Tutorial MobiCS: Um exemplo de uso

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1 Tutorial MobiCS: Um exemplo de uso Ricardo Couto A. da Rocha acm.org Centro de Pesquisas da Xerox (ES) Trabalho de Mestrado no DCC-IME IME-USP Orientador: Markus Endler Uso do MobiCS Usuário implementa classes que definem os protocolos a serem simulados,, o ambiente de rede e o modelo de simulação desejado. Pacotes MobiCS estende Protocolos estende estende Modelos de Simulação instancia Simulação instancia

2 Pacotes MobiCS Principais pacotes para o usuário MobiCS: mobics.ppi programaçã ção de protocolos mobics.ppi ppi.protocol mobics.ppi ppi.message mobics.network programaçã ção dos elementos de rede mobics.simulation programaçã ção do modelo de simulaçã ção e configuraçã ção do ambiente de rede mobics.simulation..simulation.determsimulation mobics.simulation..simulation.stochsimulation mobics.simulation simulation.modelsmodels Outros pacotes MobiCS mobics.exception define exceções usadas pelo simulador e programador de protocolos mobics.controller controller implementa as máquinas de simulação: mobics.controller.deterministic mobics.controller.stochastic mobics.util classes adicionais

3 Sequência Geral de Passos Implementação do protocolo estender classes básicas Protocol e Message Criaçã ção do ambiente de CM simulado estender classes básicas Mss, Mh,,... Criaçã ção do(s) cenário rio(s) de simulaçã ção Escolha dos cenários determinísticos para testes Programar os scripts determinístico sticos Escolha dos cenário rios estocástico sticos Definir quais eventos aleatórios serão o gerados Sequência Geral de Passos Estender a classe DetermSimulation (ou StochSimulation) definindo o ambiente de rede: (elementos simulados & topologia, mobilidade,, etc.) Implementar um programa Java que cria e inicia um objeto Simulação e chamar o método Simulation.start Fazer as simulações: Determinísticas: analisar funcionamento do protocolo a partir do log Estocásticas: coletar dados do log avaliaçã ção do desempenho

4 MobiCS Modelo de Programação Modelo de programação OO e modular Protocolos são compostos de micro-protocolos módulos com funcionalidade bem definida Arranjo típicot Protocolo Wired Wireless Handoff Micro-protocolos se comunicam por eventos mensagens,, timers MobiCS Modelo de Programação Etapas de implementação de um protocolo Definir todas as mensagens trocadas entre elementos e seus respectivos micro-protocolos Declarar cada uma das mensagens na forma de uma subclasse de Message. Declarar as interfaces dos micro-protocolos Declarar uma subclasse de Protocol que implementa todas as interfaces dos micro-protocolos Implementar os métodos

5 O Pacote mobics.ppi.message Toda mensagem do protocolo é um objeto de uma subclasse de mobics.ppi ppi.message.message Classe Message define o conjunto mínimo de informações para processar uma mensagem A classe Message sender, receiver remetente e destinatário responsible classe do prot. responsável pela mensagem callhandler invoca o handler da mensagem timestamp carimbo de tempo da mensagem Obs: callhandler(protocolo) faz chamada ao método Protocolo.when[TipoMensagem]

6 O Pacote mobics.ppi.message O pacote declara 4 interfaces (que( definem o tipo da mensagem): HandoffMessage, WiredMessage, WirelessMessage e AppMessage Toda mensagem deve implementar uma destas interfaces! Exemplo: public class Server_Res extends Message implements WiredMessage { public Server_Res ( ) // construtor public long getnumhops() { Mensagem é um objeto imutável (métodos públicos não podem alterar estado) Antes de enviar uma mensagem, é preciso fazer um clone da mesma. O Pacote mobics.ppi.protocol Um novo protocolo sempre é uma extensão das interfaces WiredModule, WirelessModule,, e HandoffModule Devem ser declarados todos os tratadores para as mensagens que compõem o micro-protocolo Duas subclasses de Protocol, MssProtocol e MhProtocol possuem uma interface específica para a implementação de protocolos em Mhs e MSSs Método Protocol.send(Addr Addr,Message),Message)é é a forma de interação entre instanâncias de um protocolo Pode gerar uma exceção CommunicatioException send envio assíncrono de uma mensagem para outro elemento simulado (rsend é a versão confiável)

