Tutustu sivun ohjeisiin. Palauta kuvaruutukaappaus, jossa näkyy asiakkaan ja palvelimen välinen tiedonsiirto sekä pakettikaappaus liikenteestä tai muokatut koodit jos et saa toimimaan. Asiakkaasi testaamiseen voit kokeilla RTSPServer.jar tiedostoa. Käynnistys komentoriviltä, jotta voi antaa palvelimelle RTSP portin jota kuunnella, esim. java -jar RTSPServer.jar 554. Videotiedosto pitää olla samassa kansiossa palvelimen kanssa. Kun RTSP kommunikaatio toimii, joudut vielä toteuttaa RTPPacket.java tiedoston muutokset että RTP pakettien lähetyksen toimimaan Server.java tiedoston kanssa, eli ilman jar palvelinta. Asiakkaalla testatessa huomaa välilyönti -merkit

Transport: RTP/UDP; client_port= 25000

. Palvelin kaatuu poikkeukseen jos väli puuttuu. Jätin jar tiedostoon tuon ominaisuuden, koska se on alkuperäisessä palvelimessa. Huom: välilyönnin vaatiminen on vastoin RTSP protokollan määrityksiä RFC 2326 sivu 60.

1. (4p) Toteuta asiakassovellukseen RTSP viestien välitys.
2. (4p) Toteuta RTP paketin muodostus.
3. (4p) Kaappaa loopback liikenne, jossa näkyy kaikki mahdolliset RTSP viestit (jotka asiakkaallasi voi generoida) sekä RTP liikenne. Loopback liikenteen voi Windows käyttöjärjestelmässä kaapata esim. RawCap ohjelmalla, tai tekemällä virityksiä Wireshark:ia varten.

Kurssin Multicast asiakassovellus on TIEA322MulticastChat.jar. käynnistä asiakas tai useampi, liity ryhmään ja lähetä tekstiä

1. (1p) Kaappaa liikenne (palauta suodatettu kaappaus)
2. (1p) Mitkä ovat IGMP paketin lähettäjän sekä vastaanottajan IP ja MAC osoitteet?
3. (2p) Missä on määritelty Multicast vastaanottajan (ryhmän) IP ja MAC osoitteet? Tarkoitus on siis selvittää RFC dokumentit.
4. (2p) Kuinka Multicast datapaketin vastaanottajan MAC osoite määritellään? (löytyy esim. edellisen tehtävän vastauksen dokumenteista)
5. (5p) Selvitä Multicast datapakettien kaappausten perusteella MulticastChat Protokollan käyttämä kehysrakenne. Keshysrakenteessa on täytekenttä jonka bitit ovat aina nollia.
6. (1p) Selvitä myös protokollan käyttämien eri viestien arvot ja niitä vastaavat toiminnot.

Palauta suodatettu pakettikaappaus ensimmäiseen kohtaan, sekä sanalliset vastaukset muihin kohtiin.

Toteuta oma asiakas joka osaa liittyä Multicast ryhmään ja käyttää MulticastChat Protokollaa

Arvosteluun vaikuttaa

1. (4p) koodin kommentointi
2. (5p) sovellus kykenee vastaanottamaan paketteja ja tulostamaan näyttöön toisten asiakkaiden viestit (sekä tulkitsemaan kaikkien kenttien arvot oikein)
3. (5p) sovellus kykenee lähettämään viestejä (kehysrakenne oikea ja kehysten kentien arvot oikein/järkevät)
4. (5p) "Yhtäaikainen" lähetys sekä vastaanotto (joko säikeistämällä tai esim. soketin timeoutilla)
5. (5p) Palauta pakettikaappaus liikenteestä jossa sinun sovelluksesi "keskustelee" kurssin sovelluksen kanssa.

Palauta linkki koodeihin.

MulticastChat protokollan versiossa 1 uusi käyttäjä ei tiedä ketä muita on chat ryhmässä. Kurssin asiakas päivittää käyttäjiä näkemiensä viestien perusteella, eli vain ne käyttäjät, jotka lähettävät jotain. Versioon 1 ei tarvitse tehdä käyttäjien päivitystä. Päivitetään protokolla versioon 2, jossa lisätään protokollaan yksinkertainen käyttäjien hallinta. Jokainen asiakas ylläpitää omaa listaa sen hetkisistä käyttäjistä. Kun uusi käyttäjä liittyy ryhmään, joku vanhoista käyttäjistä lähettää koko ryhmälle oman version jäsenlistasta

Protokollaan lisättävä toiminnallisuus (versio numero 2)

