Оглавление 2
1. Введение 4
Постановка задачи 5
Обзор литературы 6
2. Беспроводные децентрализованные самоорганизующиеся
сети MANET 8
2.1 Определение 8
2.2 Применение 8
2.3 Особенности 10
2.4 Преимущества и недостатки сетей MANET 12
2.5 Протоколы и алгоритмы маршрутизации 13
3. Симулятор NS-3 16
3.1 Определение 16
3.2 Особенности программного обеспечения NS-3 16
4. Симуляция сети с движущимися узлами 18
4.1 Постановка задачи для моделирования 18
4.2 Способы визуализации 18
4.3 Проведение симуляции 19
5. Проверка оптимальности сети 22
5.1 Постановка задачи для моделирования 22
5.2 Начальные условия 23
5.3 Переменные для анализа 23
5.4 Проведение симуляции 24
5.5 Анализ сети 25
5.6 Результаты исследования симуляции 29
6. Заключение 31
Список литературы 32
7. Приложения 34
Приложение 1. Таблица потоков без узла 34
Приложение 2. Таблица потоков с узлом 37
Приложение 3. Исходный код программы для симуляции сети с движущимися узлами 40
Приложение 4. Библиотека для кластеризации узлов 46
Приложение 5. Исходный код программы симуляции для задачи о проверке оптимальности сети 51
Современный мир, столкнувшийся с огромным ростом производительности технологий, становится все более взаимосвязанным, оцифрованным, распределенным и разнообразным. Благодаря тому, что большое множество вещей обладает способностью обрабатывать данные, вычислительные модели готовы значительно расшириться и объединиться в сеть. И по мере добавления к нему устройств и пользователей ценность и важность сети продолжает расти в геометрической прогрессии.
Однако не всегда при организации сетей имеется необходимость задействовать глобальную сеть, или сеть Интернет. Для множества задач требуется более узконаправленное решение, и необходимости в обустройстве крупной и сложной сети попросту нет, но есть другая необходимость - в короткие сроки построить сеть для обмена информацией на местности, где провести другие коммуникации бывает довольно сложно. Данная проблема уже давно и успешно решается путем организации сетей MANET.
Постановка задачи
Основной целью работы являлось изучение механизмов численной симуляции работы децентрализованных самоорганизующихся сетей MANET. В связи с этим можно выделить следующие основные задачи:
1. Подробно изучить архитектуру сетей типа MANET и способы оптимального использования данной технологии.
2. Изучить один из способов симуляции различных сетей, в частности MANET-сетей, представленный программным обеспечением Network Simulator-3 (NS-3).
3. Провести симуляцию в среде NS-3 для сети с узлами, движущимися в случайном направлении. Разработать кластеризацию исходного положения узлов, визуализировать полученную сеть и проанализировать работу полученной модели.
4. Провести пробную симуляцию сетей MANET, в которые добавлены дополнительные узлы с целью улучшения характеристик сети, проанализировать характеристики сети до и после добавления узлов.
В ходе работы были выполнены все поставленные цели. Был проведен подробный анализ сетей MANET, широко используемых в настоящее время. Были выделены ключевые особенности сети, рассмотрено применение MANET в современных технологиях и различных областях. Проведенный анализ позволил также выделить преимущества и недостатки такого способа организации сети и выделить основные алгоритмы маршрутизации, используемые при организации этих сетей.
Также был изучен один из способов симуляции различных сетей, в частности MANET-сетей, представленный программным обеспечением NS-3. С его помощью было проведено исследование сети со случайно движущимися узлами, проведена визуализация полученной сети.
Кроме того, с использованием симулятора NS-3 было проведено практическое исследование организации MANET-сети на базе работы С.А.Киреева. Результат проведенного исследования позволил экспериментально подтвердить выдвинутую автором теорию о возможном улучшении работы сети путем установления дополнительных узлов при кооперативном установлении сети. Данные выводы могут быть практически использованы для дальнейшего исследования оптимизированных сетей и позволят проводить показательные экспериментальные симуляции и для других сетей.