7 Um Exemplo: O Protocolo RDP Descrição geral do protocolo Funcionamento do protocolo Mensagens Módulos (micro-protocolos protocolos) Visão Geral do RDP Result Delivery Protocol Objetivo Encaminhar respostas de requisições feitas a servidores fixos para clientes móveis. Utiliza um proxy, que é o representante do Mh na rede fixa. A cada nova requisição do Mh,, é criado um proxy no Mss responsável pelo Mh,, no momento em que a requisição (para o servidor) é feita. São guardados também ponteiros para os proxies remotos de todos os Mh locais.

8 Visão Geral do RDP Result Delivery Protocol Objetivo: : Re-encaminhamento encaminhamento através de um proxy temporário (enquanto requisição estiver pendente) Mh MSS-old proxy rep req rep server Mh MSS-new Visão Geral do RDP Result Delivery Protocol Handoff: : Atualização dos Endereços de Re- encaminhamento em todos os proxies do Mh Mh pxy2 MSS-old dereg plist UpdCurrLoc Mh greet MSS-new pxy1 MSS

9 Funcionamento do RDP Um MSS armazena (para cada Mh local), o conjunto dos proxies locais e remotos criados em função de requisições do Mh. Hand-off de um Mh O O MSS da nova célula envia para o MSS anterior um pedido para de-registrar o Mh (dereg) O O MSS antigo envia para o novo MSS a lista dos endereços dos proxies remotos e locais (plist( plist) O O novo MSS envia uma mensagem UpdCurrLoc para cada um dos proxies da lista, para que estes atualizem o endereço do Mh. Cenário do Protocolo RDP server proxy Req Res Ack MSSp Mh Cria proxy Req ForwardRes MSSo MSSn Greet DeReg PList UpCurLoc Hand-off Greet? DeReg ForwardRes UpCurLoc PList Ack FRes Ack

10 Organizando o Protocolo O protocolo possui 3 instâncias funcionais: RDPMss RDPMh RDPservidor (host fixo) Organização em micro-protocolos: Wired, Wireless, HandoffHandoff. Exemplo Etapas de Implementação Definir todas as mensagens trocadas entre elementos e seus respectivos micro-protocolos Declarar cada uma das mensagens na forma de uma subclasse de Message. Estender as interfaces dos micro-protocolos Declarar uma subclasse de Protocol que implementa todas as interfaces dos micro- protocolos Implementar os métodos

11 Exemplo Comunicação entre Módulos RDPMss RDPMss Greet Ack Req ForwardRes PList UpdateCurrLoc DeReg, Ack RemPList ForwardRes RDPMh RDPMss RDPMss Res Req, Ack RDPServer Exemplo Comunicação entre Módulos Mh wireless Mss ForwardRes Mss Req,Ack ForwardRes wireless wired Ack_Mss RemPList ForwardRes wireless wired handoff PList UpCurrLoc handoff DeReg

12 Exemplo Declaração das Mensagens Declaração de Plist Conteúdo da mensagem Protocolo responsável pelo tratamento da mensagem Construtor Métodos getattrib Método clone public publicclass classplist extends extendsmessage implements implementshandoffmessage { public publicplist(address mh, mh, Address Address oldmss, oldmss, Map Map proxylist) proxylist) { super(rdpmss.class); this.mh this.mh = mh; mh; this.oldmss this.oldmss = oldmss; oldmss; this.proxylist this.proxylist = proxylist; proxylist; // // métodos métodosget get public publicaddress getmh() getmh() { return returnmh; mh; // // conteúdo conteúdo da da mensagem mensagem private privateaddress oldmss; oldmss; private privatemap proxylist; proxylist; private privateaddress mh; mh; Declaração das Mensagens Declaração de Plist public public class class PList PList extends extends Message Message implements implements HandoffMessage HandoffMessage { { public public PList(Address PList(Address mh, mh, Address Address oldmss, oldmss, Map Map proxylist){ proxylist){ super(rdpmss.class); super(rdpmss.class); this.mh this.mh = = mh; mh; this.oldmss this.oldmss = = oldmss; oldmss; this.proxylist this.proxylist = = proxylist; proxylist; public public Address Address getmh(){ getmh(){ return return mh; mh; public public Map Map getproxylist(){ getproxylist(){ return return proxylist; proxylist; public public Address Address getoldmss(){ getoldmss(){ return return oldmss; oldmss; private private Address Address oldmss; oldmss; private private Map Map proxylist; proxylist; private private Address Address mh; mh;