1. (1p) Kun liitytään ryhmään JOIN (1) viestillä, lisää itsesi käyttäjälistaan
2. (1p) Kun näet jonkun muun liittyvän, lisää hänet omaan listaasi ja...
3. (1p) ...aloita satunnainen ajastin, millisekunteina, esim. väliltä 500 - 5000
4. (1p) Jos ennen ajastimen laukeamista vastaanotat jäsenen päivitysviestin (4), eli joku muu ehti lähettää sen ennen sinua, älä lähetä jäsenen päivitysviestiä. Muutoin lähetä jäsenen päivitysviesti (4) ajastimen lauetessa.
5. (1p) Jos omassa listassa on vain yksi nimi (eli käyttäjä on juuri liittynyt ryhmään) lisää (4) viestin mukana olevat nimet listaan (paitsi oma nimesi)
6. (1p) Jos omassa listassa on enemmän kuin yksi nimi, niin käyttäjälista on jo aiemmin vastaanotettu, joten nyt vastaanotettu käyttäjälista voidaan jättää huomiotta. Tässä oletetaan että ei ole tapahtunut virhetilanteita, jolloin kaikkien käyttäjälistat ovat identtiset.
7. (1p) Tulosta listä käyttäjistä (4) viestin vastaanoton jälkeen tai ylläpidä sitä jotenkin muuten näkyvissä.
8. (1p) Viestien lähetyksen sekä vastaanoton tulisi toimia ajastimen aikana, mutta jos et saa toimimaan niin pienennä ajastimen väli esim. 100-1000 millisekunttiin
9. (1p) Kun näet jonkun poistuvan, poista hänet omalta listaltasi (ei tarvitse päivitysviestiä)
10. (1p) Protokollan kehysrakenne on sama kuin aiemmin seuraavin muutoksin: Versio numero on 2, Uuden jäsenen päivitysviestin numero on 4, ja uuden viestin dataosuudessa (datan pituus -kenttä kertoo koko dataosuuden pituuden) on listattuna ryhmän jäsenet [Nimen 1 pituus][Nimi 1][Nimen 2 pituus][Nimi 2]...[Nimen N pituus][Nimi N]. Hakasulut ovat tässä vain havainnollistamassa kenttien rajoja ja ne eivät kuulu kehyksessä lähetettävään dataan. [Nimen x pituus] on aina 1 tavun kokoinen kenttä.
11. (2p) Jos version 1 asiakas vastaanottaa version 2 paketin, käsitellään se normaalisti jos viesti on 1-3, eli version 1 tukema. Jos viestiä ei ole tuettu, jätetään paketti huomiotta.

Palauta linkki koodeihin sekä pakettikaappaus liikenteestä jossa ainakin viisi asiakasta liittyy ryhmään parin minuutin aikana, yksi asiakas käyttää versiota 1.

Huomaa että protokolla säilyttää kaikilla ryhmän jäsenillä saman tilan listasta, olettaen ettei tapahdu virheitä tiedonsiirrossa eikä paketteja katoa. Sitten syventävillä kursseilla lisätään sovelluksen ja soketin väliin virheitä ja pyritään korjaamaan protokollaa virheistä toipuvaksi :)

Vastaava jäsenten lisääminen ja jäsenien ylläpito ongelma on esim. pilvi-ympäristöissä, missä laskentaa ja tiedon tallennusta hajautetaan usealle palvelimelle. Isoissa datakeskuksissa, joissa on kymmeniä tuhansia palvelimia, kaatuu palvelin keskimäärin muutaman tunnin välein, joten täytyy olla protokollia jotka ylläpitävät listaa käytössä olevista palvelimista. Meidän yksinkertainen protokolla ei esim. selviä siitä jos joku asiakas kaatuu.

Toteuta sovellus valitsemallasi ohjelmointikielellä. Sovellukselle annetaan parametrina kaksi tiedostoa. Ensimmäinen tiedosto on reititystaulu, jossa on reititystaulun rivit omilla riveillään muodossa Aliverkko/Maski Next_Hop_Osoite. Esimerkkinä routingtable.txt, välilyönti, 1 tai enemmän toimii erottimena. Toisena tiedostona on omilla riveillään IP-osoitteita, joita forwartoidaan. Esimerkkinä iposoitelista.txt. Sovelluksen tulee osata käsitellä mielivaltaisia reititystauluja sekä IP-osoitelistoja. Sovelluksen tulee tulostaa osoitteille se minne ne välitetään, esim. 130.234.107.10 --> 0.0.0.0/0 via 192.168.0.14. Apuna voi käyttää esim. TIM-sivua.

Palauta linkki tiedostoihin.

Harjoituksen tarkoituksena on oppia IP (ali)verkkojen muodostamista sekä staattisen reitityksen ja oletusreittien rooli pakettien forwardoinnissa. Tämä harjoitus tehdään PSimulator2 verkkosimulaattorin uudella versiolla, koska alkuperäinen ei toimi Javan versiolla 8 ja sitä ei enää näytetä ylläpidettävän. PSimulator2:sta on tehty päivitys (versio 3) tukemaan Java 8:aa. Github:ista löytyy Release, lataa itsellesi backend ja frontend jar-tiedostot. Alla ohjeissa on vanhan nimiset jar -tiedostot, korvaa uusilla. Voit käyttää tehtävien tekoon apuna myös tätä sivua. Palauta kaikki ao. ohjeiden mukaan tallentamasi Omanimi*.xml tiedostot, joiden perusteella tehdään arvostelu.

