2012 Τμήμα Τεχνολογίας Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Βαρτζιώτης Φώτης [ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΔΙΚΤΥΩΝ] Εργαστήριο 4
Περιεχόμενα Εργαστήριο 4: RSVP... 2 Στόχος... 2 Δημιουργία έργου (Project)... 2 Παραμετροποίηση Σταθμών Εργασίας... 2 Ροή Πληροφορίας... 4 Παραμετροποίηση του κόμβου QoS... 5 Παραμετροποίηση του κόμβου Applications... 5 Παραμετροποίηση του κόμβου Profiles... 6 Παραμετροποίηση Διεπαφών... 7 Παραμετροποίηση Hosts και Routers... 8 Στατιστικά... 9 Προετοιμασία και Εκτέλεση Προσομοίωσης... 10 Επισκόπηση Αποτελεσμάτων... 11 Διάβασμα... 13 Ερωτήσεις... 13 Αναφορά Εργαστηρίου... 13 1
Εργαστήριο 4: RSVP Στόχος Σε αυτό το εργαστήριο θα δημιουργήσετε ένα δίκτυο που εξυπηρετεί εφαρμογές πραγματικού χρόνου. Θα χρησιμοποιεί RSVP για να παρέχει QoS σε μία από αυτές τις εφαρμογές. Θα μελετήσετε τον τρόπο με τον οποίο η RSVP συμβάλλει στην απόδοση της εφαρμογής που κάνει χρήση της. Δημιουργία έργου (Project) Ξεκινήστε το OPNET και επιλέξτε Open από το μενού File. 1. Επιλέξτε το έργο του εργαστηρίου 3 omada_id_queues και κάντε κλικ στο OK. 2. Από το μενού File, επιλέξτε Save as και μετονομάστε το έργο σε omada_id_rsvp. Κάντε κλικ στο OK. 3. Από το μενού Scenarios επιλέξτε Manage Scenarios. Κάντε κλικ, με τη σειρά, στα σενάρια FIFO και PQ και πατήστε Delete. 4. Κάντε κλικ στο σενάριο WFQ, μετονομάστε το σενάριο σε QoS_RSVP και κάντε κλικ στο OK. 5. Αποθηκεύστε το έργο. Επιβεβαιώστε ότι στο έργο omada_id_rsvp έχετε ένα μόνο σενάριο, με το όνομα QoS_RSVP Η παρακάτω εικόνα σας δείχνει πώς να ελέγχετε τα διαθέσιμα σενάρια σε ένα έργο. Εικόνα 1 Παραμετροποίηση Σταθμών Εργασίας 1. Κάντε δεξί κλικ στον VoIP East Edit Attributes a. Μετονομάστε τον κόμβο σε Voice Called. b. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: Supported Profiles Θέστε την τιμή None, c. Θέστε την τιμή Voice Called στην παράμετρο Client Address. 2. Κάντε δεξί κλικ στον VoIP West Edit Attributes a. Μετονομάστε τον κόμβο σε Voice Caller. b. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: Supported Services Θέστε την τιμή None, 2
c. Πατήστε Edit στην παράμετρο Application: Destination Preferences. Θέστε την παράμετρο Rows σε 1. d. Θέστε την τιμή Voice Destination στην παράμετρο Symbolic Name της σειράς που δημιουργήσατε παραπάνω. e. Κάντε Edit στην παράμετρο Actual Name. Θέστε την παράμετρο Rows σε 1. Θέστε την τιμή Voice Called στην παράμετρο Name της σειράς που δημιουργήσατε παραπάνω. f. Πατήστε ΟΚ τρεις φορές. Εικόνα 2 3. Κάντε κλικ στον κόμβο Voice Called για να τον επιλέξετε. Από το μενού Edit επιλέξτε copy και μετά paste. a. Τοποθετήστε τον νέο κόμβο και συνδέστε τον με 10BaseT σύνδεση στον East Router. b. Κάντε δεξί κλικ στον νέο κόμβο και πατήστε Edit Attributes (Advanced). c. Κάντε κλικ στην τιμή Ethernet_wkstn της παραμέτρου model. d. Στη λίστα που παρουσιάζεται, επιλέξτε Ethernet_wkstn και μετά στο τέλος της λίστας πατήστε Edit. e. Στη νέα λίστα που παρουσιάζεται επιλέξτε Ethernet_wkstn_adv. f. Στη συνέχεια μετονομάστε τον νέο κόμβο σε Voice_RSVP Called και θέστε την τιμή Voice_RSVP Called στην παράμετρο Client Address. g. Πατήστε ΟΚ. 4. Κάντε κλικ στον κόμβο Voice Caller για να τον επιλέξετε. Από το μενού Edit επιλέξτε copy και μετά paste. h. Τοποθετήστε τον νέο κόμβο και συνδέστε τον με 10BaseT σύνδεση στον West Router. i. Κάντε δεξί κλικ στον νέο κόμβο και πατήστε Edit Attributes (Advanced). j. Κάντε κλικ στην τιμή Ethernet_wkstn της παραμέτρου model. 3
