Práctica 4: Enrutamiento Ad-Hoc

Transcripción

1 Práctica 4: Enrutamiento Ad-Hoc 1- Objetivos Análisis comparativo de enrutamiento Ad-Hoc de los protocolos AODV y OLSR en un entorno móvil emulado mediante la plataforma software mobiemu Material necesario 3 PCs. 3 cables rectos UTP cortos. 1 cable cruzado UTP corto. 1 hub. 3- Conocimientos previos recomendados Configuración IP en PCs con Linux. Enrutamiento Ad-Hoc. 4- Avisos generales En los ordenadores dispuestos para la realización de estas prácticas (PC A, B y C) se ha creado una cuenta de nombre rba y password telemat. Esta cuenta tiene permisos para ejecutar mediante el comando sudo ciertos comandos restringidos normalmente al superusuario. Igualmente se le han otorgado permisos para modificar el contenido de ciertos ficheros del sistema necesarios para la realización de la práctica. Para más detalle diríjanse a la documentación sobre los armarios. Si quieren conservar cualquier fichero entre sesiones guárdenlo en un disquete o pendrive, dado que no se asegura que los ficheros creados o modificados durante una sesión de prácticas se mantengan para la siguiente. 5- Configuración automática de IP sobre el interfaz Ethernet en los hosts En cada uno de los PCs A, B y C ejecute los siguientes comandos: modprobe v 8139too dhclient eth3 El interfaz eth3 en los PCs A, B y C está conectado directamente a la red del laboratorio, por lo que no tenemos que realizar conexión alguna. Ejecute el comando ifconfig y anote la ip del PC correspondiente y su MAC, le serán de utilidad más adelante. Nuevos Servicios de Red en Internet: Práctica 4 1 de 6

2 6- Plataforma software mobiemu MobiEmu es una herramienta para emular redes móviles Ad-Hoc conectando en red máquinas fijas con Linux (kernel 2.4 y superior). Esta herramienta puede emular prácticamente cualquier escenario de movimiento sin la necesidad de mover los nodos físicamente. MobiEmu permite probar y analizar en vivo cómo se comportan en la red los protocolos. El software usa una red fija de n ordenadores configurados en linux para emular una red móvil Ad-Hoc de n nodos. La topología de conectividad entre nodos es dinámica ya que los nodos se mueven siguiendo un patrón. El software imita un banco de pruebas de una red Ad-Hoc real de forma dinámica poniendo o quitando filtros de paquete. Figura 1. Topología de la plataforma mobiemu. El sistema MobiEmu funciona en una arquitectura de master/esclavo (figura 1.). El maestro está fuera de la red y controla a todos los esclavos y sincroniza sus acciones: el maestro dicta cuándo la topología de conectividad debería cambiarse y los esclavos hacen cumplir esos cambios. La comunicación de maestro/esclavo está sobre un canal de control. El canal de control debería estar separado de la red de banco de pruebas. En nuestro caso el canal de control va a ser un grupo multicast al que se unirán tanto el PC que realice la función de máster como los PCs esclavos y a través del cuál recibirán éstos las órdenes de control que les hagan aplicar los filtros de paquetes (comando iptables), a nivel MAC, necesarios para simular el movimiento de los nodos (PCs A, B y C) de la red Ad-Hoc. El escenario es una lista de posiciones y definiciones de movimiento para cada uno de los nodos. Con la componente de interfaz de usuario del PC máster, se puede ver con anticipación, controlar, y visualizar la red Ad-Hoc en acción (figura 2.). El usuario puede realizar las pruebas reales de los n nodos independientes y moviéndose libremente con el mismo patrón. Nuevos Servicios de Red en Internet: Práctica 4 2 de 6

