Αρχιτεκτονικές Δικτύων & Πρωτόκολλα Ι

Αρχιτεκτονικές Δικτύων & Πρωτόκολλα Ι Ενότητα : Εισαγωγή στο εργαλείο προσομοίωσης δικτύων Riverbed Modeler - Προσομοίωση δικτύου Ethernet. Όνομα Καθηγητή : Δημήτριος Λυμπερόπουλος, Σπύρος Δενάζης Τμήμα : Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

1. Σκοποί ενότητας... 2 2. Περιεχόμενα ενότητας... 2 3. Εισαγωγή... 2 4. Δημιουργία νέου έργου.... 3 5. Δημιουργία τοπολογίας δικτύου.... 3 6. Επεξεργασία κόμβων δικτύου.... 6 7. Ρυθμίσεις προσομοίωσης.... 6 8. Εκτέλεση προσομοίωσης.... 7 9. Αποτελέσματα προσομοίωσης... 8 1. Σκοποί ενότητας Στην ενότητα αυτή γίνεται μία εισαγωγή στο εργαλείο προσομοίωσης δικτύων Riverbed Modeler. Διδεται μία αρχική περιγραφή του εργαλείου και πως μπορεί κάποιος να κατεβάσει και να ενεργοποιήσει την δωρεάν ακαδημαϊκή έκδοσή του. Στην συνέχεια παρουσιάζεται η δημιουργία μιας απλής τοπολογίας δικτύου με ένα συγκεκριμένο αριθμό υπολογιστών συνδεδεμένους σε μία γραμμή ethernet. Αναλύονται διεξοδικά οι απαιτούμενες διαδικασίες για την ρύθμιση παραμέτρων τόσο της τοπολογίας όσο και των χαρακτηριστικών της δικτυακής κίνησης που θα χρησιμοποιηθούν κατα την εκτέλεση της προσομοίωσης. Το τελευταίο μέρος της ενότητας περιλαμβάνει την εκτέλεση της προσομοίωσης και την παρουσίαση αποτελεσμάτων. 2. Περιεχόμενα ενότητας Εισαγωγή. Δημιουργία νέου έργου Δημιουργία τοπολογίας δικτύου. Επεξεργασία κόμβων δικτύου. Ρυθμίσεις προσομοίωσης Εκτέλεση προσομοίωσης Αποτελέσματα προσομοίωσης 3. Εισαγωγή. Σκοπός της άσκησης είναι η γνωριμία του φοιτητή με το εργαλείο προσομοίωσης δικτύων Riverbed Modeler μέσω μιας άσκησης προσομοίωσης ενός απλού δικτύου Ethernet. Το Riverbed Modeler είναι ένα πρόγραμμα που δίνει την δυνατότητα σε ένα χρήστη να δημιουργήσει διάφορες τοπολογίες δικτύων που μπορεί να περιέχουν ποικίλες δικτυακές συσκευές και αρχιτεκτονικές και να προσομοιώσει την συμπεριφορά και απόδοσή τους σε συγκεκριμένες συνθήκες κίνησης. Σε αυτή την άσκηση θα χρησιμοποιήσουμε την έκδοση Riverbed Modeler Academic edition 17.5, μια δωρεάν έκδοση για ακαδημαϊκά μαθήματα η οποία έχει περιορισμένες δυνατότητες σε σχέση με την full έκδοση. Την συγκεκριμένη έκδοση μπορεί κάποιος να την κατεβάσει στον παρακάτω σύνδεσμο. https://splash.riverbed.com/community/product-lines/steelcentral/university-supportcenter/blog/2014/06/11/riverbed-modeler-academic-edition-release Σελίδα 2

