому узлу;

– значения задержки, которые можно использовать для построения гистограммы;

– значения джиттера, которые можно использовать для построения гистограммы;

– значения для гистограммы размеров полученных пакетов;

– данные для гистограммы прерывания соединения.

Из всех перечисленных данных для сравнительного анализа протоколов маршрутизации следует использовать следующие параметры:

– packet delivery ratio (PDR), степень доставки пакетов (вычисляется как отношение полученных пакетов к отправленным);

– средняя задержка (вычисляется как отношение суммарной задержки к общему количеству полученных пакетов);

– средний битрейт передачи данных ( , где – количество переданных байт, – время последнего отправления пакета, – время первого отправления пакета);

– средний битрейт приёма данных ( , где – количество полученных байт, – время последнего получения пакета, – время первого получения пакета).

Структура файла имеет такой вид что все данные которые необходимо считать для вычисления требуемых характеристик находятся в одной строке, имеющий выглядят следующим образом:

<Flow flowId="1" timeFirstTxPacket = " + 1252410839.0 ns " timeFirstRxPacket = " + 1262306865.0 ns" timeLastTxPacket = " + 180002410839.0 ns " timeLastRxPacket = " + 179642038001.0 ns" delaySum = " + 107397025508.0 ns " jitterSum = " + 63645321260.0 ns " lastDelay = " + 639627162.0 ns " txBytes="65872" rxBytes="37260" txPackets="716" rxPackets="405" lostPackets="281" timesForwarded="19">,

при этом все параметры, представленные в строке уникальны для таких строк. Из того, как выглядит строка, содержащая необходимые данные, можно сделать вывод о том, что для считывания данных достаточно в процессе считывания файла создать условие с одним из параметров строки в качестве аргумента, например, «timeFirstTxPacket». После того, как подходящая строка была найдена, достаточно использовать методы поиска по строке, для нахождения и получения необходимых значений.

Таким образом для вычисления данных необходимых для сравнения применялись методы математической статистики и агрегации данных, например, сбор данных о PDR по всем соединениям в сети и вычисление математического ожидания для собранной статистике о PDR.

Теперь можно перейти к непосредственному написанию приложения для обработки результатов. Код для программы, обрабатывающей результаты, представлен в приложении Б.

Для начала выполняется анализ изменения таких параметров как PDR, задержка и битрейт в зависимости от скорости для городского типа местности, при размере пакета равном 64 байт.

Рисунок 23 – Основные параметры протоколов в городской среде для размера пакета 64 байта при нормальных условиях

Как видно из рисунка 23, существенные систематические изменения параметров в городской среде при изменении скорости отсутствуют, для подтверждения данного результата следует рассмотреть данные полученные для неблагоприятных условий симуляции в городе.

Рисунок 24 – Основные параметры протоколов в городской среде для размера пакета 64 байта при неблагоприятных условиях

На основании данных рисунка 24 можно заключить что с изменением скорости происходит изменение задержки, а также небольшие бессистемные изменения PDR. В связи с этим рассматривать зависимость сравниваемых величин от скорости не следует. Таким образом следует проверить данные графиков зависимости этих величин от размера пакета, для выявления наличия зависимости. Для рассмотрения зависимости данные будут использоваться для скорости движения достигающей 27,78 м/с.

Рисунок 25 – Основные параметры протоколов в городской среде при скорости

27,78 м/с и нормальных условиях

Как следует из рисунка 25, зависимость между исследуемыми параметрами и размером пакета существует, поэтому далее следует продолжить рассмотрение данных относительно изменения размера пакетов. Как видно при нормальных условиях в городе в среднем DSDV демонстрирует лучшие показатели по доставленным пакетам, а также по скорости доставки, однако обладает при этом наибольшей задержкой, значительно возрастающей с увеличением размера пакета. В то же время для размера пакета равного 64 байта GPSR и CLWPR демонстрируют лучшие результаты, а также для всех размеров пакетов они обладает низкой задержкой при доставке данных. Также стоит отметить что скорость передачи данных для низких размеров пакетов практически одинакова для всех протоколов. Таким образом для небольших размеров пакетов при рассмотренных условиях лучше всего использовать CLWPR или GPSR. При передаче пакетов большего размера если требуется обеспечить высокую вероятность доставки лучше использовать DSDV, однако, если значение имеет передача данных с как можно меньшей задержкой, то лучше всего подойдёт протокол GPSR. Для использования по умолчанию в данных условиях рекомендуется протокол CLWPR. Далее следует рассмотреть работу протоколов в городской среде при неблагоприятных условиях.

