Εκτέλεση ασκήσεως 7. Οδηγίες Χρήσης COMNET III Προτού ξεκινήσετε την εκτέλεση της άσκησης 7 πρέπει να εκοικειωθείται µε το εργαλείο εξοµοίωσης δικτύων COMNET III που ευρίσκεται σε ξεχωριστό αρχείο συνοδευτικό των ασκήσεων 7, 8, 9. Στη συνέχεια ανοίγεται το πρόγραµµα COMNET πατώντας στο σχετικό αρχείο εφαρµογής (το πρόγραµµα δεν χρειάζεται να εγκατασταθεί στον υπολογιστη, απλά τρέχει από τον υποφάκελο όπου βρίσκεται και σας υποδεικνείουν οι εργαστηριακοί συνεργάτες. 1. ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ 7 1.1 Η Εργαλειοθήκη Στο αριστερό µέρος της οθόνης βρίσκεται ο χώρος µε τα εργαλεία (tool palette), η οποία παρουσιάζεται στην εικόνα 7.2. Τα εργαλεία µπορούν να χρησιµοποιηθούν κατά δύο τρόπους. Σε περίπτωση που γίνει click µία φορά, δηµιουργείται ένα εικονίδιο το οποίο µία και µόνη φορά θα τοποθετηθεί στον χώρο εργασίας. Με double-click µπορούν να τοποθετηθούν όσα εικονίδια θελήσει ο χρήστης (είναι χρήσιµο εάν θέλει να εισάγει το ίδιο εικονίδιο πολλές φορές), µέχρι να κάνει click σε άλλο εργαλείο ή στο εικονίδιο µε το βέλος (selector). Εικόνα 7.2 Εργαλειοθήκη του COMNET III Ι..Αγγελόπουλος 49
Στην εργαλειοθήκη βρίσκονται τα εξής εργαλεία, όπως φαίνονται στην Εικόνα 7.2. Εάν ο χρήστης επιλέξει ένα εικονίδιο και το τοποθετήσει στο χώρο εργασίας, το εικονίδιο αυτό θα έχει στο κάτω µέρος του ένα χαρακτηριστικό όνοµα (label). Για παράδειγµα όλοι οι κόµβοι έχουν αρχικά για label Node. Όλοι οι τύποι των συνδέσεων (links) έχουν label link. Κατά τον ίδιο τρόπο όλοι οι γεννήτορες κίνησης έχουν label source (App, Msg, Call, Sess). Για τα υποδίκτυα έχουµε label Net. Όλες οι ετικέτες µπορούν να αλλάξουν, µε double-click στο εικονίδιο και πληκτρολόγηση ενός επιθυµητού χαρακτηριστικού ονόµατος (το οποίο θα εµφανιστεί αργότερα στα reports). Για να συνδεθούν δύο αντικείµενα µεταξύ τους, πρέπει να επιλεγεί ένα connection tool, να γίνει click στο ένα αντικείµενο και κρατώντας πατηµένο το πλήκτρο του ποντικιού να γίνει µετακίνηση µέχρι το άλλο αντικείµενο. Αξίζει να σηµειωθεί ότι αν η σύνδεση δεν έχει νόηµα (είναι για παράδειγµα λάθος) τίποτα δεν θα συµβεί ή θα εµφανιστεί µήνυµα λάθους, και η γραµµή σύνδεσης δεν θα εµφανιστεί. Εάν ο χρήστης επιθυµεί να µαρκάρει ένα σύνολο από εικονίδια, πρέπει να κάνει click στον selector και click σε όσα εικονίδια θελήσει να επιλέξει. Έτσι µε Edit/Copy αντιγράφει όσα επέλεξε. 1.2 Περιγραφή Μοντέλου Να µελετηθεί η τοπολογία ενός δικτύου που θα έχει σαν Backbone ένα Εthernet (CSMA/CD δηλ.) και 2 ανεξάρτητοι σταθµοί εργασίας (PC) είναι συνδεδεµένοι άµεσα πάνω στο Εthernet (Εικόνα 7.3). Οι σταθµοί εργασίας εξοµοιώνονται ως Computer and Communication node. Θεωρούµε ότι η κίνηση (traffic) στο δίκτυο έχει ως εξής : Ο πρώτος κόµβους στέλνει (µε συχνότητα 0,01 περίπου µήνυµα ανά 1 sec) ένα µήνυµα E-mail, µεγέθους 1000 περίπου bytes, προς τον άλλο κόµβο του δικτύου. Να γίνει η προσοµοίωση και να υπολογιστεί η απόδοση του δικτύου (Delay, Messages