1. (1p) Käynnistä java -jar psimulator2_frontend.jar ja muodosta topologian mukainen verkko.
2. 
2. (3p) Ympyröidyt laitteet tulee olla omissa (ali)verkoissaan. Eli määritä jokaiselle kytketylle laitteelle IP osoite ja aliverkkomaski (3p tehtävästä vain jos muitakin maskeja kuin /24). Työkalu aliverkon selvittämiseen. Tallenna ja palauta tiedosto nimellä OmanimiTopologia.xml.
3. (3p) Käynnistä Backend palvelin: java -jar psimulator2_backend.jar OmanimiTopologia.xml. Frontend: vaihda simulaatioon ja yhdistä (connect) backend serveriin. Ota telnet yhteys Ciscon reitittimeen (esimerkkejä käytössä olevista kommennoista) ja käynnistä liitännät, sekä lisää staattiset reitit edellisen kohdan (ali)verkoille. Vihje: enable -> configure terminal -> interface FastEthernet 0/x -> no shutdown -> (end/exit) -> ip route x.x.x.x (verkko) z.z.z.z (maski) y.y.y.y (next hop address). Huom: aseta Linux reitittimistä ip forwardointi päälle # editor /proc/sys/net/ipv4/ip_forward, ja vaihda arvo 0 arvoon 1.
4. (1p) Käynnistä simulaation pakettikaappaus ja pingaa Ciscon reitittimeltä jotain PC:tä tai Notebookia (ping pc.pc.pc.pc). Pysäytä kaappaus ja tallenna tapahtumat (save events) OmanimiEvents1.xml tiedostoon ja palauta tiedosto.
5. (2p) Aja tapahtumat play nappulalla ja tutki mikä laite pudottaa paketin. Lisää kyseisen laitteen reititystauluun rivi (toimivalle) oletusreitille ja kokeile pingata uudestaan. Nyt pitäisi toimia.
6. (2p) Ota telnet yhteys Linux reitittimeen joka on 'eri puolella' Ciscon reititintä, kuin pingattava PC/Notebook. Kokeile nyt pingata (ping pc.pc.pc.pc -c 4) samaa laitetta kuin aiemmin, ei onnistu. Lisää Linux reitittimen reititystauluun oletusreitti Ciscon reitittimen kautta.
7. (1p) Poista aiemmat tapahtumat, käynnistä pakettikaappaus, ja toista aiempi ping komento, tallenna tapahtumat OmanimiEvents2.xml tiedostoon ja palauta tiedosto.
8. (2p) Tutki kaappausta ajamalla tapahtumat uudestaan play -painikkeella ja etsi laite joka pudottaa paketit. Muokkaa sen laitteen reititystaulua siten että saat ping:in toimimaan.
9. (2p) Kun ping toimii tee vastaavat muutokset kaikkiin laitteisiin jotta ping viestit toimivat kaikkien laitteiden välillä
10. (3p) Pingaa joltain PC:ltä tai notebook:ilta kaikkia muita PC:eitä ja notebookkeja. Lähetä vain yksi ping viesti (ping pc.pc.pc.pc -c 1) kuhunkin laitteeseen ja kaappaa ne kaikki, tallenna tapahtumat OmanimiEvents3.xml tiedostoon ja palauta tiedosto.
11. (10p) Tietoverkot kurssilla on ollut reititystauluun ja reititykseen liittyvä demotehtävä esim. vuonna 2015 ja vuonna 2016. Muodosta tehtävän mukainen verkko, eli viisi reititintä sekä tehtävässä mainitut viisi IP osoitetta (tietokoneita). Olkoon tehtävässä näkyvä reititystaulu reitittimen, jonka nimi on Reititin 4. Kannattaa vaikka ensin piirtää paperille verkko ja tietokoneiden sijoittuminen verkossa, sekä valita kaikille verkoille ja liitynnöille osoitteet. Huomaa että reitittimien välisille liitynnöille ei ole tehtävänannossa määritelty osoitteita, reititystaulussa näkyvät verkot ovat reitittimien takana. Reititystaulussa Next hop sarakkeen reitittimien liitynnöille, jotka on kytketty reitittimeen 4, täytyy siis määrittää IP osoite (ja verkko) ja nämä IP osoitteet toimii Next hop osoitteena reititystauluun asetettaviin reitteihin. Reitittimen 0 takana saa olla myös verkkoja sekä reitittimiä joita tehtävässä ei ole määritelty, koska se on oletusreitti. Huomaa myös että yksi aliverkoista 135.46.56.0/22 on osa toista isompaa aliverkkoa 135.46.56.0/21. Reititystaulujen määritysten lisäksi voit joko lisätä yhteyden reitittimien 1 ja 2 välille, välittää liikenteen reitittimen 4 kautta tai lisätä reitittimiä ja verkkoja reitittimeen 2 ja niistä yhteyden reitittimeen 1. Kun topologia on valmis, tallenna se nimellä OmanimiTopologia2.xml. Muodosta staattiset tai oletusreitit siten että kaikki tietokoneet voivat kommunikoida toistensa kanssa. Pingaa (ping pc.pc.pc.pc -c 1) kaikilta tietokoneelta kaikkia muita tietokoneita, kaappaa liikenne ja tallenna kaappaus nimellä OmanimiEvents4.xml. Palauta muodostamasi verkkotopologia OmanimiTopologia2.xml sekä pakettikaappaus OmanimiEvents4.xml.