Рисунок 26 – Основные параметры протоколов в городской среде при скорости

27,78 м/с и неблагоприятных условиях

Согласно данным рисунка 26 при неблагоприятных условиях в городе получение геолокационных данных позиционными протоколами осложнено, что негативно сказывается на их производительности. Особенно сильно это сказывается на проценте доставленных пакетов GPSR. При данных условиях лучший показатель доставленных пакетов демонстрирует OLSR, однако скорость доставки и задержка у него достаточно высоки. В то же время CLWPR демонстрирует неплохой уровень доставленных пакетов, обладая при этом довольно низкой задержкой и сравнимой с OLSR скоростью передачи данных. Стоит также отметить что при повышении размера пакета, коэффициент доставленных пакетов для всех протоколов стремится к нулю, поэтому при больших размерах, данных и требовании к пониженной задержке при доставке данных, имеет смысл использовать протокол GPSR. В случае если требуется обеспечить наибольшую вероятность доставки пакетов лучше всего подходит для данного сценария протокол OLSR, особенно с учётом того что при росте размера пакета данных также возрастает, и задержка при передаче пакетов, поэтому он становится равным CLWPR в этом отношении. В случае же если требуется компромиссное решения для низких размеров пакетов рекомендуется применять CLWPR, обеспечивающий умеренно низкую задержку и достаточно высокую вероятность доставки пакетов. По умолчанию, при данных условиях, всё же следует использовать алгоритм OLSR. Далее необходимо проанализировать работу протоколов при движении узлов по магистрали.

Рисунок 27 – Основные параметры протоколов при движении по магистрали на скорости 27,78 м/с и нормальных условиях

Из рисунка 27 следует, что при нормальных условиях во время движения по магистрали, наилучшие показатели по доставке пакетов демонстрирует протокол OLSR, но по мере роста размера пакетов разница между этим показателем для протоколов становится незначительной. Также OLSR обладает высокой задержкой и низкой скоростью при передаче данных. Остальные протоколы не демонстрируют существенной разницы в доставке пакетов, однако по уровню задержки и скорости лучшие показатели принадлежат GPSR. Таким образом в случае если необходимо обеспечить повышенную вероятность доставки небольших пакетов лучше всего использовать OLSR, в противном случае лучше всего для использования в данных условиях подойдёт протокол GPSR, он же и рекомендуется как протокол по умолчанию для этих условий. Далее рассмотрены неблагоприятные условия в сценарии магистрали.

Рисунок 28 – Основные параметры протоколов при движении по магистрали на скорости 27,78 м/с и неблагоприятных условиях

Согласно рисунку 28, протокол OLSR обеспечивает наивысший процент доставленных пакетов, который в два раза превышает данный процент у остальных протоколов. Также этот протокол обладает неплохой скоростью передачи и задержкой. Все остальные протоколы имеют примерно одинаковый уровень доставленных пакетов, но по задержке лучшие показатели демонстрирует GPSR. Таким образом при данных условиях рекомендуется использовать протокол OLSR, хотя он и не обеспечивает наименьшую задержку при передаче данных, с учётом его превосходства в уровне доставки пакетов, использование альтернативных протоколов не целесообразно.

3.2 Выводы сравнительного анализа результатов симуляций

Для начала следует напомнить какие условия приняты в качестве нормальных и неблагоприятных для передачи пакетов. Нормальные условия подразумевают передачу пакетов с использованием стандарта «802.11p», мощностью равной 22,5 Дбм, а также модели распространения сигнала «Two-Ray Ground» подходящей для передачи на дальние дистанции. В качестве параметров для моделирования агрессивной среды используется тот же стандарт, что и в обычных условиях, мощность сигнала установлена в 7,5 Дбм, что значительно ниже нормальной мощности для передачи данных и является основным фактором агрессивности среды, а в качестве модели распространения сигнала используется комбинация «Three Log Distance» и «Nakagami Fading», обеспечивающая полу реалистичную модель канала с сильной дисперсией.

Характеристики

Список файлов ВКР