13 Declaração de Micro-Protocolos Necessário definir três instâncias de protocolos do RDP: Servidor - RDPServer Estação móvel RDPMh Estação base RDPMss Cada uma dessas instâncias é um protocolo e define seus próprios micro- protocolos (módulos). Declaração dos Micro-Protocolos Micro-protocolos são declarados como interfaces Java. Cada método da interface é um handler para uma das possíveis mensagens. Sintaxe: public void when<nome nome>(message m);

14 Exemplo Declaração de µprotocolos Micro-protocolo Wired do protocolo RDPMss public interface RDPMssWired extends WiredModule { public void whenres (Message m); public void whenremplist (Message m); public void whenack_mss (Message m); Declaração de Micro-Protocolos Diagrama de declaração de micro- protocolos

15 A Classe Protocol owner elemento simulado usuário do protocolo send envia uma mensagem pela rede state uniformiza a manipulação do estado do protocolo em diferentes instâncias Um Protocolo específico Subclasse de Protocol e implementa todos os tratadores do(s) Micro-protocolo(s) public public class class RDPMh RDPMh extends extends MhProtocol MhProtocol implements implements RDPMhWireless{ RDPMhWireless{ public public RDPMh(Mh RDPMh(Mh owner){ owner){ super(owner, super(owner, null); null); public public void void whenforwardres_mh(message m){ m){ ForwardRes_Mh ForwardRes_Mh res res = (ForwardRes_Mh) (ForwardRes_Mh) m; m; <corpo <corpo do do método> método> public public void void whenrequest(address server, server, int int req){ req){ System.out.println(" mh] mh] Request Request RDP RDP = "+req); "+req); send(((mh) send(((mh) owner).getmssresp(), new new Req(owner.getAddress(), server, server, req)); req));

16 Implementação do Protocolo RDP Tipos de de módulos Micro-protocolos Extensão de deprotocol Declaração do do protocolo RDPMss Usando Timers Alguns protocolos definem ações a serem executadas após um determinado tempo (simulado( simulado) ) de espera : timeouts Programador deve criar timers específicos para cada protocolo (p.ex. MyProtServer), como extensão da classe Timer package MyProject.timers; public class ServerTimer extends Timer { private ReqServer reqserver; public ServerTimer (ReqServer req) { super(myprotserver.class); reqserver = req; public ReqServer getreq() { return reqserver;

17 Usando Timers Similaridade Mensagens/Timers: Protocolos devem declarar e implementar um tratador para cada timer Escalonamento: settimer(timer,once REPEATING,tempo) package MyProject.protocol; import MyProject.timers.*; public class MyServer extends Protocol { public MyServer( Element owner) { //construtor public void whenreqserver (Message m) { ServerTimer t = new ServerTimer (msg); settimer(t, ONCE, duration);... public void whenservertimer (Timer t) { ServerTimer st = (servertimer) t; ReqServer msg = st.getreq(); Configuração do Ambiente de rede simulado Classes de mobics.network Element Fh Mh Mss Cell Address NetworkInterface WiredInterface WirelessInterface

18 Classes do pacote mobics.network (cont) Hierarquia básica de elementos de rede simulados Element Classes básicas MobiCS Mh Fh Fh Mss Mh1 Mss1 Classes do pacote mobics.network (cont) Element implementa a interface básica de um elemento de rede Métodos principais: getname nome do elemento simulado send envia uma mensagem pela rede attach incopora um protocolo ao elemento