Harjoituksen tarkoituksena on oppia Ethernet verkkojen törmäysalueen merkitys, siltojen/kytkinten forwadoinnista sekä reititysprotokollista. Asenna NetKit seuraten asennusohjeita tai tee Live DVD/USB. Tehtävät perustuvat NetKit:n virallisiin labroihin. Alla tehtävän englannin kielinen nimi viittaa virallisten labrojen vastaavaan labraan ja tee tehtävät viittaa ko. labran kalvojen ohjeiden lukemiseen sekä ohjeissa esitettyjen tehtävien tekemiseen. Käy läpi Introduction kalvot. Tehtävistä palautetaan kuvaruutukaappaukset ja/tai (suodatetut) pakettikaappaukset ao. ohjeiden mukaan.

1. (1p) Single host, tee tehtävät ja palauta kuvakaappaus jossa näkyy route tuloste
2. (1p) Two hosts, tee tehtävät ja palauta kuvakaappaus jossa näkyy ping sekä pakettikaappaus
3. (1p) Static routes, tee tehtävät ja palauta kuvakaappaus jossa näkyy kaikkien laitteiden viimeisimmät tulosteet
4. (1p) Muuta edellisen tehtävän PC:t käyttämään staattisia reittejä ja reitittimet oletusreittejä, palauta vastaava kuvaruutukaappaus.
5. (1p) ARP, tee tehtävät ja palauta pakettikaappaus jokaisen törmäysalueen ARP liikenteestä
6. (1p) Zebra/Quagga, perehdy ohjeisiin ja palauta kuvakaappaus sen jälkeen kun olet vtysh shellistä tulostanut RIP reititystaulun näkyviin.
7. (1p) RIP, tee tehtävät ja palauta pakettikaappaus RIP viesteistä jotka interface down komento aiheuttaa.
8. (1p) Bridging, tee tehtävät ja palauta kuvakaappaus (tai pakettikaappaus) tilanteista missä liikenne (a) suodattuu ja (b) ei suodatu pc1:lle, STP voi laittaa off liikenteen vähentämiseksi tai suodattaa pois pakettikaappauksesta.
9. STP Spanning Tree Protocol, tee tehtävät ja palauta pakettikaappaukset tai kuvaruutukaappaukset
   • (1p) lab1: root bridge election. Palauta kuvaruutukaappaus jossa näkyy pakettikaappauksen Spanning Tree Protocol:n kentät ja niiden arvot (vastaava informaatio kuin ohjekalvoilla on esitetty).
   • (1p) lab2: topology change. Palauta labran generoima kaappaus, mutta suodata pakettikaappauksesta pois kaikki muu liikenne paitsi topology change viestit ja niihin liittyvät kuittausviestit
   • (1p) lab3: remote topology change. Palauta labran generoimat kaksi pakettikaappausta, mutta suodata niistä pois kaikki muu liikenne paitsi topology change viestit ja niihin liittyvät kuittausviestit
   • (1p) lab4: a more complex scenario. Muuta jonkin sillan prioriteettia siten että root bridge vaihtuu. Palauta kuvaruutukaappaus, jossa näkyy kaikkien siltojen showstp kommennon tulosteesta mahdollisimman paljon.
10. (8p) Muodosta PSimulator2 tehtävän kohdan 10 mukainen verkko (riittää 1 pc per aliverkko, ei kytkimiä, mutta kaikki reitittimet pitää olla). Käytä apuna aiempia tehtäviä ja esim. niiden .conf ja .startup tiedostoja. Palauta kuvakaappaus jossa näkyy vastaavat pingit kuin PSimulator2 tehtävän kohdassa 10.
11. (10p) Muodosta PSimulator2 tehtävän kohdan 11 mukainen verkko, mutta siten että reitittimissä ei ole olenkaan staattisia reittejä, vaan ne käyttävät RIP protokollaa. Palauta kuvakaappaus jossa näkyy kaikkien reitittimien reititystaulut sekä vastaavat pingit kuin PSimulator2 tehtävän kohdassa 11 suoritetaan. Jos kaikki ei mahdu kuvaruutukaappaukseen, niin ainakin mahdollisimman monta reititystaulua tulisi nakyä.