In Transit : αριθµός πακέτων που βρίσκονται εν πορεία, δεν έχουν δηλαδή φτάσει τον προορισµό τους) για το ένα PC (το PC1). Eπίσης, να υπολογιστεί η χρήσiµοποίηση (Utilization) του Ethernet Στην Εικόνα, φαίνεται η τοπολογία του Backbone δικτύου, όπως αυτή εµφανίζεται στην κεντρική οθόνη του COMNET III, και παρουσιάζεται το µοντέλο που θα υλοποιηθεί στην τελική του µορφή. ΝΑ κατασκευαστεί το δίκτυο όπως φαίνεται στην Εικόνα (χρησιµοποιώντας την ίδια ονοµατολογία) και στα υπόλοιπα βήµατα θα τροποποιηθούν οι παράµετροι του. Ι..Αγγελόπουλος 50
1.3 Υλοποίηση µοντέλου Εικόνα 7.3 Στην Εικόνα 7.4 παρουσιάζεται το παράθυρο Run parameters (Simulate/Run Parameters) στο οποίο τοποθετούµε τις παραµέτρους που σχετίζονται µε την διάρκεια της προσοµοίωσης. Η διάρκεια της προσοµοίωσης θα είναι 60 ή 120 sec Εικόνα 7.4 Στην Εικόνα 7.5 παρουσιάζεται το παράθυρο Message Source (double click/message Source) στο οποίο τοποθετούµε τις παραµέτρους της πηγής κίνησης. Τοποθετήστε τις παράµερους όπως φαίνεται και στην Εικόνα 7.5 και Εικόνα 7.6. Ι..Αγγελόπουλος 51
Εικόνα 7.5 Στην Εικόνα 7.6 αλλάζετε τις ενδοαφίξεις (interarrival time) των µηνυµάτων που θα παράγει αυτή η πηγή, δηλαδή την χρονική απόσταση µεταξύ δύο διαδοχικά παραγόµενων πακέτων. Επιλέγεται τυχαία κατανοµή για την χρονική αποσταση µεταξύ δύο πακέτων Poison µε µέση τιµή χρονική αποστασης (interarrival time) 0,01s. Οι παραλήπτες των µηνυµάτων ορίζονται Γενικά ο ρυθµός µιας πηγής R εξαρτάται από το µέγεθος πακέτου και τον χρονο ενδοαφίξεων ανάµεσα στα πακέτα. Το αντίστροφο του χρόνου ενδοαφίξεων ανάµεσα στα πακέτα ειναι η συχνότητα µετάδοσης των πακέτων. αν κάνετε click στο edit destination list. Κάνοντας click στο Add έχετε τη λίστα µε τους πιθανούς παραλήπτες των µηνυµάτων της πηγής (Εικόνα.8) όπου επιλέγεται το Node 2 ως παραλήπτη του µηνύµατος. Ι..Αγγελόπουλος 52
Εικόνα 7.6 Εικόνα 7.7 Ι..Αγγελόπουλος 53
Εικόνα 7.8 Η Εικόνα 7.10 δείχνει τις παραµέτρους του Node1. Ο κόµβος Node 1 είναι ένας C&C Node, Computer and Communication Node. Εικόνα 7.10 Στις παρακάτω εικόνες θα εξετάσουµε τη δηµιουργία της σύνδεσης, ενός δικτύου Ethernet τα οποία όπως είναι γνωστό είναι τύπου CSMA/CD (Εικόνα 7.12 ). Προσοχή η αλλαγή αναφέρεται στο Ethernet Link και όχι στο Computer and Communication node. Αντί για τις Default Parameters κάνουµε κλικ στο κουµπί µε τις δύο τελείες και από το νέο πλαίσιο διαλόγου (Εικόνα ) επιλέγουµε ADD και από την Εικόνα το πρωτόκολλο 802.3 Ethernet 10BASE 5 το οποίο το µετονοµάζουµε σε My Ethernet και επιλέγουµε OK και µετά Done. Τότε θα βρίσκεστε στην Εικόνα. Εκεί επιλέγεται τις γραφικές παραστάσεις που θα θέλατε να παρακολουθήσετε κατά τη διάρκεια της προσοµοίωσης ή και µετά από αυτή. Ι..Αγγελόπουλος 54
Εικόνα 7.12 Εικόνα 7.13 Εικόνα 7.14 Ι..Αγγελόπουλος 55
