Na implementação da interface gráfica do AIGA foi utilizada a ferramenta QT Designer [QT Project 2014] e a linguagem de programação C++. A interface gráfica é dividida em quatro partes: configuração das máquinas, configuração da topologia, geração de tráfego e coleta das informações. As seções a seguir, descrevem cada uma dessas partes separadamente.
5.3.1 Configuração das Máquinas
Conforme mostrado na Figura 18, a interface gráfica do AIGA possui uma aba para a configuração as máquinas da rede 802.11s. Os atributos que podem ser configurados para cada máquina são:
• IP da Máquina: IP da interface Ethernet que será usado para a gerência remota da
máquina0
• Mesh ID: o nome do Identificador Mesh que será configurado para a interface 802.11s
da máquina a ser configurada0
• IP da interface Mesh: IP a ser configurado da interface 802.11s da máquina0
• Máscara da interface Mesh: máscara de rede a ser configurada da interface 802.11s da
máquina0
• MAC da interface Mesh: endereço MAC a ser configurado da interface 802.11s da
máquina0
• Canal de Comunicação: canal de comunicação a ser configurado da interface 802.11s
da máquina0
• Ativar a Interface Mesh: configurar se a interface 802.11s da máquina será ativada ou
Ainda observando a Figura 19, pode-se observar que na parte esquerda da aba de configuração estão os atributos que de configuração que podem ser definidos, e já foram citados, e a direita uma tela demonstrando como o equipamento foi configurado. A seguir temos a descrição do botões existentes, são eles:
• Gravar Máquina: é responsável por gravar os atributos da máquina solicitada em
memória0
• Exportar Máquinas: é utilizado para exportar as máquinas gravadas em memória em
um arquivo. Este botão tem uma enorme importância na automatização de testes da ferramenta, pois permite que as configurações das máquinas sejam reutilizadas em requisições futuras0
• Ler Máquinas: é usado para ler as configurações das máquinas salvas em arquivo.
Pode-se ler as configurações de apenas uma máquina ou de uma conjunto de máquinas. Essa possibilidade simplifica bastante a tarefa de reexecutar os experimentos, uma vez que não requer que os parâmetros que definem a configuração da rede sejam digitados novamente.
• Enviar: é responsável por enviar os atributos de configuração para as máquinas da rede
em malha, ou seja, por de fato configurar a rede. Quando se utiliza a opção anterior (Ler Máquinas) para carregar a configuração de várias máquinas, esse botão (Enviar) configura todas elas de uma única vez.
• Mostrar: é utilizado para mostrar os atributos de configuração da máquina solicitada0
5.3.2 Configuração da Topologia
A parte de configuração da Topologia do AIGA, como o próprio nome indica, tem o objetivo de configurar a topologia (definir quem são os Pares de Conexões). É importante ressaltar que a configuração da topologia só pode ser realizada depois da configuração das máquinas, descrita na seção anterior. Além da topologia, essa aba também permite definir outros parâmetros relacionados ao IEEE 802.11s, como por exemplo, os parâmetros do Protocolo de Descoberta de Caminho. Os atributos de configuração que podem ser definidos, e estão mostrados na Figura 20, são:
• IP da Máquina: IP da interface Ethernet que será usado para a gerência remota da
máquina0
• MAC do Peer Link a ser deletado: endereço MAC correspondente ao Par de Conexão
a ser deletado da interface 802.11s da máquina0
• A máquina é raiz da rede?: configura se a máquina é raiz ou não da rede (a rede
802.11s trabalhará no modo pró-ativo)0
• Qual é o modo de funcionamento do Nó Raiz?: define o modo de funcionamento do
nó raiz, quando este for configurado. As três opções correspondem aos seguintes modos: quadros PREQ pró-ativos sem PREP pró-ativos, quadros PREQ com PREP pró-ativos e quadros RANN0
• Intervalo Root – PREQ (milisegundos): intervalo de tempo que o nó Raiz demora
enviar um quadro PREQ pró-ativo na rede 802.11s (se a máquina for raiz da rede)0 • Intervalo Root – RANN (milisegundos): intervalo de tempo que o nó Raiz demora
enviar um quadro RANN na rede 802.11s (se a máquina for raiz da rede)0 • A máquina é o portal da rede?: configura se a máquina é o portal da rede0
• Liberar Novos Pares de Conexão?: configura se a máquina pode ou não estabelecer
novos pares de conexão. A definição desse atributo de configuração é importante, pois se a máquina estiver liberada para fazer novos pares de conexão, os que foram deletados poderão ser associados novamente se as outras máquinas da rede 802.11s também estiverem liberadas para novos pares de conexão0
• Encaminhar Quadros Mesh: Configura se a máquina pode ou não encaminhar quadros
A seguir temos uma descrição da funcionalidade cada botão existente na aba “Topologia”: • Gravar Topologias: é responsável por gravar os atributos da topologia solicitada em
memória0
• Exportar Topologias: é utilizado para exportar as topologias salvas em memória em um
determinado arquivo.