19 Elemento de Rede: Exemplo import import mobics.network.*; import import mobics.simulation.*; import import mobics.simulation.models.*; import import MyProject.protocol.*; public public class class MyMh MyMh extends extends Mh Mh { private private WiredAddress WiredAddress ha; ha; private private Cell Cell defaultcell; defaultcell; private private RDPMh RDPMh rdpp; rdpp; // // instancia instancia de de objeto objeto protocolo protocolo public public MyMh(String MyMh(String name, name, Simulator Simulator sim, sim, WiredAddress WiredAddress homeagent) homeagent) { super( super( name name, sim sim ); ); rdpp rdpp = new new RDPMh( RDPMh( ( this this ); ); // // setando setando owner owner ha ha = homeagent; homeagent; tc tc = 0; 0; this.attach( this.attach( rdpp rdpp ); ); public public WiredAddress WiredAddress getha() getha() public public void void setdefaultcell( ( Cell Cell cell cell ) public public Cell Cell getdefaultcell() Criando uma Simulação Sequência típica (em DetermSimulation e StochSimulation): Declaração dos elementos de rede, células e enlaces Private MyMSS mss1; Private MyMh mh2; Private Cell cell3; Private WiredLink wr7; Instanciação e configuração da rede (configure( configure) Cell3 = new Cell(); Mss1 = new MSSMyEntity(Nome Nome,, sim, Cell3,..); Cell3,setNeighbor (vetor de celulas); Mh2 = new MyMhEntity(Nome Nome,, sim, Mss1.getWrAddress getwraddress(), new MhEventGenerator()); Mh2.setDefaultCell setdefaultcell(cell3); Wr7 = new WiredLink(Mss1. (Mss1.getAddress(), Mss2.getAddress getaddress()) O script só para simulações determinísticas (script) acceptturnon (mh2, true); Mh1.moveTo moveto(cell3); Next(); Mh1.receive receive(new Req (server.getwraddress());

20 Exemplo: Configuração mh mh = new new MyMh( Mh Mh 1",sim,, ha); cell1 = new new Cell(); cell2 = new new Cell(); cell3 = new new Cell(); mss1 = new new MyMss( Mss 1",sim,cell1);,cell1); mss2 = new new MyMss( Mss 2",sim,cell2);,cell2); mss3 = new new MyMss("Mss 3",sim,cell3);,cell3); wr wr = new new WiredLink(mss2.getAddress(), (), mss1.getaddress()); wr2 wr2 = new new WiredLink(mss1.getAddress(), (), mss3.getaddress()); mh.setdefaultcell(cell1) Obs: Cada Mh precisa ser movido para a sua célula inicial. Configuração: Definindo Vizinhança entre Células A configuração inclui a criação de células e a relação de vizinhança. public void configure(){... cell1 = new Cell(); cell2 = new Cell(); cell3 = new Cell(); cell_vazia = new Cell(); Cell[] neig1 = {cell2,cell3; Cell[] neig2 = {cell1,cell3; Cell[] neig3 = {cell1,cell2; cell1.setneighbor(neig1); cell2.setneighbor(neig2); cell3.setneighbor(neig3);...

21 Exemplo Cenário de Teste Testar envio sem sucesso de ForwardRes para Mh que não é mais local server proxy ForwardRes é recebido por MSSo Cria proxy antes MSSp de de completado o handoff do domh Mh Req MSSo MSSn Req Res DeReg PList ForwardRes UpCurLoc? Greet DeReg Greet Ack ForwardRes Ack UpCurLoc PList Ack FRes Exemplo Cenário de Teste server proxy MSSp Mh MSSo MSSn Cria proxy Req Greet Req Res DeReg PList UpCurLoc ForwardRes Greet acceptturnon(server,false); acceptturnon(mssn, false); Mh.receive(new Req()); Mh.moveTo(MSSo); next(); Ack Mh.moveTo(MSSn); next(); acceptturnon(server,true); next(); acceptturnon(mssn,true);? DeReg UpCurLoc PList ForwardRes Ack FRes Ack

