Simulación en NS3 de una red multicasting con flujo máximo mayor o igual que 2 utilizando Network Coding con un número máximo de 6 paquetes

Abstract

Uno de los principales problemas presentados en una red de computadores soportada por cualquier medio es la capacidad de entregar la mayor cantidad de paquetes en un tiempo mínimo. Si nos referimos a un método de transmisión como multicast, el problema se incrementa. Generalmente se presentan embotellamientos en los enrutadores que causan retrasos en la entrega de los paquetes enviados, e incluso puede llegar el caso de pérdida o corrupción de los mismos. En términos lógicos, el problema viene dado por la dificultad que se presenta en la entrega del máximo flujo de paquetes desde el nodo fuente hasta el conjunto de nodos sumideros que componen el grupo multicast. Este proyecto tiene como propósito realizar la simulación en NS3 que represente el comportamiento de una red multicast, usando Network Coding, con un flujo máximo de hasta 8 paquetes. Los paquetes tendrán la misma prioridad y se enviarán en el orden que precise el algoritmo que se diseñará para la asignación de paquetes para cada enlace de salida desde el nodo origen. La implementación será capaz de simular la entrega de paquetes en distintas topologías de red y con diferentes nodos de decodificación, permitiendo que se entreguen todos los paquetes a todos los nodos sumideros. El proyecto no toma en cuenta el retraso ocasionado por las pérdidas de paquetes. Se trabajará en base a la fases anteriores del proyecto desarrolladas en semestres anteriores. La solución estará basada en tres algoritmos principales, el primero es de ordenamiento de paquetes, que se dará antes de que estos salgan por el nodo fuente. Este se encargará de generar el orden en el que van a salir los paquetes por la fuente, garantizando que todos los paquetes lleguen a todos los sumideros. Luego, se diseñarán algoritmos de codificación de paquetes en los nodos indicados, y en el nodo fuente, si es necesario. Por último, se diseñará una solución para la decodificación de las diferentes combinaciones que lleguen a los nodos sumideros.

One of the most prominent problems in computer networks is the ability to deliver the most packets in the least amount of time. When talking about a transmission method like multicast, the problem grows. Generally, bottlenecks can be seen in the routers, this causes delays in the packet delivery, and can even lead to packet loss. In formal words, the problem arises from the difficulty of reaching the max flow of packets from the source node to the set of sink nodes that belong to the multicast group. This project’s purpose is to construct a simulation in NS3 to represent the behavior of a multicast network using Network Coding, with a max flow of up to 8 packets. All packets shall have the same priority and will be sent in the order found by an algorithm we will design; this latter algorithm will decide on the scheduling of packets on each of the outbound links from the source node. The implementation will be able to simulate the delivery of packets in different network topologies with different coding nodes, ensuring the delivery of all packets in every sink node. The project does not consider any delays caused by packet loss. We will base our work on the previous phases of the project, developed in previous semesters. The solution is given by three algorithms, the first is a packet scheduling algorithm, that will be run before the packets come out of the source node. It will decide on the order the packets will leave the source, ensuring that all packets reach all sinks. The second algorithm encodes the packets in the coding nodes and the source node, if needed. Lastly, an algorithm to decode the different combinations of packets that reach each sink node, yielding the original uncoded packets.