Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- isrm:laboratoare:02 [2016/09/29 18:57]
dragos.niculescu
+++ isrm:laboratoare:02 [2019/02/28 20:45] (current)
mbarbulescu
@@ Line 1: / Line 1: @@
 ==== Laboratorul 2 ====
+Cuprins
+   - introducere în gnuplot
+   - introducere în awk
+   - comenzi utile în shell
+   - wireless ns-2
-== Introducere în gnuplot ==
-  * [[ http://www.gnuplotting.org/plotting-data/ | introducere în gnuplot ]]
+=== 1. Introducere în gnuplot ===
-  * **Exercițiul 1** realizați folosind ''gnuplot'' graficul din laboratorul 1. Indicați semnificațiile axelor și legenda. Salvați imaginea în format ''png/svg'', și scriptul pentru restaurarea imaginilor.
-       * Exemplu<code>
+Plotarea datelor ((Ghid bazat pe [[ http://www.gnuplotting.org/plotting-data/ | Gnuplotting ]])) rezultate din măsurători sau
+simulări este probabil cea mai frecventă utilizare a programului
+gnuplot. Gnuplot
+are două moduri generale de funcționare - interactiv și script. În
+modul interactiv, fiecare comandă este scrisa la promptul gnuplot, cu
+posibilitatea de a folosi la sfârsit comanda save pentru a
+salva comenzile într-un script. Un script scris manual, sau obtinut
+cu save poate fi pasat ca parametru programului gnuplot
+pentru a genera grafice.
+Datele discrete de intrare corespund funcțiilor date
+prin puncte. Avem nevoie de un fișier de date de intrare și de câteva
+comenzi pentru a manipula datele. Vom începe cu plotarea de bază a
+datelor simple și apoi vom analiza plotarea datelor cu erori.
+== Date simple ==
+La început, vom analiza un fișier de date. Acesta poate fi un fișier text care c
+onține datele ca coloane. Considerăm fișierul de date numit  plotting\_data1.dat
+ ce conține ( gnuplot-ul ignoră liniile care încep cu diez \#):
+<file txt data1>
+ # comentarii
+ # X Y
+2
+3
+2
+1
+</file>
+Poate fi plotat scriind:
+<code gnuplot>
+set style line 1 lc rgb '#0060ad' lt 1 lw 2 pt 7 ps 3.5
+plot 'data1' with linespoints ls 1
+</code>
+Aici setăm tipul de punct (pt) și dimensiunea punctului
+(ps), și culoarea (lc) de utilizat. Pentru stilurile de puncte și linii disponibile, puteți să
+rulați comanda **test** la promptul gnuplot. Imaginea rezultată este
+{{ :isrm:laboratoare:02:gnuplot:plotting_data1.png?nolink |}}
+Dacă avem colecții de puncte care reprezintă date ne-continue, putem
+indica aceasta prin introducerea unei linii
+libere între date
+<file txt data2>
+ # data2
+ # XY
+2
+3
+2
+1
+</file>
+{{ :isrm:laboratoare:02:gnuplot:plotting_data2.png?nolink |}}
+Dacă dorim să folosim altă culoare pentru cel de-al doilea set de date
+care este totuși în același fișier, putem introduce încă o linie
+liberă. Apoi trebuie să indexăm blocul de date începând cu comanda 'index'.
+<file txt data3>
+ # data3
+ # Primul bloc de date (index 0)
+ # X Y
+2
+3
+ # Al doilea bloc de index (index 1)
+ # X Y
+2
+1
+</file>
+Și plotăm cu comenzile:
+<code gnuplot>
+# albastru:
+set line style 1 lc rgb '# 0060ad' lt 1 lw 2 pt 7 ps 3.5
+# roșu:
+set line style 2 lc rgb '# dd181f' lt 1 lw 2 pt 5 ps 3.5
+plot 'data3' index 0 w lp ls 1 , \
+      '' index 1 w lp ls 2
+</code>
+Atenție, gnuplot dorește toată comanda pe o singură linie, de aceea poate fi necesar un backslash "\".
+După cum putem vedea, am adăugat un alt tip de culoare și punct și am
+reprezentat cele două seturi de date utilizând indexul și separat
+parcelele cu o virgulă. Pentru a reutiliza ultimul nume de fișier,
+putem folosi un nume vid \'\'. Rezultatul este
+{{ :isrm:laboratoare:02:gnuplot:plotting_data2.png?nolink |}}
+== Date cu erori ==
+O necesitate frecventă este reprezentarea datelor cu bare de erori
+pentru a indica de exemplu comportarea funcției într-un punct. În