22 MOBX>> Mh <Mh> is moving Exemplo Registering new mh = <MyMh@1cf6d245> mh] Request RDP = 7 Requisition received by Mss **** Saída adding local proxy da Simulação MOBX>> Mh <Mh> is moving Registering new mh = <MyMh@1cf6d245> mh] Request RDP = 7 Requisition received by Mss **** adding local proxy sending sending message message Req Req to to the the server server mh.moveto(mssp); MOBX>> MOBX>> Mh Mh <Mh> <Mh> is is moving moving Registering Registering new new mh mh = = <MyMh@1cf6d245> <MyMh@1cf6d245> proxyreflist proxyreflist = = {class {class sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 mh.moveto(msso); Sending Sending proxy proxy list list {class {class sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 sending sending update update curr curr loc... next(); loc... Updating Updating location location mh.moveto(mssn); setting setting current current location location update update curr curr loc loc sended... next(); sended... MOBX>> MOBX>> Mh Mh <Mh> <Mh> is is moving moving acceptturnon(server,true); server] server] Requisition Requisition received received -> -> 7 7 Forwarding Forwarding Res Res to to local local Mh next(); Mh storing storing result result acceptturnon(mssn,true); Registering Registering new new mh mh = = <MyMh@1cf6d245> <MyMh@1cf6d245> proxyreflist proxyreflist = = {class {class sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 Sending Sending proxy proxy list list {class {class sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 sidam.rdp.req=mobics.network.wiredinterface@50f2d244 sending sending update update curr curr loc... loc... Updating Updating location location setting setting current current location location update update curr curr loc loc sended... sended... Forwarding Forwarding Res Res to to local local Mh Mh mh] mh] Result Result RDP RDP = = Sending Sending Ack Ack for for current current proxy proxy location location server] server] ACK ACK received received for for message message 0 0 Broadcasting Broadcasting RemPList RemPList Removing Removing proxy proxy list list Removing Removing proxy proxy list list Removing Removing proxy proxy list list mh.receive(new Request(...)); Criação de uma Simulação Determinística Em uma subclasse de DetermSimulation: Implementar os métodos configure() e script() Em configure,, criar os objetos que compõem o ambiente simulado (ex( ex: : servidor, Mhs, MSSs, wiredlinks,, etc.) Em script,, escrever o código do script determinístico

23 Simulação Determinística: Exemplo package MyProject.simulation; import mobics.network.*; import mobics.simulation.*; import mobics.controller.deterministic.*; import MyProject.entities.*; import MyProject.messages.*; Public class class DeterSim1 extends DetermSimulation { private MyMh MyMh Mh1; Mh1; private MyMss MyMss Mss1; Mss1; private Cell Cell C1; C1; public DeterSim1() {super(); // // construtor public void void configure() { C1 C1 = new new Cell(); Mh1 Mh1 = new new MyMh( ) Mss1 Mss1 = new new MyMss( ) public void void script() { // // comandos do do script Executando o Simulador Código no programa do usuário Public TesteCenario1() { public static void main(string args[]) { try try { System.out.println( Começo... ); DeterSim1 det_sim = new new DeterSim1(); det_sim.start(); catch (Exception e ); ); {...

24 Evitando Erros no Script Determinístico A ordem de execução de ações em diferentes elementos simulados é não-determinística e pode estar defasada. Comandos de depuração (println) podem produzir resultados inesperados e variáveis, caso haja outros comandos naquele passo. O comando next() pode ser sempre usado como uma primitiva para impor uma sequência deterministica das ações, ou criando passos de simulação vazios (para avançar o tempo simulado). Obs: Em alguns casos é necessário incluir vários next() para garantir a finalização dos eventos do passo anterior. Simulação Estocástica Permite a avaliação do desempenho (complexidade de mensagens) através de testes exaustivos. Usuário define: Padrão de comportamento dos elementos simulados (falhas, atrasos, etc.) Modelo de mobilidade O modelo de simulação pode ser programado (extensão de classes) e configurado pelo usuário (instanciação de objetos). A cada elemento simulado é associado um objeto que define os eventos (aleatórios a serem gerados neste elemento ) Modelo de simulação pode ser arbitrariamente complexo!

25 Programação de Modelos de Simulação Geração de Eventos usuário define os tipos de eventos a serem gerados,, e define a periodicidade de ocorrência (escalonamento) MobiCS define classes base com facilidades para geraçã ção de número aleatórios (randomgenerator), escalonamento de eventos (scheduler)) etc. Modelo de Mobilidade Determinar vizinhança entre células Geração de Evento MoveTo Mapeamento: Localização Célula Simulação Estocástica Implementada Modelo de Simulação Implementado Atividade e Atração Modelo de Mobilidade Atividade: prob. de Mh estar conectado à rede Atração: prob. de Mhs estarem na região de uma célula Mobilidade Probabilidade do Mh migrar para outra célula Vizinhança entre células Qualidade da comunicação sem fio (LinkSimModel) Padrão de requisições (EventModel) Neste modelo: apenas os hosts móveis geram eventos

