Práctica 2. Introducción a net2plan (I)

Transcripción

1 TEORÍA DE REDES DE TELECOMUNICACIONES Grado en Ingeniería Telemática Grado en Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación Curso Práctica 2. Introducción a net2plan (I) Autor: Pablo Pavón Mariño

2 1. Objetivos Los objetivos de esta práctica son: 1. Introducir al alumno en la utilización de la herramienta net2plan, para resolver problemas de diseño de redes. 2. Aprender a crear topologías de nodos y enlaces con la herramienta net2plan. 3. Aprender a crear matrices de tráfico usando varios modelos, con la herramienta net2plan. 4. Aprender a utilizar algunos algoritmos de diseño de red incluidos en net2plan. 2. Duración Esta práctica tiene una duración de 1 sesión, cumpliendo un total de 2 horas de laboratorio. 3. Evaluación Los alumnos no tienen que entregar ningún material al finalizar esta práctica. Este boletín es para el estudio del alumno. En él, el alumno deberá resolver los problemas planteados y anotar las aclaraciones que estime oportunas para su posterior repaso en casa. 4. Documentación empleada La información necesaria para resolver esta práctica se encuentra en: Ayuda de la herramienta net2plan ( Instrucciones básicas presentes en este enunciado. 5. Descargar, instalar, arrancar net2plan La herramienta net2plan se puede descargar de Para instalarla debe simplemente descomprimirse en un directorio. Para arrancarla, haga doble-click sobre el fichero Net2Plan.jar. 6. Primeros pasos Arranque la herramienta net2plan. Abra la ayuda de la herramienta. 1. Lea la sección de la ayuda sobre la instalación de net2plan. Cómo se llama esta sección de la ayuda? Qué versión de Java (Java Runtime Environment) es necesaria para poder ejecutar net2plan? 1

3 2. Lea la sección de la ayuda What is Net2Plan? que resume las principales funcionalidades de net2plan. A continuación, lea la sección de la ayuda Using the graphical user interface, que describe los principales menús de la herramienta. Responda a las siguientes preguntas: a) Qué menú le permite acceder a la GUI en la que se pueden ejecutar algoritmos de diseño de red? b) Qué menú le permite acceder a la GUI en la que se pueden ejecutar simulaciones, en las que se prueban algoritmos que reaccionan a eventos de fallos y reparaciones en los enlaces y nodos de la red? c) Qué menú le permite acceder a la GUI en la que se pueden ejecutar simulaciones, en las que se prueban algoritmos que reaccionan a peticiones de conexión entre nodos de la red (provisionando una ruta para esas conexiones, o bloqueándolas)? d) Qué menú le permite crear matrices de tráfico, para poder ser posteriormente utilizadas en el diseño de redes? e) Suponga que quiere ejecutar desde net2plan un algoritmo realizado por usted que utiliza una librería de clases Java (en un fichero.jar), que no está incluida en net2plan. Qué menú le permite añadir esa librería al CLASSPATH del cargador de clases de net2plan, de tal manera que su algoritmo pueda usar esa librería? 2

4 f ) Suponga que está desarrollando un algoritmo para ser ejecutado desde la herramienta de diseño de redes de net2plan, y que el algoritmo imprime en pantalla mensajes (escribiendo en System.out). Cuando ejecuta el algoritmo desde la GUI de net2plan, cómo puede ver los mensajes que se imprimen en System.out? 3. Lea la sección de la ayuda dedicada a describir la estructura de directorios de net2plan, y observe los directorios de la instalación de net2plan que hay en su máquina. Responda a las siguientes preguntas: Bajo qué directorio se encuentran las topologías de ejemplo incluidas en net2plan? Bajo qué directorio se encuentran las matrices de tráfico de ejemplo incluidas en net2plan? Como se llama el fichero.jar donde se encuentran los algoritmos de diseño de red ya incluidos en net2plan? En qué directorio se encuentra? Bajo qué directorio se encuentran los ficheros de ayuda?. Identifique el fichero principal y ábralo en una ventana de navegador independiente. Observe que es el mismo fichero que se abre pulsando F1 en net2plan. 4. Vaya a la web de net2plan, en la sección donde se describen ejemplos de algoritmos de diseño de red. Esta web es un repositorio donde podrá encontrar los ejemplos de algoritmos de diseño de red para net2plan, que se encuentran también en el fichero BuiltInExamples.jar. De hecho, en cualquier momento puede descargarse de la web la versión más actualizada de los ejemplos en un.jar, e integrarlo en net2plan sustituyendo el fichero BuiltInExamples.jar. Dedique unos minutos a observar las descripciones y código de algunos de los ejemplos allí incluidos. Responda a las siguientes preguntas: Cuál es el nombre del algoritmo que realiza el encaminamiento según el camino más corto para cada demanda? 3

5 Figura 1: Red red1.n2p. Cuál es el nombre del algoritmo que realiza el encaminamiento que minimiza el retardo medio de red? Abra el código de ese algoritmo. Utiliza JOM en su implementación? A qué solver llama? 7. Interfaz de diseño de redes: diseño manual de la topología Lea la sección de la ayuda asociada a la interfaz gráfica para la herramienta Network design. A continuación, siga los siguientes pasos: 1. Entre en la herramienta Network design y realice la topología de cuatro nodos indicada en la Figura 1. Cada nodo debe tener tres atributos: population (población), city (ciudad) y level (nivel). La población de los nodos 1 y 2 será de 1000 y la de los nodos 3 y 4 será de La ciudad de los nodos 1,2,3 y 4 será c1, c2, c3 y c4 respectivamente. Todos los nodos serán de nivel 1. Guarde la topología con el nombre red1.n2p 2. Sobre la topología anterior, establezca los enlaces que se indican en la Figura 2 (todos los enlaces son bidireccionales). Guarde la nueva topología con el nombre red2.n2p. 4

