Creación de topología sencilla

Transcripción

1 Creación de topología sencilla Objetivo El presente documento tiene como objetivo indicar cómo se ha creado en OPNET la topología básica utilizada en el proyecto para realizar las comparaciones de los distintos algoritmos AQM que se vayan implementando. Por el momento, las comparaciones se han realizado con los algoritmos Drop Tail y RED, ambos ya implementados en OPNET. Descripción A continuación se presenta una topología típica en forma de cuello de botella, con cinco Clientes y cinco Servidores Ethernet, dos switch y dos routers. El tráfico es de un único tipo, FTP. Pasos Creación de un proyecto nuevo: 1. Ejecutar OPNET Modeler Educational Version Seleccionar menú File New. 2. Selecciona Project y pulsa OK Nombra al proyecto CuelloBotella y al escenario DropTail Pulsa OK. 3. Aparecerá el cuadro de diálogo Startup Wizard: Initial Topology, seleccionar la opción Create Empty Scenario Pulsa Next En la lista Network Scale elige Enterprise Pulsa Next tres veces más Por último pulsa OK. Creación de la red: Después de los anteriores pasos, se abrirá el editor de proyectos junto con la paleta de objetos. Vamos a elegir los elementos que formarán nuestra red: 1. Pincha en el icono que hay a la izquierda de la ventana Search By Name. Así tendremos una visualización más sencilla de los objetos de la paleta:

2 2. Haz click con el botón izquierdo del raton en el nodo Application Config y haz lo mismo en el espacio de trabajo Acto seguido haz Click con el derecho para dejar de crear nodos de este tipo. 3. Repite la operación con los nodos de la paleta hasta tener en el espacio de trabajo los siguientes nodos: Profile Config, QoS Attribute Config, ethernet_server, ethernet_wkstn, dos nodos ethernet4_slip8_gtwy y otros dos ethernet16_switch. Cierra Object Palette. 4. Cambia el nombre al nodo Application Config de la siguiente forma: Click derecho en el nodo Set Name En la ventana Enter Value escribir Aplicaciones Pulsa OK. 5. Cambiar el nombre también a los nodos restantes hasta conseguir lo mostrado en el gráfico:

3 6. Ahora vamos a unir los nodos: abrir la paleta de Objetos pinchando en el botón de la barra de herramientas Click izquierdo sobre el nodo 100BaseT Pincha sobre Cliente1 y despues sobre Switch1. Quedarán unidas por una línea que es el link. 7. Repetir la operación para unir Switch1 con Router1, Router2 con Switch2 y éste con Servidor1. 8. Ente ambos routers se establece un link mucho más lento, para así crear el cuello de botella. Pinchar en la paleta de objetos en el nodo PPP_DS1 Pinchar en el Router1 y después en Router2. 9. Guarda tu proyecto seleccionando en File Save. Ahora ya tenemos hecha la red con los nodos básicos. Los siguientes pasos serán configurar el tipo de tráfico que circulará por la red, configurar tanto el cliente como el servidor, y cuando esto esté hecho añadir más clientes y servidores copiando los ya configurados. Configuración del Nodo de Aplicaciones 1. Haz click con el botón derecho del ratón en el nodo Aplicaciones Edit Attributes. Se abrirá la ventana de atributos (Aplicaciones) Attributes. 2. En el atributo Application Definitions establecer Number of Rows a 1. Desplegar Enter Application Name y en la columna Value del atributo Name escribir Aplicación_FTP. 3. Desplegar Description y dar doble click en la columna Value de Ftp Aparece el cuadro de texto (Ftp) Table. Aquí establecemos las características que tendrá nuestra aplicación FTP. Cambiar los valores de forma que quede como en la gráfica:

4 El primer atributo lo establecemos a 0% para después indicar quién envía los datos (0% get, por tanto 100% put ). El segundo establece cada cuánta va a enviar paquetes nuestra aplicación, y el tercero indica el tamaño del fichero a enviar. 4. Pulsa OK tres veces para terminar con la configuración de éste nodo. Configuración del Nodo de Perfiles 1. Haz click con el botón derecho del ratón en el nodo Perfiles Edit Attributes. Se abrirá la ventana de atributos (Perfiles) Attributes. 2. Desplegar Profile Configuration y poner Number of Rows a uno Desplegar Enter Profile Name y nombrarlo Perfil_FTP. En Applications, establecer Number of Rows a uno En Enter Application Name seleccionar el nombre de la aplicación creada anteriormente, que aparecerá al hacer click izquierdo en la casilla de Value, Aplicación_FTP.