26 Programação de Modelos de Simulação Canais de Comunicação usuário pode definir ir o delay da mensagem pelo canal: pode depender do tamanho da mensagem, distância entre elementos, ou qualquer outro parâmetro (nr. de hops) Wired Exemplo delaysend(netmessage m) Wireless delaysend(netmessage this.throughput); m, Location L 1, Location L 2 ) public class MyLinkModel extends LinkSimModel { public long delaysend (NetMessage msg) { return (msg.getmessage().getsize() // Outro Exemplo: Modelo do Canal Atraso escolhido ao ao acaso entre (T-2, T+2) public class class LinkModel extends LinkSimModel{ private int int tms2; tms2; private Random randomgen; public LinkModel( int int t ) { tms2 tms2 = t; t; randomgen = new new Random(System.currentTimeMillis()); public long long delaysend( NetMessage netmessage ) { double rand rand = randomgen.nextdouble(); double normalrand = rand*(tms2 + 2)/(tms2-2 ); ); normalrand = normalrand + 2.0; 2.0; long long delay delay = ( long long ) Math.floor( normalrand ); ); return delay;

27 A Classe MhEventGen Classe que implementa o modelo de simulação para cada Mh (subclasse de classe EventGenerator) Cria objetos para geração dos diferentes tipos de eventos (instâncias de subclasses de EventModel) Por exemplo: MhMoveEventModel = implementa modelo de migração evento Mh.MoveTo(newCell) MhReqEventModel = implementa o modelo de geração de requisições para o protocolo evento Mh.Receive(RDPreq) usa timescheduler.addevent p/ escalonar geração periódica de eventos (a cada T unidades de tempo simuladas) A Classe MhEventGen Exemplo // MhEventGen: classe que implementa geracao de eventos para o Mh import mobics.simulation.models.*; public class MhEventGenerator extends EventGenerator { public MhEventGenerator( double probmove, int numneighbors, double probreq, long tms, MyServer[] servers ) { super(); move_em = new MyMoveEventModel( probmove, numneighbors ); req_em = new MyReqEventModel( probreq, tms, servers ); timerscheduler.addevent( 10, move_em ); // geracao de evento de migraçao a cada 10 UTS timerscheduler.addevent( 10, req_em ); // geracao de evento de requisicao a cada 10 UTS timerscheduler.addevent( 500, new StopEventGeneration( timerscheduler ) ); // fim da simulação private MyMoveEventModel move_em; private MyReqEventModel req_em;

28 Classe MyMoveEventModel Implementa o modelo de mobilidade Estende a classe EventModel Define probabilidade de migração e célula inicial de cada Mh método generateevent(element owner) determina se um evento de migração vai ser gerado obtém lista de células vizinhas à celula atual baseado na atração das células vizinhas calcula probabilidade relativa de migração para cada uma delas cria um novo objeto MoveTo(Mh,cell)onde cell é a célula destino A Classe MyMoveEventModel Exemplo // MhMoveEventGen: classe que implementa geracao de eventos de migração para Mhs import java.util.random; import mobics.controller.*; import mobics.network.*; import mobics.simulation.models.*; public class MyMoveEventModel extends EventModel { private Cell currentcell; private double probmove; private Random rnd; private int numneighbors; public MyMoveEventModel( double p, int num_neighbors ) { // construtor super(); currentcell = null; probmove = p; numneighbors = num_neighbors; rnd = new Random( System.currentTimeMillis() ); public Activity generateevent( Element mhowner ) { // codigo simplificado Mh mymh = (Mh) mhowner; if ( randomgenerator.nextboolean (probmove) { currentcell = currentcell.getneighbour() [rnd.nextint(numneighbors)]; return new MoveTo(mymh, currentcell);