Επίσης πρέπει να σημειώθεί πως η άσκηση έχει βασιστεί στο βιβλίο: Ασκήσεις προσομοίωσης δικτύων. Για το βιβλίο "Δίκτυα υπολογιστών: Μια προσέγγιση από τη σκοπιά των συστημάτων", Emad Aboelela, επιμέλεια: Περικλής Χατζημίσιος, Κλειδάριθμος, 2011. ISBN 978-960-461-387-8. Εικόνα 1: Απεικόνιση του Riverbed Modeler Academic edition. 4. Δημιουργία νέου έργου. Για την συγκεκριμένη άσκηση θα προσομοιώσουμε ένα δίκτυο 20 κόμβων συνδεδεμένων σε ομοαξονικό σύνδεσμο σε τοπολογία διαύλου. Αρχικά θα ξεκινήσουμε δημιουργώντας ένα νέο έργο (project). Για την δημιουργία ενός νέου έργου, στο μενού του κεντρικού παραθύρου της εφαρμογής, επιλέξτε File > New... Στη συνέχεια στο νέο μικρό παράθυρο που εμφανίζεται επιλέγουμε Project, πατάμε OK, και τέλος στo πεδίo Project Name γράφουμε το όνομα <αριθμός μητρώου>_ethernet και στο πεδίο Scenario Name το όνομα Coax. Πατάμε OK για να ξεκινήσουμε. (Το πεδίο "Use Startup Wizard when creating new scenarios" το αφήνουμε επιλεγμένο) Στο νέο παράθυρο με τίτλο Startup Wizard Topology. Επιλέγουμε το Create Empty Scenario και πατάμε Next. Στην επιλογή Network Scale επιλέγουμε Office και στο Size δώστε τιμές X Span 100 και Y Span 200. Πατάμε Next 2 φορές και τέλος Finish. Το παράθυρο που θα εμφανιστεί στην συνέχεια με τίτλο Object Palette δεν το χρειαζόμαστε αυτή τη στιγμή. Απλά κλείστε το πατώντας Close. 5. Δημιουργία τοπολογίας δικτύου. Μέχρι τώρα έχουμε δημιουργήσει ένα νέο project και έχουμε δηλώσει ότι το δικτύο που θέλουμε να εξετάσουμε είναι σε μέγεθος Office. Για να δημιουργήσουμε την τοπολογία του δικτύου προς προσομοίωση ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα. Σελίδα 3

Αν όλα τα παραπάνω βήματα έχουν γίνει σωστά, θα βλέπουμε στην οθόνη μας το παρακάτω παράθυρο. Εικόνα 2: Απεικόνιση του Project 1234_Ethernet Scenario Coax. Για την δημιουργία του ομοαξονικού δικτύου Ethernet, επιλέγουμε από το πάνω μενού, Topology > Rapid Configuration... και μετά την επιλογή Bus. Πατώντας Next θα εμφανιστεί ένα νέο παράθυρο με τίτλο Rapid Configuration:Bus. Εκεί επιλέγουμε το κουμπί Select Models όπως δείχνει η εικόνα 3. Εικόνα 3: Επεξεργασία χαρακτηριστικών δικτύου (Rapid Configuration). Στο νέο παράθυρο, στο πεδίο Model List επιλέγουμε ethcoax και πατάμε OK. Επιστρέφοντας στο αρχικό παράθυρο με τίτλο Rapid Configuration:Bus συμπληρώνουμε όλα τα πεδία του με τις τιμές που φαίνονται στην εικόνα 4 και πατάμε OK. Σελίδα 4