5 3. Rellenar el resto de atributos como se muestra en la siguiente figura: 4. Pulsa OK para guardar los datos y cerrar la ventana y guarda tu proyecto. Configuración de Clientes y Servidores Configurar Cliente1: 1. Click derecho en el nodo Cliente1 Edit Attributes. 2. Despliega Applications y da doble click en la casilla adyacente a Application: Supported Profiles En la nueva ventana, poner a uno la casilla Rows En Profile Name elegir Perfil_FTP y pulsar OK. 3. Da doble click ahora en la casilla de al lado de Application: Destination Preferences Volver a poner Rows a uno Debajo de Application elegir Aplicación_FTP, y debajo de Symbolic Name elegir FTP Server (establecido en el nodo Aplicaciones ). Más adelante volveremos a ésta

6 tabla a modificar el contenido de Actual Name, cuando hayamos incorporado a la red todos los clientes y servidores. 4. Pulsa OK dos veces para terminar con la configuración del nodo Cliente1. Ahora añadiremos los cuatro clientes restantes con sus links correspondientes. Para facilitar la tarea, copiamos Cliente1 y lo pegamos cuatro veces: 5. Selecciona el nodo Cliente1 Teclear Ctrl+C para copiar el nodo Teclear Ctrl+V para para pegar: vemos que aparece un cuadrado debajo del cursor donde se va a emplazar el nuevo nodo. Pinchar una vez en el espacio de trabajo para fijarlo. 6. Una vez fijado el nodo Cliente2, unirlo con el Switch1 a través del link que automáticamente parte desde el nodo cliente. 7. Repetir la operación hasta tener los 5 clientes. Si miramos los atributos de cualquiera de ellos, vemos que se conservan los definidos para Cliente1. Esa fue la razón de emplear Copiar/Pegar. Así ya no es necesario volver a configurar esos atributos. Configurar Servidor1: 8. Click derecho en el nodo Servidor1 Edit Attributes. 9. Despliega Applications y da doble click en la casilla adyacente a Application: Supported Services En la nueva ventana, poner a uno la casilla Rows En Name elegir Aplicacion_FTP y pulsar OK. Así establecemos que el tráfico que va a aceptar éste servidor es el definido en el nodo Aplicaciones. 10. De vuelta en el menú general de atributos, localiza el atributo Server Address. Vemos que está a Auto Assigned Cambiarlo a Servidor1. Éste atributo es la identificación de éste servidor dentro de la red. Cada servidor necesitará uno distinto. Necesitamos definirlo para más adelante. 11. Pulsar OK para cerrar la edición de atributos. Guarda el proyecto. Ahora, como en el caso de los clientes, añadiremos los servidores restantes. 12. Repetir el procedimiento de copia de los clientes con Ctrl+C y Ctrl+V, uniendo los servidores con el Switch Entra en el menú Edit Attributes de cada nuevo servidor y cambia el valor del atributo Server Address como se hizo para Servidor1, de forma

7 que un ServidorN tendrá como Server Address el valor ServidorN (se podría elegir el nombre que se quiera, siempre y cuando nunca se repita). Lo último que queda por hacer en este ámbito es asignar a qué servidor envía datos cada cliente. Eso lo haremos mediante un atributo mencionado al configurar Cliente1, asignándole los diferentes Server Address dependiendo del cliente, de la siguiente manera: 14. Seleccionar Cliente1 Edit Attributes Editar Application: Destination Preferences Editar Actual Name. 15. Aparece una nueva tabla. Establece Rows a uno Pincha en la casilla debajo de Name, donde pone None: aparecen las direcciones de todos los nodos de la red Pinchar en Servidor Así queda establecido que Cliente1 envía datos a Servidor1. Pulsa OK tres veces. 17. Ya tenemos configurado del todo el Cliente1. Repetir el proceso para el resto de clientes, de manera que a cada ClienteN le sea asignado el ServidorN en la tabla mostrada. Cuando acabes guarda tu proyecto. A éstas alturas ya tendríamos una red válida, pero para estudiar el comportamiento de los mecanismos de control de congestión hay añadir otro apartado:

8 Congifuración de Atributos QoS 1. Selecciona el nodo QoS Edit Attributes 2. Desplegar FIFO Profiles Desplegar FIFO Profile Desplegar Details y cambiar el atributo Maximum Queue Size a 70 Pulsa OK dos veces para cerrar la ventana de atributos del nodo QoS. 3. Selecciona el link entre los dos routers. En la barra de tareas del editor de proyectos, desplegar el menú Protocols IP QoS Configure QoS 4. Asegurarse que la ventana tiene la siguiente forma: Al establecer el valor del tamaño de la cola a 70, es suficientemente pequeña como para conseguir congestión y poder estudiar pérdidas y otros parámetros.. Además, con ésta tabla, estamos asignando FIFO como método de planificación a las interfaces de los routers. 5. Pulsa OK. Verás que el link seleccionado ha cambiado de color. 6. Guarda tu proyecto. Elección de estadísticas: 1. Elegimos primero las estadísticas globales: haz click con el botón derecho en cualquier punto del espacio de trabajo que no sea un nodo en el menú escoger Choose Individual Statistics: sale una ventana con todas las estadísticas disponibles. Desglosa el menú Global Statistics IP Pincha en la casilla de al lado de Traffic Dropped(packets/sec). 2. Sin salir de Global Statistics, desglosa TCP, y pincha en la casilla Delay(secs). 3. Sal de Global Statistics, y expande ahora Link Statistics point-topoint utilization 4. Pulsa OK para salir de ésta ventana. 5. Ahora eligimos las estadísticas locales, las miramos en el router: haz click con el botón derecho en Router1 Choose Individual Statistics Expande Node Statistics Expande IP Interface Activa las casillas Buffer Usage(packets), Queue Delay Variation(secs), Queuing Delay(secs) Pincha OK para terminar.

9 6. Guarda tu proyecto. Ahora sí que está configurada la red. Al no haber escogido ningún algoritmo, el control de congestión de ésta red se hará mediante Drop Tail, que es el implementado por defecto en los routers de todos los fabricantes. El siguiente paso es crear otro escenario que use RED para controlar la congestión.

10 Duplicar el escenario Creación del escenario RED: 1. En la barra de herramientas del editor de proyectos, selecciona Scenarios Duplicate Scenario Llama al nuevo escenario RED Pulsa OK. Automáticamente pasamos a estar editando el nuevo escenario, que es una copia exacta del anterior. Vamos a cambiar el método de control de congestión, en vez de Drop Tail, ésta vez usaremos el algoritmo RED. Para cambiar ésta configuración, hacer lo siguiente: 2. Pinchar en el nodo QoS Edit Attributes Expandir FIFO Profiles FIFO Profile Details Expandir RED Parameters. 3. Cambiamos los parámetros del algoritmo RED de la siguiente forma: RED Status los establecemos a Enabled; Minimum Threshold = 20; Maximum Threshold = Pulsa OK. Ahora sólo falta añadir una estadística específica del RED(el resto de estadísticas ya se configuraron en el anterior escenario, por lo que no hace falta repetir el proceso), que será útil para futuras comparaciones: 5. Haz click con el botón derecho en Router1 Choose Individual Statistics Expande Node Statistics Expande IP Interface Activa una nueva casilla: RED Average Queue Size Pincha OK para terminar y guarda tu proyecto. Ya configurados los dos escenarios, queda simular y comparar los resultados obtenidos.

11 Simulación Vamos a simular ambos escenarios secuencialmente, para ello usaremos el menú Scenarios de la barra de herramientas situada en el editor de proyectos: 1. Pincha en Scenarios Manage Scenarios 2. Aparece una ventana en la que podemos ver los escenarios que tiene nuestro proyecto. Debajo de la casilla Results elige para ambos escenarios <collect>. En Sim Duration (duración de la simulación) poner 1500, y en unidades, segundos. La ventana tiene que presentar éste aspecto: Pinchamos OK, y aparecerá la ventana DES Execution Manager: Cuello Botella, y en el apartado de la derecha, se verá el estado de ambas simulaciones. Dependiendo de varios factores como la velocidad del procesador, o los procesos que se estén ejecutando en el ordenador en ese momento, etc la simulación tardará más o menos. Esperar hasta que el estátus de ambas simulaciones sea Completed. Cuando esto ocurra, pulsa en el botón Close. Ahora sólo nos queda ver los resultados obtenidos y compararlos.