29 A Classe MyReq ReqEventModel Exemplo public class MyReqEventModel extends EventModel { private int nextcontent; /** Creates new MhReqModel */ public MhReqEventModel( int startreq ) { super(); nextcontent = startreq; public Activity generateevent( Element element ) { Receive retval = null; SingletonParamsSim params = SingletonParamsSim.getInstance(); MhMIpEntity mh = ( MhMIpEntity ) element; int i = randomgenerator.nextint( 2 ); MssMIpEntity server = params.getservers()[i]; Req req = new Req(mh.getWlAddress(),mh.getHA(), server.getwraddress(), nextcontent ); nextcontent++; //System.out.println( "Gerando evento de receive***********************" ); //System.out.println( "Msg: " + req ); //System.out.println( "MssResponsável: " + mh.getmssresp() ); if ( mh.getmssresp()!= null ) { retval = new Receive( mh.getmssresp(), req ); return retval; A Classe MyStochSimulation Onde é definida a simulação estocástica (Extensão de StochSimulation) usada para declarar e inicializar os elementos simulados método configure criação das células, associação com os MSSs, criação da topologia de interconexão de MSSs (usando WiredLink) cria os objetos de MyMh (passando objeto MhSim) posicionando-os nas células simulação iniciada através do método start

30 A Classe MyStochSimulation Exemplo import mobics.network.*; import mobics.simulation.*; import mobics.controller.*; import mobics.simulation.models.*; public class MyStochSimulation extends StochSimulation { public MyStochSimulation( ( double probmove,, double probreq,, long tms ) { // inicialização de variáveis estatísticas this.probmove = probmove; this.probreq = probreq; this.tms = tms; public void configure() { /*declara e instancia elementos, celulas,, links e relação de vizinhança */ public void measurestats() { /* calcula variaveis estatísticas */ private // variáveis estatísticas private MyMh[] h; private MyServer[] servers; private MyMss[] MSS; private Cell[] servcells,, cells; private WiredLink[][] wr_serv serv_mss, wr_mss_mss; Método configure Exemplo public void configure() {... h = new MyMh[9]; servers = new MyServer[2]; MSS = new MyMss[3]; servcells = new Cell[2]; cells = new Cell[3]; wr_mss_mss = new WiredLink[3][3]; wr_serv serv_mss = new WiredLink[2][3]; for( i=0; i < servcells.length; i++ ) servcells[i] = new Cell(); for( i=0; i < cells.length; i++ ) cells[i] = new Cell(); // definindo as vizinhanças entre celulas Cell[][] neighbors = { { cells[1], cells[2], { cells[0], cells[2], { cells[0], cells[1] ; for( i=0; i < cells.length; i++ ) cells[i].setneighbor setneighbor( ( neighbors[i] ); for( i=0; i < servers.length; i++ ) servers[i] = new MyServer( ( "serv" serv"+i, sim, servcells[i], EventGenerator.nullEventGenerator nulleventgenerator() ); // continuação

31 Método configure Exemplo continuação // criando os MSSs for( i=0; i < MSS.length; i++ ) MSS[i] = new MyMss( ( "MSS"+i, sim,, cells[i], new MhLinkModel(1) ); // criando os enlaces entre servidores e MSSs for( i=0; i < wr_serv serv_mss.length; i++ ) for( j=0; j < wr_serv serv_mss[i].length; j++ ) wr_serv serv_mss[i][j] = new WiredLink( ( servers[i], MSS[j], sim, new MssLinkModel( ( 5, 10 ) ); // criando os enlaces entre MSSs for( i=0; i < wr_mss_mss.length; i++ ) for( j=i+1; j < wr_mss_mss[i].length; j++ ) wr_mss_mss[i][j] = new WiredLink( ( MSS[i], MSS[j], sim, new MssLinkModel( ( 5, 10 ) ); // criando os Mhs for( i=0; i < h.length; i++ ) h[i] = new MyMh( ( "h"+i, MSS[i/3], sim, probmove,, neighbors[i/3].length, probreq, TMS,, servers ); Contando Eventos na Simulação Estocástica //***** Estados da Simulacao Estocastica ***** private static int totalhoprep = 0; private static int totalhopbindingupdate = 0; private static int totalrep = 0; private static int totalreprecebidos = 0; //*** Consulta/alteração do Estados da Simulacao Estocastica *** public static synchronized int gettotalhoprep() { return totalhoprep; public static synchronized void inctotalhoprep(int i) { totalhoprep += i; public static synchronized int gettotalhopbindingupdate() { return totalhopbindingupdate; public static synchronized void inctotalhopbindingupdate(int i) { totalhopbindingupdate += i;