• Ler Topologias: é usado para ler os atributos das topologias gravadas em arquivo. Essa
possibilidade simplifica bastante a tarefa de reexecutar os experimentos, ou criar outros cenários com topologias semelhantes0
• Enviar: é responsável por enviar os atributos de configuração para as máquina da rede
IEEE 802.11s0
• Mostrar: é utilizado para exibir os atributos de configuração da máquina solicitada0
• Excluir: usado para excluir o par de conexão estabelecido com o equipamento cujo
endereço MAC é informado.
5.3.3 Configuração de Tráfegos
A parte de configuração de Tráfego no AIGA tem a função de configurar o tráfego gerado na rede, o que é feito definindo os fluxos que cada máquina deve transmitir. Essa etapa só pode ser realizada depois de configuradas as máquinas e a topologia da rede, conforme descritas nas seções anteriores. Os atributos de configuração suportados foram todos descritos na seção 4.2 deste documento.
A aba “Tráfegos” do AIGA é mostrada na Figura 21. A seguir temos uma descrição dos botões existentes:
• Gravar Tráfego: é responsável por gravar os atributos do fluxo solicitado em memória0
• Exportar Tráfegos: é utilizado para exportar as configurações dos fluxos em um
determinado arquivo.
• Ler Tráfegos: é usado para ler as configurações de fluxos gravadas em arquivo. Essa
possibilidade simplifica bastante a tarefa de reexecutar os experimentos, ou criar outros cenários, pois as configurações de tráfegos anteriores podem ser reutilizadas sem a necessidade de que a configuração seja feita novamente0
• Enviar: é responsável por enviar os atributos de configuração de tráfego para as
máquinas da rede IEEE 802.11s. Isso é feito utilizando o protocolo de configuração de tráfego.
5.3.4 Coleta das Informações
A parte da interface gráfica do AIGA referente a coleta das informações tem a função obter as informações referentes ao desempenho da rede que foram coletadas pelo módulo de monitoramento durante a fase de geração de tráfego, conforme apresentado na seção 4.3. Ou seja, obtêm-se as informações referentes à transmissão dos fluxos de dados e ao protocolo HWMP. Para obter as informações de um único equipamento, deve-se informar seu endereço IP no campo IP de origem. Caso se deseje obter as informações de todos os equipamentos da rede, deve-se informar o
valor 0.0.0.0 para esse campo. De modo semelhante, para se obter a informação referente a um fluxo específico de um equipamento deve-se informar o identificador desse fluxo no campo ID, e caso se deseje obter as informações sobre todos os fluxos de um equipamento utiliza-se o ID 0. As informações referentes ao total de mensagens transmitidas pelo protocolo HWMP são sempre recuperadas. Veja figura 22:
A seguir é feita uma explicação sobre a função dos botões existentes na aba “Resultados”: • Gravar Resultado: é usado para gravar as informações obtidas em memória0
• Salvar Resultados: é utilizado para salvar as informações obtidas em um determinado
arquivo.
• Ler Tráfegos: é usado para ler as informações gravadas em arquivo0
• Enviar: é responsável por enviar as requisições para o(s) equipamento(s) de modo a
obter as informações desejadas.