k. Στη λίστα που παρουσιάζεται, επιλέξτε Ethernet_wkstn και μετά στο τέλος της λίστας πατήστε Edit. l. Στη νέα λίστα που παρουσιάζεται επιλέξτε Ethernet_wkstn_adv. m. Στη συνέχεια μετονομάστε τον νέο κόμβο σε Voice_RSVP Caller. n. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications και πατήστε Edit στην παράμετρο Application: Destination Preferences. Κάντε κλικ στην τιμή του πεδίου Actual Name. Στον πίνακα που παρουσιάζεται, στο πεδίο Name θέστε την τιμή Voice_RSVP Called o. Πατήστε ΟΚ τρεις φορές. 5. Μετονομάστε τον κόμβο Queues σε QoS. Το έργο σας πρέπει να έχει την παρακάτω εικόνα. 6. Αποθηκεύστε το έργο Ροή Πληροφορίας Εδώ, θα καθορίσετε τα χαρακτηριστικά της ροής δεδομένων για την υπηρεσία φωνής στο δίκτυο. Ο μηχανισμός RSVP του αποστολέα στέλνει περιοδικά RSVP Path μηνύματα για να περιγράψει τα χαρακτηριστικά της ροής δεδομένων του αποστολέα. Όταν ο παραλήπτης λάβει τα προαναφερθέντα μηνύματα ελέγχει αν πρέπει να δεσμευτούν πόροι στο δίκτυο. Αν ληφθεί απόφαση για δέσμευση πόρων, ο παραλήπτης ζητά από τον μηχανισμό RSVP που διαθέτει, να προχωρήσει στη δέσμευση. Ο τελευταίος στέλνει τα απαραίτητα RSVP Resv μηνύματα στους κόμβους του δικτύου ακολουθώντας το μονοπάτι αντίστροφα. 4
Η ροή δεδομένων καθορίζεται από το απαιτούμενο εύρος ζώνης ρ και το μέγεθος του Buffer σ στον παραλήπτη. Τότε η ροή στα Path και Resv μηνύματα μπορεί να περιγραφεί με βάση ένα token bucket με παραμέτρους (ρ, σ). Παραμετροποίηση του κόμβου QoS 1. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο QoS και επιλέξτε Attributes. 2. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP Flow Specification και Default. 3. Θέστε το όνομα ως RSVP_Flow, θέστε την τιμή 50,000 στο Bandwidth (bytes/sec) και 10,000 στο Buffer Size (bytes). 4. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP Profiles και Default. 5. Θέστε το Profile Name σε RSVP_Profile 6. Πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε το έργο. Παραμετροποίηση του κόμβου Applications 1. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Applications Edit Attributes. 2. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Definitions. 3. Θέστε στην παράμετρο Rows την τιμή 4. 4. Στη νέα γραμμή που εμφανίζεται επεκτείνετε την ιεραρχία και εισάγετε τις τιμές που απεικονίζονται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 3 5. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου PCM Quality Speech, επιλέξτε Edit. 6. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου RSVP Parameters, επιλέξτε Edit. 7. Θέστε τις τιμές της παρακάτω εικόνας στο παράθυρο που εμφανίζεται. 5
Εικόνα 4 Σημειώστε ότι τα χαρακτηριστικά της Outbound Flow μεταφέρονται από τα Path messages του αποστολέα προς τον παραλήπτη, και τα χαρακτηριστικά της Inbound Flow μεταφέρονται από τα Resv messages του παραλήπτη προς τον αποστολέα. 8. Πατήστε OK τρεις φορές. 9. Αποθηκεύστε το έργο. Παραμετροποίηση του κόμβου Profiles 1. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Profiles Edit Attributes. 2. Επεκτείνετε την ιεραρχία Profile Configuration. 3. Θέστε στην παράμετρο Rows την τιμή 4. 4. Στη νέα γραμμή που εμφανίζεται επεκτείνετε την ιεραρχία και εισάγετε τις τιμές που απεικονίζονται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 5 6
5. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου Applications, επιλέξτε Edit και εισάγετε τις τιμές που απεικονίζονται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 6 6. Πατήστε OK και αποθηκεύστε το έργο. Παραμετροποίηση Διεπαφών 1. Επιλέξτε τις τρεις παρακάτω συνδέσεις (shift + left-click). Εικόνα 7 2. Από το μενού Protocols επιλέξτε RSVP Configure Interface Status. 3. Εισάγετε τις επιλογές που φαίνονται στην παρακάτω εικόνα, πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε το έργο. Εικόνα 8 4. Η παραπάνω επιλογή ενεργοποιεί το RSVP κατά μήκος του μονοπατιού που μας ενδιαφέρει. 7
5. Πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε το έργο. Παραμετροποίηση Hosts και Routers Στο OPNET, το μοντέλο RSVP απαιτεί την χρήση μιας τεχνικής προγραμματισμού πόρων δικτύου (WFQ, PQ κτλ). 1. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Voice_RSVP Caller και επιλέξτε Edit Attributes, a. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: Supported Profiles και στην παράμετρο Profile Name δώστε την τιμή VoIP_RSVP Profile. b. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: RSVP Parameters Voice και κάντε enable την παράμετρο RSVP Status. c. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: RSVP Parameters Voice Profile List RSVP Profile και θέστε RSVP Profile την παράμετρο Profile. d. Επεκτείνετε την ιεραρχία IP IP QoS Parameters Interface Information και θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. e. Επεκτείνετε την ιεραρχία Specify. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου QoS Scheme και επιλέξτε Edit. f. Θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. Κάντε κλικ στο πεδίο Type και επιλέξτε WFQ(class Based). Κάντε κλικ στο πεδίο Name και επιλέξτε ToS Based. g. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP RSVP Protocol Parameters Interface Information IF0 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Maximum Reservable Bandwidth σε 75%. h. Πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε. 2. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Voice_RSVP Called και επιλέξτε Edit Attributes, a. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου Application: Supported Services. Θέστε την τιμή του Rows σε 1 και στo πεδίο Name του πίνακα δώστε την τιμή VoIP_RSVP. b. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: RSVP Parameters Voice και κάντε enable την παράμετρο RSVP Status. c. Επεκτείνετε την ιεραρχία Applications Application: RSVP Parameters Voice Profile List RSVP Profile και θέστε RSVP Profile την παράμετρο Profile. d. Επεκτείνετε την ιεραρχία IP IP QoS Parameters Interface Information και θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. e. Επεκτείνετε την ιεραρχία Specify. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου QoS Scheme και επιλέξτε Edit. f. Θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. Κάντε κλικ στο πεδίο Type και επιλέξτε WFQ(class Based). Κάντε κλικ στο πεδίο Name και επιλέξτε ToS Based. g. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP RSVP Protocol Parameters Interface Information IF0 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Maximum Reservable Bandwidth σε 75%. h. Πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε. 3. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο East Router και επιλέξτε Edit Attributes, 8