12 Comparación de Resultados Otra vez en el editor de proyectos, pulsa en el botón, en el cual si dejamos el ratón sobre él, vemos que sale la nota View Results. Una vez que sale la pantalla Results Browser, para ver los resultados hacemos lo siguiente: 1. En el cuadro Results for: desplegamos el menú eligiendo Current Project, para ver todos los escenarios. Vemos que aparecen tanto DT como RED. 2. En el cuadro inferior, vemos dos menus despelgables: Global Statistics y Object Statistics. En ellos están las estadísticas elegidas anteriormente. Ahora sólo es cuestión de probar a elegir distintas estadísticas y efectuar las comparaciones mediante las gráficas que salen. La interfaz que ofrece OPNET para la visualización de resultados es bastante cómoda e intuitiva. Basta con elegir las casillas, tanto de los escenarios como de las estadísticas, y luego ver las gráficas por separado (Stacked Statistics) o superpuestas (Overlaid Statistics) de las estadísticas deseadas. Además se puede elegir la escala en la que se muestran los datos (As Is, Average, Logarithm ). Al ser las posibilidades tan variadas, la comparación de los datos se dejan a criterio del usuario. Nosotros dejamos alguna comparación para que sirva de ejemplo: Paquetes perdidos en la red: Casillas activadas: DT, RED. Cuadro inferior, dentro de Global Statistics IP Traffic Dropped(packets/sec). Modo de visualización: As Is, Overlaid Statistics.

13 Vemos que se pierden más paquetes en la red usando el algoritmo RED (línea azul) que el Drop Tail (línea roja). Esto es debido a que, al encontrarnos con una topología de carga baja, el búfer de entrada al router1 apenas se llena, y por eso Drop Tail apenas descarta paquetes. Sin embargo, RED siempre descarta paquetes, esté el buffer lleno o no. Por ello, en redes con poca carga es más efectivo usar Drop Tail. En cuanto va subiendo el número de nodos de la red y el tráfico aumenta, veríamos que las gráficas se van igualando, hasta que llega un momento en que la red con Drop Tail se satura y todos los paquetes se descartarían, por estar el búffer siempre lleno. Utilización/Aprovechamiento del Búfer Casillas activadas: DT, RED. Cuadro inferior, dentro de Object Statistics Enterprise Network Router1 FIFO Buffer Usage (packets). Modo de visualización: As Is, Overlaid Statistics. Aquí vemos que efectivamente el búfer se utiliza de forma más efectiva en el primer escenario Drop Tail (azul) que en el escenario RED (roja). Vemos que a medida que avanza la simulación el búfer con Drop Tail se llena hasta casi alcanzar el máximo tamaño (70), mientras que con RED nunca llega a ese valor, debido al parámetro de posibilidad de pérdida que emplea éste algoritmo. Por lo tanto seguimos viendo que para una red con éstas características, es ventajoso utilizar Drop Tail, porque además de ser más sencillo de aplicar que RED, lleva menos tiempo de cómputo al router y la pérdida es menor.

14 Variación en el retraso o Jitter Casillas activadas: DT, RED. Cuadro inferior, dentro de Object Statistics Enterprise Network Router1 FIFO Queue Delay Variation (sec). Modo de visualización: Average, Overlaid Statistics. Aquí se ve la variación en el retraso de los paquetes experimentada en el búfer. Como en el caso de RED se mantiene el nivel de ocupación del búfer (a través del descarte de paquetes), el retraso que experimentan los paquetes va a ser siempre parecido, por ello la variación es menor(línea roja). En el caso de Drop Tail, a medida que se llena más el búffer, aumenta el retraso de los paquetes, por ello hay una subida al principio de la simulación, aunque depués la variación se estanca, a medida que se llena el búfer de paquetes, momento en el cual el retraso se estabiliza hasta llegar al final de la simulación. Con esta última comparación damos por concluído el tutorial de ésta topología. Se pueden crear a partir de aquí topologías más complejas para ver cómo evoluciona el comportamiento de los diversos AQM cuando el tráfico aumenta, o es distinto a FTP.