+următorul exemplu avem măsurători ale puterii pentru o rezistență
+dată, stocate în formatul: r, P, Perror care poate semnifica eroarea
+de măsurare a puterii:
+<file txt battery.dat>
+# X Y stddev
+.000000 0.036990 0.007039
+.000000 0.036990 0.007039
+.000000 0.038360 0.007053
+.000000 0.042160 0.007050
+.000000 0.043200 0.007018
+.000000 0.046900 0.007021
+.000000 0.048840 0.006963
+.000000 0.052000 0.006929
+.000000 0.055470 0.006947
+.000000 0.060000 0.006882
+.000000 0.064660 0.006879
+.000000 0.069600 0.006936
+.000000 0.079800 0.007080
+.000000 0.086920 0.007232
+.000000 0.085500 0.007262
+.000000 0.101260 0.008415
+.000000 0.091000 0.011203
+.000000 0.081480 0.011828
+</file>
+Vom plota astfel:
+<code gnuplot>
+ set xrange [ -2 : 52 ]
+ set yrange [ 0 : 0.12 ]
+ set format y '% .0s'
+ plot 'battery.dat' using 1:2:3 \
+      w yerrorbars ls 1 , \
+      '' using  1:2 w lines ls 1
+</code>
+Valorile puterii sunt stocate în Watt în fișierul de date, dar au
+valori mai mici decât 1. De aceea dorim să folosim mW ca unitate de
+măsură. Așadar, am setat opțiunea de format pentru a spune
+gnuplot-ului să folosească "mantisa as base of current logscale", vezi
+documentația gnuplot . Apoi, cu indicația **using**, se
+specifică gnuplot ce coloane din fișierul de date ar trebui să
+utilizeze. Deoarece vrem să plotăm eroarea puterii și puterea, avem nevoie de
+trei coloane - 1,2, și 4. Folosind stilul de
+plotare  **yerrorbars** nu este posibilă combinarea punctelor cu o
+linie. Prin urmare, adăugăm o a doua linie la comanda **plot** pentru a
+combina punctele cu o linie. Acest lucru va rezulta în:
+{{ :isrm:laboratoare:02:gnuplot:battery_data.png?nolink |}}
+Putem evita comanda **set format** din ultimul grafic prin manipularea
+directă a datelor de intrare:
+<code gnuplot>
+ set yrange [ 0:120 ]
+ plot 'battery.dat' using 1:($2*1000):($3*1000)\
+                    w yerrorbars ls 1
+</code>
+Atenție, sunt necesare paranteze în jurul
+expresiilor pe coloană, iar numărul coloanei este indicat cu caracterul \$.
+În ultimul grafic adăugăm date teoretice și o legendă:
+<code gnuplot>
+# Legendă
+set key at  50,112
+set xlabel 'Resistance (ohm)'
+set ylabel 'Power (mW)'
+# Curba teoretică
+P(x) = 1.53**2 * x/(5.67 + x)**2 * 1000
+plot 'battery.dat' using 1:($2*1000):($3*1000) \
+                    title "Power" w yerr ls 2 , \
+      P(x) title 'Theory' w lines ls 1
+</code>
+În general, legenda este activată cu comanda **set key**, iar poziția sa poate fi specificată prin **set key top left**,
+etc. Puteți, de asemenea, să o setați direct la un punct așa cum am
+făcut-o aici, pentru a avea suficient spațiu între legendă și
+ticuri. Cuvântul cheie din titlu în comanda plot specifică textul
+care va fi afișat în legendă.
+{{ :isrm:laboratoare:02:gnuplot:battery.png?nolink |}}
+  * Alte comenzi utile gnuplot:
+<code gnuplot>
+set term png       # setează terminalul într-un format
+set out 'file.png' # va plota într-un fisier
+set xrange [0:4]   # domeniul funcției
+set ytics 0.2      # axa y etichetată la 0.2
+test               # afișează puncte/linii cu stilul default
+replot             # redesenează
+help plot with     # manual la prompt
+save 'file.plot'   # creează un script pt plotul curent
+</code>
+ **Exercițiul 1** realizați folosind ''gnuplot'' graficul din laboratorul 1. Indicați semnificațiile axelor și legenda. Salvați imaginea în format ''png/svg'', și scriptul pentru restaurarea imaginilor.
+       * Exemplu<code gnuplot>
 plot 'out.tr' using 1:2 t "TCP" with lp, \
      'out.tr' using 1:3 t "UDP" with lines lw 3
@@ Line 17: / Line 216: @@
 </code>  {{:isrm:laboratoare:02:lab02bw.png?300|}}
-== Introducere în awk ==
