АНАЛИЗ РАБОТЫ ПРОТОКОЛА CSMA/CA В СРЕДЕ OMNET++ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ INET FRAMEWORK

Хабаров С.П., Думов М.И. Анализ работы протокола CSMA/CA в среде OMNET++ с использованием INET framework // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 5. С. 692–700. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-5-692-700

Предмет исследования. Проведено исследование работы протокола CSMA/CA для управления доступом к беспроводной среде передачи данных средствами среды имитационного моделирования OMNET++ с исполь- зованием фреймворка INET. Выполнен анализ работы протокола в двух режимах: с подтверждением принятых пакетов и без подтверждения. Метод. При проведении исследования использовался метод имитационного мо- делирования и анализа. В процессе моделирования средой OMNET++ генерируются статистические данные, и строится временная диаграмма. Полученные данные анализируются, дается объяснение поведения каждого шага работы модели, после чего делается общий вывод о результате имитационного моделирования. Основные результаты. Представлен подход к исследованию работы протокола CSMA/CA на примере имитационной модели беспроводной сети, в которой в структуру всех ее узлов включен модуль «CsmaCaMac» из состава фреймворка INET. Показана возможность интегрирования этого модуля без существенного изменения модели узлов. Приведены основные результаты анализа статистических данных и временных диаграмм, полученных в ходе имитационного моделирования, и доказана необходимость использования протокола управления доступом к среде передачи данных. Практическая значимость. Рассмотренный подход можно использовать для разра- ботки и тестирования новых протоколов управления доступом к среде передачи данных или для демонстрации работы существующих протоколов в образовательных целях.

 1. Moakes P. 5G new radio architecture and challenges [Электронный ресурс]. URL: https://www.commagility.com/images/pdfs/white_papers/CommAgility_5G_New_Radio_white_paper.pdf. (дата обращения: 12.07.2020).

2. Ghosh A. 5G New Radio (NR): Physical Layer Overview and Performance. IEEE Communication Theory Workshop [Электронный ресурс]. URL: http://ctw2018.ieee-ctw.org/files/2018/05/5G-NR-CTW-final.pdf. (дата обращения: 13.07.2020).

3. Popovski P., Trillingsgaard K.F., Simeone O., Durisi G. 5G Wireless network slicing for eMBB, URLLC, and mMTC: A communication-theoretic view // IEEE Access. 2018. V. 6. P. 55765–55779. doi: 10.1109/ACCESS.2018.2872781

4. Mallinson K. 3GPP. The path to 5G: as much evolution as revolution. The mobile broadband standard [Электронный ресурс]. URL: http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1774-5g_wiseharbour (дата обращения: 13.07.2020).

5. Богатырев В.А., Богатырев С.В., Богатырев А.В. Оптимизация кластера с ограниченной доступностью кластерных групп // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2011. № 1(71). С. 63–67.

6. Богатырев В.А., Богатырев А.В., Богатырев С.В. Перераспределение запросов между вычислительными кластерами при их деградации // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2014. Т. 57. № 9. С. 54–58.

7. Kopetz T., Permuter H., Shamai Sh. Multiple access channels with combined cooperation and partial cribbing // IEEE Transactions on Information Theory. 2016. V. 62. N 2. P. 825–848. doi: 10.1109/TIT.2015.2499759.

8. Назаров А.А., Шохор С.Л. Исследование управляемого несинхронного множественного доступа в спутниковых сетях связи с оповещением о конфликте // Проблемы передачи информации. 2000. Т. 36. № 1. С. 77–89.

9. Поляков И.Ю., Клименко А.Н., Зыков Д.Д., Чеботаев П.В., Шелупанов А.А., Мякочин Ю.О. Современное состояние проблемы передачи данных в гетерогенных системах связи // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2017. Т. 20. № 3. С. 177–180. doi: 10.21293/1818-0442-2017-20-3-177-180

10. Тюрин С.В., Шмарин И.В. Протокол множественного доступа для беспроводной сети с временным разделением каналов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2014. Т. 10. № 6. С. 9–15.

11. Постников С.А., Струнская-Зленко Л.В. Моделирование протокола управления доступом к среде передачи для сети с временным разделением каналов // T-Comm. 2009. № S3. С. 112–116.

12. Хабибулин Н.Ф., Шкердин А.Н., Щербенко А.Н. Повышение пропускной способности систем передачи с переспросом за счет введения дополнительной связи между процессами декодирования с исправлением и обнаружением ошибок // Интернет-журнал Науковедение. 2016. Т. 8. № 3(34). С. 143.

13. Тучкин А.В. Принципы функционирования протокола канального уровня для пакетной передачи разнородного трафика по низкоскоростным каналам // T-Comm. 2008. Т. 2. № 3. С. 31–33.

14. Махров С.С. Использование систем моделирования беспроводных сенсорных сетей NS 2 и OMNeT++ // T-Comm. 2013. Т. 7. № 10. С. 67–69.

15. Хабаров С.П. Основы моделирования беспроводных сетей в среде OMNeT++: учебное пособие. СПб.: Издательство «Лань», 2019. 260 с.: ил.

16. Думов М.И., Хабаров С.П. Использование OMNET++ для моделирования беспроводных Wi-Fi сетей // Информационные системы и технологии: теория и практика: сборник научных трудов. Вып. 10. Ч. 1. СПб.: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова, 2018. С. 44–53.

17. Noskov I.I., Bogatyrev V.A. Simulating of fault-tolerant gateway based on VRRP protocol in OMNeT++ environment // CEUR Workshop Proceedings. 2019. V. 2522. P. 111–120.

18. Заяц A.М., Хабаров С.П. Организация доступа к беспроводным Ad Hoc сетям информационных систем мониторинга лесных территорий из среды ОС Windows 10 // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. № 223. С. 285–299. doi: 10.21266/2079-4304.2018.223.285-299

19. Носков И.И., Богатырев В.А., Сластихин И.А. Имитационная модель локальной компьютерной сети с агрегированием каналов и случайным методом доступа при резервировании передач // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 6. С. 1047–1053. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1047-1053

20. Хабаров С.П. Моделирование Ethernet сетей в среде OMNeT++ INET framework // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 3. С. 462–472. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-462-472

21. Noskov I.I., Bogatyrev V.A. Multipath redundant transmissions of critical to delays packets based on UDP protocol // CEUR Workshop Proceedings. 2020. V. 2590. P. 1–12.

22. Хабаров С.П. Доступ к беспроводным Ad Hoc сетям средствами ОС Windows 10 // Информационные системы и технологии: теория и практика: сборник научных трудов. Вып. 10. Ч. 2. СПб.: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова, 2018. С. 50–60.

23. Noskov I.I., Bogatyrev V.A., Slastikhin I.A. Simulation of computer network with switch and packet reservation // CEUR Workshop Proceedings. 2019. V. 2344.

24. Noskov I.I., Bogatyrev V.A. Interaction model of computer nodes based on transfer reservation at multipath routing // Proc. of the Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF 2019). 2019. P. 8840607. doi: 10.1109/WECONF.2019.8840607

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License