a. Κάντε κλικ στην τιμή Ethernet4_slip8_gtwy της παραμέτρου model. b. Στη λίστα που παρουσιάζεται, επιλέξτε Ethernet4_slip8_gtwy και μετά στο τέλος της λίστας πατήστε Edit. c. Στη νέα λίστα που παρουσιάζεται επιλέξτε Ethernet4_slip8_gtwy_adv. d. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP RSVP Protocol Parameters Interface Information IF3 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Maximum Reservable Bandwidth σε 75%. e. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP RSVP Protocol Parameters Interface Information IF10 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Maximum Reservable Bandwidth σε 75%. f. Επεκτείνετε την ιεραρχία IP IP QoS Parameters Interface Information IF3 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. g. Επεκτείνετε την ιεραρχία Specify. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου QoS Scheme και επιλέξτε Edit. h. Θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. Κάντε κλικ στο πεδίο Type και επιλέξτε WFQ(class Based). Κάντε κλικ στο πεδίο Name και επιλέξτε ToS Based. i. Πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε. 4. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο West Router και επιλέξτε Edit Attributes, a. Κάντε κλικ στην τιμή Ethernet4_slip8_gtwy της παραμέτρου model. b. Στη λίστα που παρουσιάζεται, επιλέξτε Ethernet4_slip8_gtwy και μετά στο τέλος της λίστας πατήστε Edit. c. Στη νέα λίστα που παρουσιάζεται επιλέξτε Ethernet4_slip8_gtwy_adv. d. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP RSVP Protocol Parameters Interface Information IF3 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Maximum Reservable Bandwidth σε 75%. e. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP RSVP Protocol Parameters Interface Information IF10 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Maximum Reservable Bandwidth σε 75%. f. Επεκτείνετε την ιεραρχία IP IP QoS Parameters Interface Information IF3 και θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. g. Επεκτείνετε την ιεραρχία Specify. Κάντε κλικ στην τιμή της παραμέτρου QoS Scheme και επιλέξτε Edit. h. Θέστε την τιμή της παραμέτρου Rows σε 1. Κάντε κλικ στο πεδίο Type και επιλέξτε WFQ(class Based). Κάντε κλικ στο πεδίο Name και επιλέξτε ToS Based. i. Πατήστε ΟΚ και αποθηκεύστε. Στατιστικά Για να επιλέξετε τα στατιστικά στοιχεία που πρέπει να συλλέγονται κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης: 1. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Voice_RSVP Caller και επιλέξτε Choose Individual DES Statistics από το μενού. 2. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP και επιλέξτε Number of Path States. 9
3. Κάντε δεξί κλικ στο στατιστικό Number of Path States Επιλέξτε Change Draw Style από το μενού Επιλέξτε bar chart. 4. Κάντε δεξί κλικ στο στατιστικό Number of Path States Επιλέξτε Change Collection Mode από το μενού Επιλέξτε Advanced checkbox Από τη λίστα Capture mode επιλέξτε την τιμή all values όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα και πατήστε OK. Εικόνα 9 5. Επεκτείνετε την ιεραρχία Voice Calling Party και επιλέξτε τα ακόλουθα στατιστικά α) Packet Delay Variation, β) Packet End-to-End Delay (sec) 6. Πατήστε ΟΚ για να κλείσετε το παράθυρο των στατιστικών. 7. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Voice_RSVP Called και επιλέξτε Choose Individual DES Statistics από το μενού. 8. Επεκτείνετε την ιεραρχία RSVP και επιλέξτε Number of Resv States. 9. Κάντε δεξί κλικ στο στατιστικό Number of Resv States Επιλέξτε Change Draw Style από το μενού Επιλέξτε bar chart. 10. Κάντε δεξί κλικ στο στατιστικό Number of Resv States Επιλέξτε Change Collection Mode από το μενού Επιλέξτε Advanced checkbox Από τη λίστα Capture mode επιλέξτε την τιμή all values και πατήστε OK. 11. Πατήστε ΟΚ για να κλείσετε το παράθυρο των στατιστικών. 