6 Avaliação
Neste capítulo são apresentados os testes realizados com o AIGA para demonstrar como ele simplifica a gerência de WMNs no padrão IEEE 802.11s. Os testes realizados consistiram em reconfigurar um testbed composto por doze equipamentos reais utilizando diversos cenários diferentes, de modo a analisar o comportamento das redes IEEE 802.11s. As máquinas utilizadas (roteadores) possuíam a mesma configuração de hardware, conforme mostrado na Tabela 3.
Tabela 3: Especificação das máquinas utilizadas nos testes da rede 802.11s.
CPU Atheros AR7161 680MHz
Memória 128MB DDR SDRAM
Armazenamento 64MB NAND onboard
Portas Ethernet Três portas (10/100bps)
Interfaces Sem fio Dois slots MiniPCI (foi utilizada apenas a interface WiFi)
Porta Serial Conector DB9 RS232
Sistema Operacional OpenWrt, kernel 3.3
O testbed é localizado no laboratório de pós-graduação do Departamento de Informática e Matemática Aplicada (DIMAp) na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). O sistema operacional dos doze roteadores eram carregados pela rede durante sua inicialização através de suas respectivas portas Ethernet utilizando um servidor DHCP e TFTP, desta forma o tráfego do AIGA não interferiria no tráfego da WMN. O servidor DHCP é responsável por informar os endereços IPs das interfaces Ethernet dos roteadores que foram conectadas a um switch, e o servidor TFTP foi responsável por transferir a imagem contendo o Sistema Operacional dos roteadores (OpenWrt). A Figura 22 mostra como foram disponibilizados os doze roteadores no laboratório.
Percebe-se pela figura 23 que todos os roteadores inicialmente foram disponibilizados em uma arquitetura física em grade três por quatro (3 x 4). Foram utilizados quatro tipos de topologias lógicas nos testes empregados: três por quatro (todos os roteadores) em grade, três por três (3 x 3) em grade, dois por dois (2 x 2) em grade e em linha (com cinco roteadores). O protocolo HWMP foi utilizado para a Descoberta de Caminho na rede 802.11s, e foram testados tanto o modo pró-ativo com o reativo. No modo pró-ativo (com nó raiz), foram utilizados intervalos RANN de 5000 (cinco mil) milissegundos, com o nó raiz sendo sempre o roteador 1 (um). Foram gerados fluxo para pacotes UDP e TCP, com as configurações descritas nas tabelas 4 e 5 respectivamente.
Tabela 4: Configurações dos Pacotes UDP
Tempo 60 segundos
Banda de Transmissão 100 Kilobytes/s
Tamanho do Pacote 8 Kilobytes
Tabela 5: Configurações dos Pacotes TCP
Tempo 60 segundos
Janela de Transmissão 1 Megabyte
Tamanho do Pacote 8 Kilobytes
MSS (Tamanho Máximo de Segmento) 8 Kilobytes
Na gerência e geração de cada teste nos diferentes cenários criados pelo o AIGA, foram Figura 23: Testbed com os doze roteadores
disparadas cinco rajadas simultâneas de tráfegos que serão detalhadas com cada tipo de topologia configurada e os parâmetros do protocolo de Descoberta de Caminho, neste caso o HWMP, foram configurados nos seus respectivos modos de operação (reativo e pró-ativo). A seguir cada experimento é descrito em mais detalhes e os resultados dos testbeds são discutidos no final desse capítulo, apesar de não ser o foco do AIGA, é necessário frisar como o AIGA pode analisar o desempenho de uma WMN. É importante observar que nessa seção não se está interessado de fato nos valores obtidos, mas sim na facilidade proporcionada pelo AIGA para que se realizem a gerência e os testes de uma WMN com um variado número de cenários.
Todos as configurações dos testbeds (máquinas, topologias, tráfegos e coleta) foram salvas (“exportados”, descritos na seções 5.3.1, 5.3.2, 5.3.3 e 5.3.4) em arquivos modo texto para experimentos futuros. Desta forma automatizando a gerência e os futuros testbeds realizados com o AIGA.