3 Figura 2. Interfaz gráfica de mobiemu. Cada uno de los PCs A, B y C, tienen instalado el software mobiemu, a continuación se indica la configuración necesaria para la recreación de un red Ad-Hoc con 5 nodos en movimiento Configurando la MANET (Mobile Ad-hoc NETwork) Dados los problemas de cobertura existentes en el laboratorio con las tarjetas WiFi, vamos a emular una MANET de 5 nodos mediante una LAN Ethernet con 5 equipos conectados a la red del laboratorio. A continuación y entre los PCs A, B y C de 2 armarios, elegiremos 5 PCs como nodos(esclavos) y el sexto será el que actúe de maestro, encargado de hacer cumplir la topología a los esclavos. En primer lugar configuramos cada uno de los nodos. Para ello, abrimos un terminal y tecleamos las órdenes: >cd /root/desktop/adhoc/mobiemu/slave >./emulc <n> eth3 Donde n es el número de nodo que asignamos al PC correspondiente en la MANET y eth3 la interfaz Ethernet configurada. Así, obtendremos en el terminal el mensaje Ready for emulation, lo que nos indica que el nodo ha sido configurado correctamente y está a la espera de las órdenes del máster que le hará cumplir el escenario. Ahora sólo nos falta configurar el master en el PC que hayamos elegido para tal fin. Desde un terminal de dicho PC ejecutamos: >cd /root/desktop/adhoc/mobiemu/master >./emul Nuevos Servicios de Red en Internet: Práctica 4 3 de 6

4 De esta manera cargamos el interfaz gráfico de mobiemu. Pero aún no hemos conectado con los nodos. En primer lugar, pinchamos en Open File, cargamos el escenario scen-600x y a continuación pulsamos en Engage, que aparecerá así, en color rojo, una vez se haya cargado el escenario. En este momento el máster empieza a hacer ping a los 5 nodos y una vez detectados aparecerán coloreados de blanco. En caso de que algún nodo no responda, se colorearía de negro. Hasta que no haya comunicación con todos y cada uno de los nodos, no podremos empezar la emulación. Verificado el escenario, se activará la opción del menú de mobiemu Start, pulsamos sobre ésta para iniciar el sistema. En la esquina inferior derecha vemos el tiempo total de emulación, 295 segundos, y un cronómetro con el tiempo actual. Podemos actuar sobre la velocidad de emulación Emulation Speed, así como sobre la velocidad de movimiento de los nodos Smoothness, mostrar o no los enlaces Show links? e incluso los enlaces fuera de cobertura (color blanco) Show out-of-range links?. Marcando la opción Preview mode es posible observar el escenario en movimiento sin necesidad de tener los nodos activos. Será de especial utilidad la opción Resume/pause con objeto de pausar el movimiento y analizar así los protocolos Ad-Hoc OLSR y AODV, que son el verdadero objetivo de ésta práctica. Detengan toda actividad del emulador mobiemu para, a continuación, lanzar cada uno de los protocols Ad-Hoc. 7- MANET con OLSR Para activar OLSR, teclee: >cd /root/desktop/adhoc/olsrd >./olsrd d 2 i eth3 Verá que en el primer PC se queda esperando la respuesta de posibles vecinos que respondan a sus mensajes de HELLO. En cuanto active OLSR en el siguiente PC, se mostrará en el terminal de ejecución el funcionamiento del protocolo y cómo se van añadiendo los vecinos, MPR, MPRS. Analice cada parámetro con atención y relaciónelo con lo visto en teoría. Se crean MPRs. Por qué desaparecen pasado un cierto tiempo? A qué se debe? Analice las tablas de rutas (comando route, opción n para obtener ip s) de cada PC en el que esté corriendo el protocolo OLSR. Qué observa? Por qué? Qué topología de red tenemos? A continuación vamos a emular el movimiento de cada uno de los PCs, elegidos como nodos, mediante el software mobiemu, con lo que conseguiremos diferentes topologías de red. Siga los pasos indicados anteriormente, lanzando en cada nodo el cliente mobiemu y el máster en el PC correspondiente, y comience la emulación. Deténgala inmediatamente (Pause) y analice las Nuevos Servicios de Red en Internet: Práctica 4 4 de 6