Päivitetään...

1. (1p) Lataa ja asenna ns-3 omalle koneellesi (Labrassa tee ensin uusi käyttäjä Xubuntu käyttöjärjestelmään).
   • Tämä kannattaa tehdä tutoriaalin http://www.nsnam.org/docs/tutorial/html/getting-started.html ohjeiden mukaan.
   • Katso myös ohjeita sivulta http://www.nsnam.org/wiki/Installation eri käyttöjärjestelmiin asentamisesta sekä esim Ubuntu/Debian minimivaatimukset (asenna gcc, g++ ja python)

     sudo apt-get install gcc g++ python

   • Minimiasennuksen voi tehdä http://www.nsnam.org/docs/tutorial/html/getting-started.html sivulta seuraavien kohtien mukaan
     • Downloading ns-3 Using a Tarball
     • Building with build.py
     • Testing ns-3
     • Running a Script
   • Lopuksi aja Hello Simulator, ota ja palauta kuvaruutukaappaus.
   • Esimerkki kuvaruutukaappaus.
   • 
2. (1p) Jatka sivun http://www.nsnam.org/docs/tutorial/html/conceptual-overview.html ohjeiden mukaan aja ensimmäinen ns-3 skriptisi, A First ns-3 Script, mutta muuta esimerkkistä ainakin kolmea parametria (esim. verkko, aliverkkomaski, porttinumero, viive, tiedonsiirtonopeus, maksimipakettimäärä, pakettien koko, ...). Ota ja palauta kuvaruutukaappaus..
3. (1p) Tutustu seuraavaksi tutoriaalin sivun http://www.nsnam.org/docs/tutorial/html/tweaking.html ohjeisiin. Tutoriaalin uusimmassa versiossa skriptiin first.cc on valmiiksi lisätty komentoriviparametrien syöttömahdollisuus. Tehtävänä on ajaa skripti kuten ao. kailtaisella komennolla

   	$ ./waf --run "scratch/myfirst
   	  --ns3::PointToPointNetDevice::DataRate=5Mbps
   	  --ns3::PointToPointChannel::Delay=24ms
   	  --ns3::UdpEchoClient::MaxPackets=11"
   	

   mutta muuta Delayn arvoksi syntymäaikasi päivä (DD), ja MaxPackets arvoksi syntymäaikasi kuukausi (MM), yllä luennoitsijan esimerkkiarvot. Muista kommentoida pois rivit joiden sijaan annat komentoriviparametrit. Kasvata tarvittaessa simulaation kestoa (tai pienennä packet intervallia) jotta kaikki MM pakettia ehditään kaiuttaa. Ota ja palauta kuvaruutukaappaus, jossa näkyy mahdollisimman paljon simulaation tulostetta.
4. (1p) Lisää skriptiin ASCII ja PCAP tracing. Aja skripti uudestaan (samoilla parametreilla) ja palauta simuloinnin ASCII ja PCAP tulostetiedostot. Tiedostojen nimissä tulee näkyä etu- ja sukunimesi.
5. (1p) Palauta lisäksi kuvaruutukaappaus jossa tulostat PCAP tiedostojen sisällön näyttöön tcpdump -ohjelmalla.
6. (Tämä ei tutoriaalissa, mutta sen ohjeiden avulla tehtävissä) Lisää edellä käsiteltyyn simulaatioon kolmas solmu alla olevien tarkennusten mukaan.

   Topologia
   	      node 0                node 1                node 2
   	+----------------+    +----------------+    +----------------+
   	| Echo client *2 |    |   Echo Server  |    |   Echo Server  |
   	+----------------+    +----------------+    +----------------+
   	|  IP address    |    | IP address * 2 |    |  IP address    |
   	+----------------+    +----------------+    +----------------+
   	| point-to-point |    |point-to-point*2|    | point-to-point |
   	+----------------+    +----------------+    +----------------+
   	        |                    | |                    |
   	        +--------------------+ +--------------------+
   	            MM Mbps, DD ms         MM Mbps, DD ms
   

   • node 0 laitteessa on kaksi echo client:ia,
   • node 1 ja 2 laitteissa on molemmissa echo server.
   • liikenne node 0 laitteelta node 2 laitteelle kulkee node 1 laitteen läpi
   • MM ja DD arvot saa laittaa koodiin, eli niitä ei tarvitse antaa komentoriviltä parametreina
   Tehtävät tarkemmin
   • (1p) Luo kolmas solmu (node 2) ja lisää PointToPoint linkin verkkolaiteet (NetDevice)
   • (1p) Internet protokolla pino (InternetStack)
   • (1p) Lisää uuden linkin IP osoitteet (tulee olla eri aliverkossa, node 1 toimii "reitittimenä")
   • (1p) Lisää uudet sovellukset solmuun 0 ja somuun 2.
   • Reititys voidaan tässä tapauksessa toteuttaa avustajalla

     Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables();
     

