PDF de programación - Prácticas de redes de ordenadores - Scheduling

UUnniivveerrssiiddaadd PPoolliittééccnniiccaa ddee CCaarrttaaggeennaa

EEssccuueellaa TTééccnniiccaa SSuuppeerriioorr ddee IInnggeenniieerrííaa ddee

PPRRÁÁCCTTIICCAASS DDEE RREEDDEESS DDEE OORRDDEENNAADDOORREESS

TTeelleeccoommuunniiccaacciióónn



Propuesta del Trabajo de Prácticas 2009

Simulación de algoritmos de scheduling en redes inalámbricas



Profesores:

Esteban Egea López
Juan José Alcaraz Espín
Juan A. Veiga Gontán
Joan García Haro

Redes de Ordenadores

Simulación de algoritmos de control de tráfico en ATM

1.1
1.2
1.3
1.4
2.1
2.2

Índice.
Índice. .............................................................................................................................................................................. 1
1 Consideraciones generales. ...................................................................................................................................... 2
Objetivos.......................................................................................................................................................... 2
Qué deben hacer los alumnos........................................................................................................................... 2
Qué código se proporciona .............................................................................................................................. 2
Cómo está organizada esta propuesta. ............................................................................................................. 2
2 Descripción del simulador ....................................................................................................................................... 3
Estructura general del simulador...................................................................................................................... 3
Descripción de los módulos a desarrollar ........................................................................................................ 3
Fuente....................................................................................................................................................... 3
2.2.1
Nodo......................................................................................................................................................... 4
2.2.2
Terminal................................................................................................................................................... 4
2.2.3
Descripción de los módulos proporcionados ................................................................................................... 5
2.3.1 Modulo de movilidad............................................................................................................................... 5
2.3.2 Modulo de estado del canal...................................................................................................................... 6
Descripción de los algoritmos de scheduling................................................................................................... 6
3 Medidas a realizar.................................................................................................................................................... 6
Configuración de parámetros ................................................................................................................... 6
Ejercicio 1: Medidas de validación. ......................................................................................................... 7
Ejercicio 2: Medidas de análisis de rendimiento...................................................................................... 7
Ejercicio 3 (Extra): Cálculo de la región de capacidad. ........................................................................... 7
4 Material a entregar y criterios de evaluación ........................................................................................................... 8
4.1 Memoria y Código ........................................................................................................................................... 8
Criterios de evaluación..................................................................................................................................... 8
4.2
4.3
Grupos de una ó tres personas.......................................................................................................................... 9
Sugerencias para la implementación........................................................................................................................ 9
Consejos para la depuración y verificación del módulo................................................................................... 9
5.1
Gestión eficiente de la memoria..................................................................................................................... 10
5.2
5.3
Ejecuciones más rápidas ................................................................................................................................ 10
6 Bibliografía ............................................................................................................................................................ 11


3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4

2.3

2.4

5

1

Redes de Ordenadores

Simulación de algoritmos de control de tráfico en ATM


1 Consideraciones generales.

1.1 Objetivos

En este trabajo de prácticas los alumnos realizarán por parejas un simulador de una red inalámbrica sencilla en la que
un nodo (estación base o punto de acceso) transmite paquetes a una serie de terminales móviles por un canal radio. La
transmisión de datos se realiza únicamente en sentido downlink (del nodo a los terminales). Los paquetes transmitidos
podrán no ser recibidos correctamente en el receptor en función de las condiciones del enlace radio del terminal. Los
módulos que implementan la evolución del canal radio se proporcionan a los alumnos. En este entorno, los alumnos
programarán y evaluarán el rendimiento de tres sencillas disciplinas de servicio (algoritmos de scheduling).
Finalmente, se propone un ejercicio adicional que permite obtener la calificación más alta. Además, los alumnos que
estén especialmente interesados podrán proponer y evaluar sus propios algoritmos y también investigar en más detalle
los factores que influyen en el rendimiento. El impacto de estas contribuciones en la calificación obtenida dependerá
de su originalidad y de su calidad (no de la cantidad).

1.2 Qué deben hacer los alumnos

Los alumnos deben implementar tres módulos simples en C++ y NED: Fuente, Nodo y Terminal. De manera breve, la
funcionalidad de estos módulos es la siguiente: El módulo fuente genera paquetes de tamaño fijo para cada uno de los
usuarios y los envía al Nodo. El módulo Nodo almacena los paquetes de cada usuario en su cola correspondiente a la
espera de ser transmitidos. El Nodo transmite por el canal radio un solo paquete en cada Intervalo de Transmisión
(IT). La cola de la que se extrae el paquete en cada IT la escoge el algoritmo de scheduling. Finalmente, el módulo
terminal se encarga de determinar si los paquetes se reciben con o sin errores, en función del estado de su enlace
radio, definido por su ganancia en dB. El módulo Terminal está asociado a otros dos módulos, que ya están
implementados, y que permiten al Terminal conocer el estado de su enlace radio en cada momento.

En este entorno, el alumno deberá programar tres algoritmos de scheduling que se evaluarán tomando una serie de
medidas que quedarán recogidas en una memoria final junto con el código comentado. El contenido de la memoria y
los criterios de evaluación también están descritos en esta propuesta. Conviene destacar por adelantado que para
alcanzar el aprobado no es necesario que se implementen en su totalidad los algoritmos y medidas propuestos en esta
memoria. De igual forma, los alumnos que lo deseen podrán ir más allá de lo planteado en esta propuesta y desarrollar
y probar sus propias ideas.

1.3 Qué código se proporciona

Como se ha comentado anteriormente, hay dos módulos que se encargan de generar el estado del canal (ganancia en
dB) de acuerdo a unos modelos de movimiento, propagación y desvanecimiento tipo Rayleigh. El código de estos
módulos, denominados “ms” y “channelStateCalc” está disponible íntegramente en la página de la asignatura (Aula
Virtual). El primero actualiza la posición del usuario y el segundo calcula la ganancia del canal. Para comunicar el
módulo Terminal con estos módulos haremos uso un tipo de mensaje denominado “channelStateMsg”, que también se
proporciona.

1.4 Cómo está organizada esta propuesta.

En el siguiente apartado se describe en detalle el simulador a implementar. En el apartado 3 se explican las medidas a
realizar. En el apartado 5 se especifica la memoria a entregar y los criterios de evaluación. El apartado 4 se dan
algunos consejos y sugerencias para ayudar en el desarrollo del trabajo. Finalmente, en el apartado 5 se proporciona
una breve bibliografía.



2

Redes de Ordenadores

Simulación de algoritmos de control de tráfico en ATM

2 Descripción del simulador

2.1 Estructura general del simulador

Como se ha comentado en el apartado 1, el simulador se compone de un módulo Fuente, que genera los paquetes de
cada usuario de acuerdo a su tasa de transmisión, un módulo Nodo, que recibe los paquetes de la Fuente y un número
de módulos Terminal, que reciben los paquetes procedentes del Nodo. Cada módulo Terminal está asociado a un
módulo ms y a un módulo channelStateCalc. En la siguiente figura se muestra