Εικόνα 7.15 1.4 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ (REPORTS) : H προσοµοίωση δεν θα είχε καµία πρακτική αξία, αν ο χρήστης δεν είχε τη δυνατότητα να µελετήσει τα αποτελέσµατα της και τα στατιστικά στοιχεία. Έτσι, ο χρήστης µπορεί να ορίσει ποιες αναφορές (reports) θα δηµιουργηθούν κατά την προσοµοίωση. Αυτό γίνεται επιλέγοντας από το βασικό µενού του Comnet, την επιλογή Report, και µαρκάροντας στη συνέχεια τα reports που επιθυµούµε να εµφανίσουµε. (Εικόνα). Εικόνα7.17: Επιλογή των reports που θα δηµιουργηθούν Στη συγκεκριµένη άσκηση µας ενδιαφέρει να εµφανίσουµε αναφορές (reports) για τα µηνύµατα που θα ληφθούν (received messages) στους κόµβους Node, την καθυστέρηση σε κάθε link (Ethernet), καθώς και τυχόν συγκρούσεις (collisions) που µπορεί να συµβούν στα LANs µε πρωτόκολλα CSMA/CD, στατιστικά για τα µηνύµατα Ι..Αγγελόπουλος 56
που απεστάλησαν (καθυστέρηση, ποσοστά αυτών που παρελήφθησαν σωστά, κ.λ.π). ηλαδή: Nodes : Received Message Counts Links : Channel Utilization Collision Stats Message_Response Sources : Message Delay Αφού τελειώσει η προσοµοίωση µπορούµε να δούµε τα reports που επιλέξαµε µε Simulate/Browse Reports/View αλλά µην επιλέγετε αυτή την λύση. Ανοίξτε τα reports πηγαίνοντας κάθε φορά στο folder που έχει δηµιουργηθεί στο path του δίσκου που έχετε αποθηκεύσει την άσκηση. Για παράδειγµα. όπως φαίνεται στην Εικόνα και στην Εικόνα. Αν το µοντέλο που έχετε δηµιουργήσει στο Comnet το αποθηκεύσατε στον φάκελο c:\kats µε το όνοµα ΤΕΙ1.c3 τότε µετά την εκτέλεση της πρώτης προσοµοίωσης δηµιουργείται αυτόµατα ένας ακόµη φάκελος µε το όνοµα ΤΕΙ1 µέσα στον προηγούµενο φάκελο. (c:\kats\τει1). Μέσα στον φάκελο ΤΕΙ1 βρίσκεται το αρχείο Report.1. Το συγκεκριµένο αρχείο µπορεί να ανοιχτεί για προβολή και επεξεργασία µε τη χρήση κάποιου επεξεργαστεί κειµένου από τους ποιο κοινούς για Windows (π.χ. Notepad, Wordpad, Word ). Εικόνα 7.18 Ι..Αγγελόπουλος 57
Εικόνα 7.19 Εφόσον υλοποιήσετε την άσκηση προχωρήστε στην εκτέλεση της εξοµοίωσης και µε βάση το αρχείο καταγραφής (report) απαντήστε στα παρακάτω ερωτήµατα. 1.5 ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Ανοιξτε το αρχείο καταγραφής των αποτελεσµάτων αναγνωρίστε και καταγράψτε τα παρακάτω ποσοτικά µεγέθη: a. Πόσα πακέτα γεννήθηκαν; b. Ποια ειναι η χρησιµοποίηση (utilization) στο link µεταξύ των κόµβ ων; c. Ποια ειναι η καθυστέρηση µετάδοσης πάνω στο link (link delay) και η συνολική καθυστέρηση του πακέτου (message delay). Σε τι διαφέρουν και τι είναι οι τρείς διαφορετικές παράµετροι (average,, std-dev standard deviation, maximum) d. Ποσα επεισόδια σύγκρουσης (collisions) παρατηρήσατε; 2. Σαν επόµενο βήµα καλείστε να υπολογίσετε θεωρητικά τα ερωτήµατα a και b. Για τον υπολογισµό της χρησιµοποίησης υπολογίστε πρώτα τον ρυθµό µετάδοσης R της πηγής. 3. Πως µπορείτε να εξηγείσετε την παρατηρούµενη απόκλισση, ανάµεσα στις τιµές που υπολογίσατε και σε αυτές που παρατηρήθηκαν στην εξοµοίωση; 4. Προτείνεται το πως θα τριπλασιασετε την χρησιµοποίηση (3X) χωρίς να αλλάξετε τις παραµέτρους του link. Επιβεβαιώστε µε βάση την νέα εξοµοίωση που θα διενεργήσετε. 