     Laita yo. rivi ennen riviä

     Simulator::Run() 
     

   • (1p) Määritä trace tiedostoille eri nimet kuin aiemmin, mutta kuitenkin siten että oma nimesi on tiedostonnimien osana.
   • Palauta
     1. Jos simulaatio toimii: kuvaruutukaappaus, jossa näkyy simuloinnin generoimat ASCII ja PCAP tulostetiedostot sekä simuloinnin tuottama komentorivituloste. Ks. esim. tämä kuvaruutukaappaus.
     2. Jos skriptisi ei toimi, niin palauta toimimaton skripti arvosteltavaksi
   • 
7. (10p) Staattinen reititys ns-3 harjoitus 1 tehtävään
   • Muuta tehtävää siten että Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables(); avustajan sijaan määrittelet staattiset reitit solmuihin käyttämällä esim. ipv4RoutingHelper avustajaa. Vinkkejä voit katsoa esim. https://www.nsnam.org/doxygen/static-routing-slash32_8cc_source.html koodista. Palauta muokkaamasi tiedosto sekä tiedosto jossa on laitteiden reititystaulut. Reititystaulujen tulostukseen löytyy esimerkki https://www.nsnam.org/doxygen/dynamic-global-routing_8cc_source.html koodista Trace routing tables kohdasta.

Parametrit joille ei tehtävänannossa määritellä arvoa voi valita itse (siten että simulaatio on toimiva).

1. (1p) Toteuta tutoriaalin sivun http://www.nsnam.org/docs/tutorial/html/building-topologies.html scriptin second.cc mukainen simulaatio (ei langatonta verkkoa), siten että verkon csma väylä-osuudessa on ikäsi verran solmuja, eli aja komento

   $ ./waf --run "scratch/mysecond --nCsma=100"
   

   missä luku 100 korvataan iälläsi. Lisäksi muuta skriptin oletuksena käyttämät IP osoitteet itse valitsemiisi. Palauta kuvaruutukaappaus jossa olet tulostanut tcpdump ohjelmalla näyttöön vastaavat pcap tiedostot kuin tutoriaalissa (muuta luvut 100 ja 101 sinun lukusi mukaiseksi)

   tcpdump -nn -tt -r second-100-0.pcap
   

   tcpdump -nn -tt -r second-101-0.pcap
   

2. (2p) Lisää topologiaan kaksi uutta csma väylää (joissa ainakin 5 solmua molemmissa), toinen csma väylä liitetään solmuun 0 ja toinen johonkin laitteeseen alkuperäisessä csma väylässä. Siirrä alkuperäisen topologian UdpEchoClient toiseen uuteen csma väylään ja UdpEchoServer toiseen. Aja skripti kuten edellisessä tehtävässä ja palauta kuvaruurukaappaus jossa näkyy promiscuous moodin tcpdump tulosteet jokaisesta väylästä.
3. (1p) Piirrä kuva muodostamastasi topologiasta. Voit käyttää pohjana esimerkkitiedostojen ascii kuvia ja piirtämiseen esimerkiksi http://asciiflow.com/ sovellusta. Palauta linkki kuvaan, kuvakaappaukseen, skannaukseen, tms. Eli toteutus vapaa kunhan palautus on sähköisessä muodossa.
4. (2p) Piirrä tämän tehtävän kohdan 2 tulosteiden tiedonsiirrosta sekvenssidiagrammi esimerkiksi WebSequenceDiagrams sovelluksella. Palautussivulla on esimerkki kuvaajasta. Palauta linkki kuvaan, kuvakaappaukseen, skannaukseen, tms. Eli toteutus vapaa kunhan palautus on sähköisessä muodossa.
5. (2p) Laita toiseen lisäämääsi csma väylään mielivaltaiseen laitteeseen PacketSink sovellus (ks. PacketSinkHelper) vastaanottamaan UDP datapaketteja. Käynnistä PacketSink sovellus ajanhetkellä 0. Aseta PacketSink:lle LOG_LEVEL_ALL, muuta EchoClient:n vastaanottajaksi PacketSink, aja skripti. Palauta kuvaruutukaappaus skriptin tulosteesta tai muokkaamasi xxx.cc tiedosto jos et saa skriptiä toimimaan
6. (2p) Lisää nyt toiseen lisäämääsi csma väylään (eri väylä kuin mihin PacketSink on asennettu) mielivaltaiseen solmuun OnOffApplication (ks. OnOffHelper), joka lähettää UDP datapaketteja PacketSink sovellukselle. Käynnistä OnOffApplication sovellus kaksi sekuntia simulaation alkamisen jälkeen. Voit poistaa EchoClient:in ja EchoServer:in (kokonaan) sekä PacketSinkin tapahtumien näyttöön tulostamisen. Aseta toiseen lisäämistäsi uusista väylistä mielivaltaiseen solmuun PCAP tracer joka on promiscuous moodissa. Palauta pcap tiedosto tai muokkaamasi xxx.cc tiedosto jos et saa simulaatiota toimimaan
7. (10p) RIP reititys. Muokkaa tehtävässä reitittimenä toimivat solmut käyttämään RIP reititys protokollaa. Poista rivi