+=== 2. Introducere în awk ===
     * AWK (K vine de la Kernighan) este mic, simplu, și rapid, spre deosebire de perl sau python. Nu poți face tot ce faci în perl/python, dar poți face foarte ușor multe taskuri de procesare de text. Are o sintaxă apropiată de C, dar preferă datele organizate pe coloane, ca foarte multe date în rețelistică: trace-uri de simulare, tcpdump, loguri, etc. Un mare avantaj este ca poate fi rulat direct de pe linia de comandă, fără a mai folosi un script separat - de multe ori apare într-un pipeline cu cat, sed, tr.
-    * În cazul cel mai des întâlnit, se specifică un program care este rulat succesiv pentru fiecare linie de intrare: <code>cat trace.out | awk '{print $2}'</code> afișează coloana a doua a fiecărei linii. De exemplu, pentru acest fișier: <file txt trace.out>
+    * În cazul cel mai des întâlnit, se specifică un program care este rulat succesiv pentru fiecare linie de intrare: <code awk>cat trace.out | awk '{print $2}'</code> afișează coloana a doua a fiecărei linii. De exemplu, pentru acest fișier: <file txt trace.out>
 2    0.2
 3 0.3
@@ Line 26: / Line 225: @@
 3 0.1
 4 0.05 </file>
-    * <code>cat trace.out | awk '{print $1+$2, $2 $3, i++;}'</code> produce <code>
+    * <code awk>cat trace.out | awk '{print $1+$2, $2 $3, i++;}'</code> produce <code>
 20.2 0
 30.3 1
@@ Line 40: / Line 239: @@
        * tipurile sunt slabe - int, float, string, din context
        * spațiu este operator de concatenare pe stringuri
-    * <code>cat trace.out | awk 'NF==3 { s+=$3; n++} /1[2-3]/{print $0} END{print  n, s/n}'</code> produce <code>
+    * <code awk>cat trace.out | awk 'NF==3 { s+=$3; n++} /1[2-3]/{print $0} END{print  n, s/n}'</code> produce <code>
 2 0.2
 3 0.1
@@ Line 51: / Line 250: @@
 /**********************
-  - Exercițiul 2: Folosind <code>set qfile [$ns monitor-queue $n3 $n4  [open queue.tr w] 0.1]
+  - Exercițiul 2: Folosind <code tcl>set qfile [$ns monitor-queue $n3 $n4  [open queue.tr w] 0.1]
 [$ns link $n3 $n4] queue-sample-timeout; </code>
  plotați dimensiunea în pachete cozii pe link-ul de ieșire [[http://www.mathcs.emory.edu/~cheung/Courses/558-old/Syllabus/90-NS/trace.html#QMon | Formatul]] fișierului queue.tr
      * {{:isrm:laboratoare:02:lab02qsize.png?300|}}
 ************************/
-  - **Exercițiul 2**: În laboratorul 1, folosiți <code tcl>$tcp attach [open tcp.tr w]
+ **Exercițiul 2**: În laboratorul 1, folosiți <code tcl>$tcp attach [open tcp.tr w]
 $tcp trace cwnd_
 $tcp trace rtt_ </code>
@@ Line 65: / Line 265: @@
        * Care este relația dintre RTT și debite?
- == ns-2 wireless ==
-Citiți [[ http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial/nsscript5.html | Marc Greis tutorial secțiunea IX ]].
+ === 3. comenzi utile de shell ===
+  * bash face toate calculele pe integer. <code bash>
+$ x=5
+$ echo $(($x / 3))
+
+</code>
+  * <code bash>
+$ awc() { awk "BEGIN{print $*}"; }
+funcția poate fi adăugata la .bashrc
+$ awc "$x / 3"
+.66667
+</code>
+  * este necesar adesea să rulăm o buclă de pe linia de comandă <code bash>
+$for i in `seq 10 2 20`; do awc "$i / 10"; done
+
+.2
+.4
+.6
+.8
+
+$
+</code>
+  * în multe cazuri se lucrează direct de la prompt pentru a pregăti datele de plotat
+  * script one liner <color red>**foarte des folosit în majoritatea laboratoarelor**</color>, datele vor fi pe ecran și în fișierul "out.a"  <code bash>
+$ i=1; while [ $i -le 10 ]; do echo -n "$i "; ns ./script.tcl -rate0 "$(($i*100))Kbps"| grep Throughput |head -n1 | awk '{print $2}'; i=$(($i+1)); done | tee ./out.a
+505744.0
+989296.0
+1495040.0
+2026480.0
+2504192.0
+3004096.0
+3143088.0
+3120896.0
+3118560.0
+3124400.0
+$</code>