5. Υπολογίστε τις παραµέτρους τις πηγής ώστε να έχετε χρησιµοποίηση 20%. Επιβεβαιώστε µέσω εξοµοίωσης. 6. Ποσες συγκρούσεις παρατηρείται στις διενεργούµενες εξοµοιώσεις; Πως τις δικαιολογείται; 1.6 ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από τη στιγµή που ο χρήστης «χτίσει» το µοντέλο που περιγράφηκε λεπτοµερώς στις προηγούµενες σελίδες, µπορεί να µελετήσει και να αξιολογήσει τις στατιστικές αναφορές (reports) που δηµιουργήθηκαν (από τη µελέτη αυτή µάλιστα, µπορεί να βρει και κάποια πιθανά λάθη στις παραµέτρους που έδωσε), να εντοπίσει τις αδυναµίες του δικτύου (π.χ. µεγάλες καθυστερήσεις), να αλλάξει κάποιες από τις αρχικές παραµέτρους, κάνοντας νέες Ι..Αγγελόπουλος 58
προσοµοιώσεις και δηµιουργώντας νέα reports, και τέλος από τη συγκριτική µελέτη των διάφορων reports να εξάγει ποιοτικά συµπεράσµατα και να προτείνει λύσεις για τη βελτίωση της λειτουργίας του δικτύου. Όσον αφορά τη συγκεκριµένη άσκηση, ο χρήστης θα µπορούσε : Να αυξήσει ή να µειώσει το traffic του δικτύου κάνοντας τις ανάλογες ρυθµίσεις στο ρυθµό αποστολής από το Message Source του Node1. Να αλλάξει τη χωρητικότητα του Ethernet, σε περίπτωση που κρίνει ότι το ποσοστό χρήσης (utilization) αυτών είναι πολύ υψηλό και ενδέχεται να δηµιουργήσει προβλήµατα µετάδοσης. Να κάνει τέτοιες ρυθµίσεις, έτσι ώστε ο µέσος χρόνος αναµονής για τον χρήστη να µην ξεπερνάει ένα εύλογο τυχαίο χρονικό διάστηµα. Να διαπιστώσει κατά πόσο θα επηρέαζε τη συνολική λειτουργία, η µελλοντική προσθήκη νέων χρηστών. Παρακάτω ακολουθεί το αρχείο αναφοράς αποτελεσµάτων το οποίο αν εχετε ρυθµίσει σωστά τις παραµέτρους θα πρέπει να έχει την ακόλουθη µορφή: CACI COMNET III RELEASE 1.1d Thu May 03 18:53:55 2012 PAGE 1 39390 RECEIVED MESSAGE COUNTS REPLICATION 1 FROM 0.0 TO 60.0 SECONDS RECEIVER COUNT MESSAGE NAME Node1 6864 Msg4 39390 LINK DELAYS AND UTILIZATION REPLICATION 1 FROM 0.0 TO 60.0 SECONDS FRAMES TRANSMISSION DELAY (MS) % LINK DELIVERED RESENT AVERAGE STD DEV MAXIMUM UTIL Link3 6864 0 0.834 0.001 0.834 9.43 CACI COMNET III RELEASE 1.1d Thu May 0318:53:552012 PAGE 3 39390 RANDOM ACCESS LINK PERFORMANCE REPLICATION 1 FROM 0.0 TO 60.0 SECONDS Ι..Αγγελόπουλος 59
LINK NAME Link3 ACCESS PROTOCOL CSMA/CD COLLISION EPISODES 0 COLLIDED FRAMES 0 NBR OF TRIES TO RESOLVE AVERAGE 0.00 STANDARD DEVIATION 0.00 MAXIMUM 0 NBR OF DEFERRALS 0 DEFERRAL DELAY (MS) AVERAGE 0.00 STANDARD DEVIATION 0.00 MAXIMUM 0.00 DEFERRAL QUEUE SIZE (FRAMES) AVERAGE 0.00 STANDARD DEVIATION 0.00 MAXIMUM 0 MULTIPLE COLLISION EPISODES NBR EPISODES 0 AVG PER EPISODE 0.00 MAX PER EPISODE 0 CACI COMNET III RELEASE 1.1d Thu May 03 18:53:55 2012 PAGE 4 39390 MESSAGE DELAYS FOR MESSAGE AND RESPONSE SOURCES REPLICATION 1 FROM 0.0 TO 60.0 SECONDS ORIGIN / MSG SRC NAME: MESSAGES MESSAGE DELAY (MILLISECONDS) DESTINATION LIST ASSEMBLED AVERAGE STD DEV MAXIMUM Node2 / src Msg4: Node1 6864 87.571 78.370 415.123 Ι..Αγγελόπουλος 60
ίκτυα Υπολογιστών-Εργ. Άσκηση 9 Ι..Αγγελόπουλος 78