   Ipv4GlobalRoutingHelper::PopulateRoutingTables();
   

   Tutustu reitityksen toteutukseen erityisesti RIP osioon. Käytä apuna myös RIP ja RIPng esimerkkikoodeja. IPv4 koodi on todennäköisesti tehty IPv6 koodin pohjalta, joten osa IPv4 koodin kommenteista puhuu IPv6:een liittyviä asioita. Huomioitavaa toteutuksessa:
   • Simulaatiolle pitää asettaa lopetusaika, muutoin se ei lopu, koska RIP mainosviestejä lähetetään jatkuvasti.
   • RIP protokollalta kestää jonkin aikaa muodostaa reititystaulut, joten pakettien lähetys voidaan aloittaa vasta kun reititysinformaatio on päivittynyt.
   • RIP:n solmuihin asennusta varten joudut tekemään erilliset nodeContainer:it reitittimille ja muille solmuille Internet protokollapinon asennusta varten.
   • Solmut jotka eivät ole reitittimiä tarvitsevat oletusreitit, eli ei asenneta RIP protokollaa muihin solmuihin kuin reitittäviin solmuihin. Riittää asettaa oletus reitti vain dataa lähettäviin solmuihin.
   • Voit poistaa käytöstä RIP:in niistä reitittimen liitynnöistä, joiden takana ei ole reititintä.
   Palauta (I) pcap -tiedosto, jossa näkyy sekä RIP liikennettä että OnOff sovelluksen generoimaa liikennettä, (II) tekstitiedosto, jossa on tulostettuna reitittimien reititystaulut kahdella eri ajanhetkellä (i) kun reititystaulut eivät vielä ole valmiit ja (ii) kun reititystaulut ovat valmiit. Jos et saa simulaatiota toimimaan, voit palauttaa toimimattoman tiedoston korjausvinkkejä tai arvostelua varten.

Tässä tehtävässä tutkitaan TCP:n ruuhkanhallintaikkunan käyttäytymistä. Käytetään edellisen harjoituksen topologiaa pohjana ja lisätään verkkoon TCP liikennettä. Tutoriaalin sivulta http://www.nsnam.org/docs/tutorial/html/tracing.html löytyy esimerkki TCP:n ruuhkanhallintaikkunan tutkimisesta. Tutoriaali on hyvä käydä läpi ennen tehtävää, vaikka tämä tehtävä ei suoraan tutoriaalia seuraakaan. Simulaation keston tulee olla 30 sekuntia. TCP:lle on kehitetty lukuisia ruuhkanhallinta algoritmeja sekä parannuksia niihin. Tällä hetkellä ns-3 simulaattorissa on tuettuna ainakin versiot TcpNewReno, TcpHybla, TcpHighSpeed, TcpVegas, TcpScalable, TcpVeno, TcpBic, TcpWestwood, TcpWestwoodPlus. Aiemmin oli toteutettuna myös TcpTahoe ja TcpReno, mutta ne on päätetty poistaa, koska ne eroavat TcpNewReno:sta vain fast retransmit ja fast recovery vaiheiden osalta. Tosin niillä olisi ollut hyvä havainnollistaa fast retransmit ja fast recovery käyttäytymisen eroja. TCP:stä on tällä hetkellä käytössä Windows käyttöjärjestelmissä Microsoftin kehittämä Compound TCP, jonka voi myös ottaa pois päältä jolloin käytetään jotain muuta, todennäköisesti Renoon pohjautuvaa algoritmia, mutta siitä en ole löytänyt enempää tietoa. Linux käyttöjärjestelmissä tuetaan eri määrää erilaisia ruuhkanhallinta algoritmeja, joita voi vaihtaa halutessaan. Oletuksena käytettävä ruuhkanhallintamenetelmä riippuu kernelin versiosta ja linux distrosta. Mac OS käyttää TCP SACK:ia, toisin kuin liukuvaan ikkunaan perustuvat ruuhkanhallintamenetelmät, joita ns-3:een on toteutettu.