5 diferencias respecto el caso inicial. Qué cambios encuentra? Por qué ahora hay al menos un MPR permanente? Visite cada uno de los nodos y observe, al menos una vez, de qué manera se está emulando el movimiento de los nodos mediante la aplicación de filtros con el comando iptables. Recurra, ahora, a las direcciones ip y MACs anotadas en la sección 5. Identifique la topología de red actual en el GUI de mobiemu con los filtros aplicados en cada uno de los nodos. Avance en la emulación hasta el instante t = 15 segundos y analice las tablas de ruta al hacer un ping de 10 paquetes (man ping) desde el nodo: 1 al 3. 1 al 0. Anote los resultados obtenidos (tablas de rutas de todos los nodos) para compararlos con AODV. Punto de control 1: Muestre al profesor el funcionamiento de OLSR. 8- MANET con AODV En primer lugar, detenga OLSR y los clientes mobiemu en todos los PCs, así como el controlador de emulación de mobiemu. Para activar AODV, abra un terminal en cada uno de los nodos y teclee: >cd /root/desktop/adhoc/aodv >./aodvd l r 1 i eth3 -l: Guarda los log s en los cuales podemos ver todos los paquetes (RREQ, RERR, RREP, HELLO) que se envían los nodos. -r: Guarda las tablas de cada nodo. Se especifica con un valor (segundos) la frecuencia con la que refresca la tabla. -i: Se utiliza para especificar la interface que debe utilizar para ver al resto de los nodos. Los archivos generados por el protocolo se encuentran en /var/log y son: aodvd.log contiene todos los mensajes AODV aodvd.rtlog contiene las tablas de ruta de cada uno de los nodos. Pueden ver las entradas en los ficheros, en tiempo real, mediante el comando: >tail f <fichero> Analice, al igual que con OLSR, cada parámetro con atención y relaciónelo con lo visto en teoría. Cuál es la situación inicial con AODV? Qué diferencias encuentra respecto OLSR? Nuevos Servicios de Red en Internet: Práctica 4 5 de 6

6 Vuelva a activar la emulación, lanzando en cada nodo el cliente mobiemu y el máster en el PC correspondiente, cargue el escenario, pulse Engage y una vez detectados los nodos (todos coloreados de blanco) pulse Start. Detenga inmediatamente la emulación (Pause) y analice las diferencias respecto el caso inicial. Qué cambios encuentra? Verifique las tablas de ruta de cada uno de los nodos. Corra el escenario hasta el segundo 15 y deténgalo en ese instante. Observe nuevamente las tablas de ruta Ha habido algún cambio? Por qué? Compruebe la ruta que siguen los paquetes al hacer un ping de 10 paquetes (man ping) desde: Nodo 1 al 3. Nodo 1 al 0. Compare los resultados obtenidos con los anotados de OLSR. Punto de control 2: Muestre al profesor el funcionamiento de AODV. 9- Comparación OLSR - AODV Vamos a seleccionar un par de nodos que van a estar transmitiéndose paquetes. Debido al desplazamiento de los nodos, se pierde cobertura, rompiéndose determinados enlaces y obligando a los protocolos a buscar una ruta alternativa para mantener el tráfico entre los dos nodos. Se trata de analizar cuál de los dos protocolos vistos, resulta más eficiente en cuanto a la pérdida de paquetes se refiere. Utilice para ello un ping de 100 paquetes e inicie la simulación al mismo tiempo que lanza el ping, parando la simulación en el instante t = 100 segs.. Es el propio ping el que nos muestra el porcentaje de paquetes perdidos en cada caso. Una posible elección son los nodos 0 y 2, lanzando el ping de 100 paquetes, del nodo 0 al nodo 2, por ejemplo. Punto de control opcional: Muestre al profesor qué protocolo pierde menos paquetes. Por qué? Nuevos Servicios de Red en Internet: Práctica 4 6 de 6