+    * atenție la spațiile de lânga parantezele drepte, și de lângă do, done. atenție la ; după fiecare comandă; înainte de do, done
+    * ''echo -n'' nu printează un CR la sfârsitul liniei, util pentru a ține un experiment pe o linie
+    * ''ns ./script.tcl'' produce un output de tipul ''Throughput 505744.0 bps'' din care reținem cu **awk** doar câmpul 2
+    * ''head -n1'' reține doar prima linie de Throughput
+    * comanda ''tee'' lasă outputul pe ecran, dar îl salvează și în fișierul **out**, gata de plotat
+ === 4. wireless ns-2 ===
+Citiți [[ http://www.mathcs.emory.edu/~cheung/Courses/558-old/Syllabus/90-NS/4-Wireless/intro.html | ns2 wireless tutorial ]]
+[[ http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial/nsscript5.html | Marc Greis tutorial secțiunea IX ]].
     * Exemple de linii din trace cu newtrace:<code>
 r -t 0.016905500 -Hs 1 -Hd -2 -Ni 1 -Nx 0.00 -Ny 75.00 -Nz 0.00 -Ne -1.000000 -Nl MAC -Nw --- -Ma 0 -Md 1 -Ms 0 -Mt ACK
@@ Line 97: / Line 345: @@
       * detaliu http://www.isi.edu/nsnam/ns/doc/node186.html
-  - Exercițiul 3: modificați ''simple-wireless.tcl'' din Marc Greis sec IX pentru
+ **Exercițiul 3**: modificați ''simple-wireless.tcl'' din Marc Greis sec IX pentru
     * a utiliza noul format de trace ( cu ''$ns_ use-newtrace'')
-    * a monitoriza evenimentele de la nivelele 2 și 3
+    * a monitoriza evenimentele de la nivelele 2 și 4 (agent și MAC)
     * a avea o coadă de doar 10 pachete în interfața wireless
+    * identificați în trace cadrele de tip CTS, ACK, ack, tcp.
+    * la ce moment începe transferul propriuzis (nodurile sunt suficient de aproape pentru a schimba cadre)? ((cat simple.tr | grep  '^r.*AGT.*ack.*tcp' | awk '{print \$3, \$47}'| head ))
+    * Desenați o diagramă cu transferul unui segment TCP între noduri, indicând tipurile cadrelor/pachetelor.
     * calculați numărul de cadre de date(tcp)pierdute de fiecare nod la nivelul 2 - MAC  (( cat simple.tr | grep '^d' | grep MAC | grep 'tcp'  | grep -v 'ack' | wc -l))
     * calculați numărul de cadre de date(tcp)pierdute de fiecare nod la nivelul 3 - IFQ  (( cat simple.tr | grep '^d' | grep IFQ | grep 'tcp'  | grep -v 'ack' | wc -l))
@@ Line 112: / Line 363: @@
     * comparați pierderile între cadrele ACK și RTS (( ACK=0 pierderi, RTS=14 pierderi. Dacă nodurile sunt în apropiere, conversația RTS-CTS-Date-ACK se desfășoară cu bine, nu se pierd ACK-uri. La distanță mare, destinația nu răspunde la RTS, deci sunt pierdute, și nu se mai ajunge la ACK.))
     * justificați diferențele
-  - dezactivați RTS/CTS folosind <code>Mac/802_11 set RTSThreshold_    3000</code> și comparați performanța TCP cu cazul precendent. Sugestie: plotați evoluția în timp a numerelor de secvență   ((Numărul de secvență în timp este de fapt throughput. RTS-CTS introduce un overhead, de fapt timp pierdut, care duce la un throughput redus. ))
-    * <code> cat simple.tr | grep '^r'  | grep AGT | grep tcp | grep -v ack | awk '{print $3, $47}' </code>
+ **Exercițiu 4** dezactivați RTS/CTS folosind <code>Mac/802_11 set RTSThreshold_    3000</code> și comparați performanța TCP cu cazul precendent. Sugestie: plotați evoluția în timp a numerelor de secvență. Numărul de secvență în timp este de fapt throughput. RTS-CTS introduce un overhead, de fapt timp pierdut, care duce la un throughput redus.
-    * {{:isrm:laboratoare:02:lab02tcp_rts.png?300|}}
+   * <code bash> cat simple.tr | grep '^r'  | grep AGT | grep tcp | grep -v ack | awk '{print $3, $47}' </code>
+   * {{:isrm:laboratoare:02:lab02tcp_rts.png?300|}}

isrm/laboratoare/02.1475164624.txt.gz · Last modified: 2016/09/29 18:57 by dragos.niculescu

Show page Old revisions

Media Manager Back to top

Differences

Cursuri

Laboratoare

Resurse