Εικόνα 4: Επεξεργασία χαρακτηριστικών ethernet δικτύου (Rapid Configuration). Αν όλα έχουν εκτελεστεί σωστά θα δούμε στο κεντρικό παράθυρο του project την τοπολογία με τους 20 κόμβους (εικόνα 5). Εικόνα 5: Τοπολογία δικτύου. Στη συνέχεια θα επεξεργαστούμε τα χαρακτηριστικά του δίαυλου. Για να το κάνουμε αυτό πρέπει στο κεντρικό παράθυρο του project να μεταφέρουμε το ποντίκι μας πάνω στον δίαυλο και να πατήσουμε δεξί κλικ > Edit Attributes (Advanced). Στο παράθυρο που εμφανίζεται επιλέγουμε στο πεδίο model απο το dropdown menu το Edit και μετά την τιμή eth_coax_adv (εικόνα 6). Επίσης στο πεδίο delay δίνουμε την τιμή 0.05 (Η τιμή είναι sec/m) ενώ στο πεδίο thickness δίνουμε την τιμή 10. (Η αλλαγή τιμών γίνεται με διπλό κλίκ πάνω στο πεδίο). Πατώντας OK έχετε δημιουργήσει το δίκτυό σας (Θα παρατηρήσετε πως επηρεάζοντας την τιμή του thickness άλλαξε το πάχος του διαύλου στο σχήμα). Σελίδα 5

Εικόνα 6: Επεξεργασία ιδιοτήτων διαύλου. 6. Επεξεργασία κόμβων δικτύου. Το επόμενο βήμα είναι η επεξεργασία των χαρακτηριστικών των κόμβων που είναι συνδεδεμένοι στο ομοαξονικό δίαυλο. Μέσω αυτής της επεξεργασίας θα ορίσουμε το είδος και τα χαρακτηριστικά της δικτυακής κίνησης για το σενάριο που θέλουμε να προσομοιώσουμε. Αρχικά πατάμε στο κεντρικό παράθυρο πάνω σε έναν κόμβο, δεξί κλικ > Select Similar nodes. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να επεξεργαστούμε τα χαρακτηριστικά όλων τον κόμβων μαζί. Αφού είναι όλοι οι κόμβοι επιλεγμένοι (οπτικά αυτό φαίνεται με ένα κύκλο γύρο από τον κόμβο) πατάμε δεξί κλίκ > Edit Attributes για να ανοίξει το παράθυρο με τις επιλογές χαρακτηριστικών των κόμβων και της κίνησης που παράγουν στο δίκτυο. Πριν προβούμε σε οποιαδήποτε αλλαγή είναι σημαντικό να επιλέξουμε το πεδίο Apply to selected objects, για να εφαρμοστούν οι αλλαγές σε όλους τους επιλεγμένους κόμβους. Στο παράθυρο με τις επιλογές χαρακτηριστικών κόμβου κάνουμε τις παρακάτω αλλαγές. Στο πεδίο Traffic Generation Parameters πατάμε το σύμβολο + για να εμφανιστεί το μενού με τις έξτρα παραμέτρους. Εκεί στο πεδίο ON State Time δινουμε την τιμή exponential(100) και στην τιμή OFF State Time δίνουμε την τιμή exponential(10). Επίσης στα πεδία Interarrival Time και Packet Size (στο Packet Generation Arguments) δίνουμε τις τιμές exponential 0.5 και constant 1024 αντίστοιχα. Πατώντας OK επιστρέφουμε στο κεντρικό παράθυρο. 7. Ρυθμίσεις προσομοίωσης. Παρότι το εργαλείο προσομοιώσης δικτύων Riverbed Modeler έχει εξαιρετικές επιλογές και δυνατότητες στην ρύθμιση και διαχείριση μιας προσομοίωσης, στην έκδοση academic μόνο οι βασικές λειτουργίες είναι ενεργοποιημένες. Έτσι προτού προσπαθήστε να χρησιμοποίησετε το Σελίδα 6