32 Contando Eventos na Simulação Estocástica Estender WiredLink para incluir um tratador de eventos onsend (para NetMessage), que é chamado sempre que uma mensagem wired wired é enviada. public class MyWiredLink extends WiredLink { private int numhops; public MyWiredLink (...) {... numhops = linkmodel.getnumhops(); public void onsend(netmessage m) { super.onsend(m);... if (m.getmessage() instanceof BindingUpdate) { System.out.println("[#### MyStochSim - ONSEND ###] INC BindingUpdate"); inctotalhopbindingupdate(numhops); else if ((m.getmessage() instanceof Rep_Fh_Mss) (m.getmessage() instanceof RepTun_Mss_Mss)) { System.out.println("[#### MyStochSim - ONSEND ###] INC Rep no Wired"); inctotalhoprep(numhops); A Classe MyMh Derivada da Classe Mh Na construção do objeto passa-se se o modelo de simulação escolhido (como parâmetro do construtor da superclasse Mh). public MyMh (String name, Simulator sim) { super(name, sim, new MhSim()); rdp = new RDPMh(this); protocolnotifier.attach(this.rdp) sim pode ser tanto um modelo determinístico ou estocástico Instancia-se se um objeto que implementa uma instância do protocolo (rdp)) e registra-se se esta instância

33 Exemplo de Análises do Modo Estocástico Para o protocolo RDP: como o #(ForwardResult ForwardResult)/ Requisição é afetado pela Probabilidade de Mobilidade ForwardResult / Requests Migration Factor Tamanho médio de of proxylist em função da taxa Requisição/Migração (Call-to to-mobility Ratio) Alguns Cuidados ao Programar Toda mensagem (objeto Java) ) deve ser clonado para o envio. Antes de começar a execução do protocolo, mover explicitamente cada Mh para a sua célula incical. (Mh1. Mh1.MoveTo(cell1) Na simulação determinística: nunca coloque um Mh.send send(..) em seu script,, pois o seu protocolo deve fazer isto a partir de uma requisiçao da aplicação. Por exemplo: mh.receive(new Request(...)); acrescente alguns next() no final do script para garantir que todas as mensagens sejam processadas

34 Experiência com o MobiCS Modelo de Programação de Protocolos Simples. Uso de Java facilitou a implementaçã ção. Programaçã ção o não n é thread-safe safe,, háh compartilhamento de estruturas de dados nos protocolos. Modularizaçã ção o em micro-protocolos é limitada. Documentaçã ção o ainda insuficiente (javadoc( e exemplos) Experiência com o MobiCS Simulação Determinística Mecanismo de exceções de Java foi útil. Permitiu detecção de erros não-determinísticos (quando há varios eventos concorrentes). Detecção de erros no protocolo é facilitado pois cenários teste são controlados Simulação Estocástica Programação dos modelos de simulação é simples e flexível. Log de eventos ajudou identificar erros nos protocolos não detectados na simulação determinística

35 Experiência com o MobiCS Simulação Estocástica (cont.) Dificuldade para identificar no log as informações relevantes e associá-las aos elementos simulados. Principal dificuldade: Instante da geração de um evento instante do processamento do evento Exemplo: decisão sobre célula destino de uma migração a partir da atual Mh.getMSS getmss(). ().getcell() devolve a célula no instante da geração do evento em vez disto, guardar referência para celula atual e atualizar a cada processamento Artigos Rocha, Endler: : MobiCS MobiCS: : An Environment for Prototyping and Simulating Distributed Protocols for Mobile Networks, IEEE MWCN2001. Rocha, Endler: : Flexible Simulation of Distributed Protocols for Mobile Computing, ACM MSWiM,, Boston Rocha, Endler: : Um Simulador de Protocolos para Computação Móvel.. 2 o WCSF, maio Endler,, Silva: A Reliable Connectionless Protocol for Mobile Clients.. DT-SIDAM SIDAM ime.usp.br/~ /~sidam URL: puc-rio.br/~ /~endler/publ.html

36 Sites Home-page page(s): ou rio.br/~endler/mobics/ ( códigos fonte de outros exemplos) Lista de discussão: lista: rcarocha-mobics mobics@lcpd.ime.usp.br cadastramento: rcarocha@acm acm.org Estas transparências: em rio.br/~endler/mobics/