1. (1p) Aseta PointToPoint linkin viive arvoon 200 ms ja tiedonsiirtonopeus arvoon 5Mbps.
2. (1p) Aseta PointToPoint linkille virhemalli siihen solmuun joka vastaanottaa packet sinkeille menevän liikenteen PointToPoint linkiltä, esim. alla packet sinkit ovat csma väylässä joka on liitetty solmuun p2pDevices.Get (0)

   
           Ptr<RateErrorModel> em = CreateObject<RateErrorModel> ();
           em->SetAttribute ("ErrorRate", DoubleValue (0.000001));
           p2pDevices.Get (0)->SetAttribute ("ReceiveErrorModel", PointerValue (em));
   	

3. (1p) UDP liikenteen lähde (OnOffApplication) aloittaa lähetyksen ajanhetkellä 5 sekuntia ja lopettaa ajanhetkellä 15 sekuntia. Aseta tiedonsiirtonopeus arvoon 10 Mbps ja paketin koko arvoon 1440 tavua (arvot on asetettava ennenkuin sovellus asennetaan (install) solmuun).
4. (1p) TCP liikenteen kohde (TCP PacketSink) sijoitetaan samaan verkkoon (väylään) UDP PacketSink sovelluksen kanssa
5. (1p) TCP ja UDP liikenteen vastaanottajat käynnistetään ajanhetkellä 1 sekuntti ja pysäytetään ajanhetkellä 30 sekuntia.
6. (1p) TCP liikenteen lähde sijoitetaan samaan verkkoon (väylään) UDP OnOffApplication sovelluksen kanssa.
7. (1p) TCP liikenteen lähteenä käytetään MyApp luokkaa, jonka voit "lainata" tutoriaalin fifth.cc skriptistä. Sovellusta varten täytyy luoda TCP soketti

   Ptr<Socket> ns3TcpSocket = Socket::CreateSocket (xxx.Get(n), TcpSocketFactory::GetTypeId ());

   missä n on n:s laite csma väylässä xxx, eli laite johonka sijoitat on TCP lähteen.
8. (1p) Sovellus luodaan

   Ptr<MyApp> app = CreateObject<MyApp> ();

9. (1p) ja ajetaan sovelluksen setup -funktio

   app->Setup (ns3TcpSocket, sinkAddress, 1440, 100000, DataRate ("10Mbps"));

10. (1p) sinkAddress on TCP kohteen osoite (sisältäen IP osoitteen ja porttinumeron)

    Address sinkAddress (InetSocketAddress(yyy.GetAddress (m), sinkPort));

    missä m on m:s laite csma väylässä yyy, eli laite johonka sijoitat on TCP kohteen.
11. (1p) ja asennetaan

    xxx.Get(n)->AddApplication (app);

12. (1p) TCP sovellus käynnistetään ajanhetkellä 2 sekuntia ja pysäytetään ajanhetkellä 29 sekuntia.
13. (2p) Ruuhkanhallintaikkunan muutokset tallennetaan trace -tiedostoon vastaavasti kuin fifth.cc esimerkissä lisäämällä rivi

    ns3TcpSocket->TraceConnectWithoutContext ("CongestionWindow", MakeCallback (&CwndChange));

    heti sen rivin jälkeen, missä luodaan TCP soketti ja ohjaamalla skriptin ajonaikaiset näyttöön tulostukset tiedostoon > cwnd.dat 2>&1.
14. (2p) Asetetaan muutamia oletusarvoja TCP:lle.
    • Asetetaan Maksimi segmentin koko (MSS) arvoon 1440: Config::SetDefault ("ns3::TcpSocket::SegmentSize", UintegerValue(1440));
    • Asetetaan TCP:n käyttämä ruuhkanhallinta -algoritmi Config::SetDefault("ns3::TcpL4Protocol::SocketType",TypeIdValue(TypeId::LookupByName("ns3::TcpNewReno")));
    • Nämä vaikuttavat vain olioihin jotka luodaan sen jälkeen kun arvot on asetettu, joten sijoita rivit koodisi alkuosaan.
15. (1p) Simulaatiosi saattaa tulostaa tietoa jota tässä tehtävässä ei tarvita. Kommentoi tarpeettomat LogComponentEnable rivit sekä PCAP tallennukset.
16. (1p) Aja skripti, avaa cwnd.dat tiedosto ja poista tiedoston alusta waf build:iin liittyvät tulosteet. Jos et saa skritiä toimimaan (tai et saa tehtyä seuraavien kohtien kuvia), palauta toimimaton .cc tiedosto, joka arvostellaan sen mukaan kuinka paljon yo. kohdista on toteutettu oikein. Jos kaikki toimii palautukseksi riittää kuvaajat (sekä sanallinen arviointi).
17. (1p) Asenna tarvittaessa gnuplot ja tee EtunimiSukunimiTcpNewReno.png tiedosto ruuhkanhallintaikkunan käyttäytymisestä. Aseta myös kuvaajan otsikkoon oma nimesi. Palauta kuva.
18. (5p) Tee vastaava simulaatio TcpBic versiolla ja palauta EtunimiSukunimiTcpBic.png
19. (1p) Aseta kuvaajissa y-akselin raja-arvot samoiksi, vertailun helpottamiseksi esim. komennolla set yrange [0:120000]
20. (5p) Kerro mitä palauttamissasi kuvissa tapahtuu ja vertaa TcpNewReno ja TcpBic versioiden eroja etenkin ruuhkanhallintaikkunan käyttäytymisen osalta.
21. Esimerkkikuvat TcpNewReno ja TcpBic.
22. 
23.