6 Figura 2: Red red2.n2p. 8. Interfaz de generación de matrices de tráfico Vaya al menú de generación de matrices de tráfico. Lea la sección de la ayuda asociada a esta interfaz gráfica. 1. Cree la matriz de tráfico M 1 que se muestra a continuación, y grábela con el nombre M1.n2p M 1 = Normalice la matriz de tráfico anterior, para que la suma total del tráfico generado sea de 10 unidades, manteniendo las proporciones entre las coordenadas de la matriz. Grabe la nueva matriz con el nombre M1_n10.n2p. 3. Cree 5 matrices aleatorias usando un modelo uniforme (0,10) o (0,100) (cualquiera de ellos). Normalice todas las matrices para que la suma total de tráfico generado sea de 10 unidades. Grábelas con los nombres Ma1_n10.n2p,..., Ma5_n10.n2p. 4. [Opcional] Cree 5 matrices aleatorias utilizando el modelo población-distancia, con los siguientes parámetros: Todos los nodos son del mismo nivel (level). Un factor aleatorio de 0,5. El offset para la población y la distancia es 0. La distancia entre nodos y el producto de la población entre dos nodos afecta según una potencia Dist power y Pop power igual a 0,5. Grábelas con los nombres Mb1_n10.n2p,..., Mb5_n10.n2p. Normalice todas las matrices para que la suma del tráfico generado sea de 10 unidades. 5

7 9. Interfaz de diseño de redes: ejecución de algoritmos de ejemplo Topología en anillo 1. Cargue la topología red1.n2p y la matriz de tráfico M1_n10.n2p. Sobre esta topología, utilice un algoritmo que calcule la topología de anillo (ring) bidireccional que interconecta los 4 nodos, tal que la suma de las distancias en km de los enlaces sea mínima (nota: vaya a la web de net2plan, en la sección de descripción de algoritmos, para poder encontrar el algoritmo apropiado): Cuál es el nombre del algoritmo? Vea el código del algoritmo. Utiliza una formulación en JOM para encontrar la topología en anillo? En caso afirmativo, qué solver utiliza? 2. Ejecute el algoritmo, y guarde el diseño resultante como red3.n2p. Observe la información que aparece en la pestaña Edit network plan, en las sub-pestañas Network, Nodes, etc. Las tablas que ahí aparecen muestran información resumida de la red, nodos, enlaces etc. Esta información es la que más habitualmente utilizaremos para evaluar nuestros diseños, por lo que se recomienda al alumno que se familiarice con ella (Nota: en esta asignatura no utilizaremos la pestaña Protection segments). Responda a las siguientes preguntas observando la información en las pestañas Edit network plan: Cuál es el tráfico total ofrecido a la red? Se está cursando algún tráfico? Por qué no aparece información en la pestaña Routes? Edite manualmente la capacidad de los enlaces, poniéndoles a todos el valor 10 (Erlangs). Cuál es la capacidad total instalada en la red (suma de las capacidades de los enlaces)? (observe este valor en la pestaña Network). 6

8 Con el botón derecho, en la pestaña Links, escoja la opción que permite fijar un mismo valor de capacidad a todos los enlaces de la red. Fije la capacidad de todos los enlaces a 2 (Erlangs). 3. Sobre este mismo diseño de red, con la capacidad de los enlaces igual a 2 Erlangs, (lea la descripción y) ejecute el algoritmo que encamine el tráfico minimizando la congestión de red (medida como la utilización del enlace cuello de botella, es decir, la utilización del enlace que mayor utilización tiene en la red). Aplique la opción del algoritmo que permite que el encaminamiento sea bifurcado. Qué resultado se obtiene? 4. Cambie la capacidad de los enlaces a 2,5 Erlangs. Vuelva a ejecutar el algoritmo con las mismas opciones. El problema tiene solución? Cuál es la congestión de la red? Cuál es el enlace, o enlaces, cuello de botella? Cuál es el número medio de saltos del encaminamiento (longitud media de ruta, medida en número de saltos)? El encaminamiento resultante es bifurcado? Escriba las demandas (origen / destino) que bifurcan el tráfico entre varias rutas, cuáles son esas rutas (secuencia de enlaces atravesados), y cuánto tráfico circula por cada una. 5. Sobre este mismo diseño, ejecute el algoritmo de nuevo, forzando a que el encaminamiento debe ser no bifurcado. El problema tiene solución? 10. Lecturas y trabajo en casa El alumno debe dedicar tiempo en casa a familiarizarse con la herramienta net2plan. Para ello se sugiere que: Lea atentamente todas las secciones de la ayuda, comenzando por la sección Background. 7

9 Sobre los diseños realizados en esta práctica (u otros), observe la información que proporcionan los informes (reports) que net2plan puede generar automáticamente a partir de los diseños de red, conteniendo información mucho más detallada. Algunos de estos informes serán utilizados en prácticas posteriores. 8