εργαλείο για τις δικές σας προσομοιώσεις, βεβαιωθείτε πρώτα ότι τα σενάρια που θέλετε να επεξεργαστείτε υποστηρίζονται από την έκδοση που έχετε στην διάθεσή σας. Για την συγκεκριμένη άσκηση θα κάνουμε μία μόνο προσομοίωση και θα εξετάσουμε την κίνηση που έστειλαν και την κίνηση που έλαβαν οι κόμβοι της παραπάνω τοπολογίας. Στο μενού του κεντρικού παραθύρου, θα βρείτε την επιλογή DES > Choose Individual Statistics. Στο παράθυρο που θα ανοίξει (εικόνα 7) πατώντας αυτή την επιλογή, στο δεξί μενού ανοίγουμε το μενού Global Statistics (πατώντας το +) και στους κλάδους Traffic Sink και Traffic Source επιλέγουμε τα Traffic Received (packets/sec) και Traffic Sent (packets/sec) αντίστοιχα. Πατώντας OK κλείνουμε το παράθυρο. Εικόνα 7: Ρύθμιση στατιστικών για αποτελέσματα. 8. Εκτέλεση προσομοίωσης. Το επόμενο βήμα είναι να εκτελέσουμε την προσομοίωση. Στο μενού του κεντρικού παραθύρου πατάμε την επιλογή DES > Configure/Run Discrete Event Simulation (ή εναλλακτικά πατάμε το εικονίδιο με τον δρομέα). Θα εμφανιστεί ένα παράθυρο στο οποίο θα πρέπει να δηλώσουμε τον χρόνο προσομοίωσης σε ένα πεδίο με όνομα Duration. Εισάγετε τις τιμές 30 second(s). Αφού έχουμε τελειώσει και με τις ρυθμίσεις προσομοίωσης το μόνο που μένει είναι να την εκτελέσουμε. Αυτό γίνεται πατώντας το κουμπί Run στο κάτω μέρος του παραθύρου. Εικόνα 8: Εκτέλεση προσομοίωσης σεναρίου. Σελίδα 7

9. Αποτελέσματα προσομοίωσης. Αφού τελειώσει η προσομοίωση του σεναρίου από το μενού του κεντρικού παραθύρου επιλέγουμε DES > Results > View Results... Στο παράθυρο που ανοίγει επιλεγουμε από το δεξί μενού Global Statistics > Traffic Sink > Traffic Received (packets/sec) και Global Statistics > Traffic Source > Traffic Sent (packets/sec) (εικόνα 9). Αλλάζοντας την τιμή του πεδίου Presentation μπορούμε να δούμε τις τιμές ξεχωριστά ή και επικαλυπτόμενες. Εικόνα 9: Αποτελέσματα προσομοίωσης σεναρίου. Σελίδα 8

Αναφορές https://splash.riverbed.com/community/product-lines/steelcentral/university-supportcenter/blog/2014/06/11/riverbed-modeler-academic-edition-release Ασκήσεις προσομοίωσης δικτύων. Για το βιβλίο "Δίκτυα υπολογιστών: Μια προσέγγιση από τη σκοπιά των συστημάτων", Emad Aboelela, επιμέλεια: Περικλής Χατζημίσιος, Κλειδάριθμος, 2011. ISBN 978-960-461-387-8 Σημειώματα Σημείωμα Ιστορικού ΕκδόσεωνΈργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0.0 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιον Πατρών, Δημήτριος Λυμπερόπουλος, Σπύρος Δενάζης, 2015 «Αρχιτεκτονικές Δικτύων & Πρωτόκολλα Ι - Εισαγωγή στο εργαλείο προσομοίωσης δικτύων Riverbed Modeler - Προσομοίωση δικτύου Ethernet». Έκδοση: 1.0.0 Πάτρα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses/ee799/. Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση CC BY-NC [1] Αυτή η άδεια σας επιτρέπει να διανείμετε, να αναμείξετε, και να δημιουργήσετε πάνω σε αυτό το έργο, κατά μη-εμπορικό τρόπο, και παρόλο που τα νέα σας έργα θα πρέπει επίσης να αποδίδουν αναγνώριση και να είναι μη-εμπορικά, δεν οφείλουν να υπαγάγουν τα παράγωγα έργα τους στους ίδιους όρους. [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ Σελίδα 9

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Σελίδα 10