12. Κάντε δεξί κλικ στον κόμβο Voice Caller και επιλέξτε Choose Individual DES Statistics από το μενού. 13. Επεκτείνετε την ιεραρχία Voice Calling Party και επιλέξτε τα ακόλουθα στατιστικά α) Packet Delay Variation, β) Packet End-to-End Delay (sec) 14. Πατήστε ΟΚ για να κλείσετε το παράθυρο των στατιστικών. 15. Αποθηκεύστε το έργο. Προετοιμασία και Εκτέλεση Προσομοίωσης Απλά θα παραμετροποιήσετε τον χρόνο της προσομοίωσης του δικτύου : 1. Κάντε κλικ στο κουμπί Configure/Run Simulation, 2. Θέστε την παράμετρο Duration στα 150 seconds, 3. Κάντε κλικ στο Run, ώστε να εκτελέσετε την προσομοίωση. 4. Κλείστε το παράθυρο αφού ολοκληρωθεί η προσομοίωση. 5. Αποθηκεύστε το έργο. 10
Επισκόπηση Αποτελεσμάτων 1. Κάντε δεξί κλικ στην επιφάνεια εργασίας για να εμφανιστεί το μενού και επιλέξτε View Results. 2. Επιλέξτε Current Scenario από το μενού Results For, 3. Τσεκάρετε τo σενάριο που εμφανίζεται στο πλαίσιο κάτω από το μενού Results For, 4. Όπως φαίνεται στο παρακάτω παράθυρο, επιλέξτε το στατιστικό Packet End-to- End Delay για τους κόμβους Voice Caller και Voice_RSVP Caller. Στη συνέχεια επιλέξτε Overlaid Statistics από την πρώτη λίστα στο μενού Presentation και time_average αντίστοιχα από τη δεύτερη λίστα Εικόνα 10 5. Πατήστε το κουμπί Show για να προβάλλετε τα αποτελέσματα που θα εξάγετε. Επιλέξτε με το ποντίκι την περιοχή ενδιαφέροντος για να ζουμάρετε στο γράφημα. Εικόνα 11 11
6. Με τον ίδιο τρόπο μπορείτε να δείτε το συγκριτικό γραφήματα του στατιστικού Packet Delay Variation για τους κόμβους Voice Caller και Voice_RSVP Caller. (Σημείωση: Μην ξεχάστε να ξετσεκάρετε το προηγούμενο στατιστικό) 7. Τελικά, επιλέξτε τα στατιστικά number of Path states και number of Resv states. Επιλέξτε Stacked Statistics από την πρώτη λίστα στο μενού Presentation και As_Is αντίστοιχα από τη δεύτερη λίστα, όπως φαίνεται παρακάτω Εικόνα 12 8. Κάντε δεξί κλίκ στο γράφημα που προκύπτει και επιλέξτε Choose Panel Properties Εισάγετε τις τιμές που φαίνονται στην παρακάτω εικόνα, στα πεδία Horizontal Min και Horizontal Max, Εικόνα 13 12
9. Πατήστε ΟΚ. Το γράφημα που προκύπτει πρέπει ναμοιάζει με το παρακάτω. Εικόνα 14 Διάβασμα OPNET RSVP Model Description: Από το μενού Protocols, Επιλέξτε RSVP Model Usage Guide. Ερωτήσεις 1. Αναλύστε τα γραφήματα του σεναρίου. Δείξτε την επίδραση του RSVP στην εφαρμογή της φωνητικής επικοινωνίας και εξηγήστε τα αποτελέσματα των στατιστικών numbers of Path states και numbers of Resv states. 2. Πως επηρεάζει την απόδοση των εφαρμογών Voice και Video Conference ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων που υποστηρίζει η γραμμή σύνδεσης μεταξύ των East και West routers (π.χ. Packet End-to-End Delay) ; Για να απαντήσετε αυτή την ερώτηση, δημιουργήστε ένα νέο σενάριο, ως διπλότυπο του αρχικού. Ονομάστε το νέο σενάριο Q2_HighRate. Στο νέο σενάριο αντικαταστήστε τη γραμμή PPP_DS1 (data rate 1.544 Mbps) με μια γραμμή PPP_DS3 (data rate 44.736 Mbps). Αναφορά Εργαστηρίου Ετοιμάστε μια έκθεση που ακολουθεί τις κατευθυντήριες γραμμές που έχουν δοθεί στο εισαγωγικό (πρώτο) εργαστήριο. Η έκθεση θα πρέπει να περιλαμβάνει τις απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα καθώς και τα γραφήματα που δημιουργούνται από τα σενάρια προσομοίωσης. Συζητήστε τα αποτελέσματα που λαμβάνονται και να συγκρίνετε αυτά τα αποτελέσματα με τις προσδοκίες σας. Αναφέρετε τυχόν ανωμαλίες ή ανεξήγητες συμπεριφορές. 13