Implementarea Si Simularea Topologiei Retelei Xyz cu Programul Comnet Iii

CAPITOLUL 1

Introducere

Problematica dezvoltării

Cum foarte bine se poate observa din viața de zi cu zi și nu numai, trăim astăzi într-o eră a informaticii și a calculatoarelor. Ceea ce este și mai ușor de remarcat este faptul că cele mai multe calculatoare sunt folosite interconectate, în rețele locale și de arie largă și internet, ceea ce conferă informaticii un rol determinant în asigurarea legăturilor științifice, de afaceri, bancare sau de natură umană între persoane și instituții. Calculatoarele au devenit terminale ideale, inteligente, care tind să ia locul terminalelor clasice de comunicare (teleimprimatoare, telefon, telefax, videotelefon etc.), în rețele de comunicații de tip Intranet, Extranet sau INTERNET. Pentru a realiza o rețea de calculatoare cât mai fiabilă și mai eficientă pentru transmiterea în timp real a informațiilor și menținerea integrității acestora, în prezent este implicit necesară experimentarea virtuală a parametrilor fizici existenți cu ajutorul unor programe soft de simulare. Cu ajutorul statisticilor și parametrilor rezultați în urma simulărilor făcute cu aceste programe, inginerul de sistem poate mult mai ușor realiza iar apoi ajusta modelul fizic al rețelei de calculatore.

Tema acestei lucrări reprezintă realizarea unei simulări a unui transfer de date pe o topologie de rețea de calculatoare dată, simulare realizată cu ajutorul programului COMENT III . Acest program este dedicat simulării și testării oricăror configurații și tipuri de rețele de comunicații, cu atât mai mult rețelele de calculatoare interconectate ce actualmente se suprapun peste rețele telefonice, radio, radioreleu, IR, etc. Trebuie remarcat totuși faptul că rețelele de calculatoare sunt singurele care pot îngloba toate serviciile și facilitățile de comunicație care pot fi simulate și testate cu ajutorul programului Coment III.

Aplicabilitate

COMNET III poate fi folosit atât pentru modelarea unor rețele de tip WAN cât și rețele de tip LAN. Modelele pot integra simultan și ambele tipuri. COMNET III poate asigura modelarea detaliată a logicii nodului de rețea. Computerele unui nod, subsistemele sale de intrare ieșire, bazele de date și aplicațiile care rulează pe computere pot fi toate modelate.

Folosind simularea prin metoda evenimentelor discrete, COMNET III furnizează cu acuratețe rezultate realiste. Alternativa la modelarea bazată pe evenimente discrete, este folosirea metodelor matematice tradiționale de analiză care nu pot face față efectelor variației aleatoare. Ipotezele simplificatoare cerute de metodele analitice ignoră efectele așteptării, independenței evenimentelor și variației aleatoare în analiza rețelelor complexe de comunicații.

Abordarea modelării rețelelor folosită de COMNET III este proiectată pentru a cuprinde o varietate largă de topologii de rețea și algoritmi de rutare și anume:

LAN, WAN și sisteme intermediare (internetworking systems)

Rețele cu comutare de circuite, pachete și mesaje

Trafic orientat pe conexiune și trafic fără conexiune

Algoritmi statici, adaptivi și definiți de utilizator

O facilitate importantă a COMNET III este posibilitatea de a abstractiza porțiuni din modelul unei rețele și de a le trata ca pe componente modulare. Această facilitate derivă din natura orientată pe obiecte a COMNET III. Această facilitate permite de asemenea construirea unei biblioteci de dispozitive de rețea ce pot fi "conectate" și schimbate după plac.

1.3. Abordare generală

COMNET III este proiectat cu acuratețe pentru a estima caracteristicile de performanță ale rețelelor de computere și comunicații. Estimarea înseamnă că rețeaua în studiu este descrisă printr-o serie de date pe care programul le procesează și le oferă ca rezultat. COMNET III execută apoi o simulare dinamică a rețelei construind astfel o reprezentare a rețelei și rutează traficul simulat. Rapoartele sunt generate pentru performanțele măsurate ale diferitelor elemente ale modelului precum și ale caracteristicilor de ansamblu ale rețelei și sunt prezentate ca estimări ale performanțelor rețelei.

Datele folosite la descrierea rețelei sunt introduse cu ajutorul unei interfețe grafice cu utilizatorul și descriu:

Topologia rețelei: noduri, centre de computere, conectivitate, etc.

Încărcarea rețelei plasată în rețea. Aceasta include aplicații care rulează pe sistemele terminale și traficul ce trebuie furnizat în rețea. Frecvența și mărimea diferitelor sarcini și operații pot fi descrise statistic.

Protocoalele și regulile de programare a aplicațiilor și de rutare a traficului.

Rapoartele generate sunt o estimare a performanțelor așteptate pentru rețeaua reală. Acuratețea lor depinde de datele introduse pentru descrierea rețelei. Una din întrebările majore este "Care este acuratețea datelor?" și implicit "Care este acuratețea estimării performanțelor?".

Un alt factor care determină acuratețea rezultatelor este durata simulării modelului. Aceasta de termină câte evenimente aleatoare sunt folosite pentru a determina traficul generat statistic.

Având durata simulării stabilită, acuratețea rezultatelor este de obicei într-un interval de încredere.

COMNET III poate rula copii multiple, independente ale aceleiași simulări și poate genera deviații medii, maxime, minime și standard precum și grafice și histograme ale performanțelor sistemului.

Odată ce este elaborat un model care estimează cu acuratețe performanțele rețelei reale ce trebuie studiate, pot fi încercate apoi tot felul de scenarii de tipul "Ce-ar fi dacă…" aceasta implicând orice modificare (adăugare, eliminare sau schimbare) de elemente în cadrul topologiei inițiale pentru a face o nouă simulare și a putea beneficia de o comparație între modele.

1.4. Tipuri de rețele

O rețea este interpretată ca o interconectare arbitrară a dispozitivelor de calcul și comunicații pentru voce, date, video sau alte tipuri de trafic în rețea. Aceste dispozitive pot include terminale, stații de lucru, servere, adaptoare de interfață, medii de conectare (de. ex. cablu torsadat), repetoare, punți, gateway-uri, rutere, procesoare, hub-uri, comutatoare de pachete, legături de satelit, linii închiriate și multe altele.

Scopul COMNET III este de a furniza capacitatea de a include în simulare orice echipament de rețea. Interfața cu utilizatorul asigură o interconectare flexibilă pentru a putea descrie componentele rețelei. COMNET III nu furnizează o listă cu toate echipamentele posibile construite și folosite în rețele, ceea ce ar fi pe cât de imposibil pe atât de absurd. Folosește mai degrabă blocuri generice ce pot fi parametrizate pentru a reprezenta dispozitivele ce se doresc a fi modelate. De exemplu, dacă se dorește un server de tipărire, pentru care nu se găsește un obiect specific însă poate fi reprezentat cu ajutorul Nodului de Comunicații ce poate fi folosit pentru prelucrarea sarcinilor de tipărire.

O rețea de calcul este un sistem ca o rețea locală sau un centru de computere. Există o populație de utilizatori conectată la ea care cer rularea de aplicații fie local pe stațiile de lucru, fie distant pe un server fie pe un calculator central (mainframe).

O rețea de telecomunicații este în general un sistem purtător sau de transport precum o rețea "backbone" sau o rețea de servicii publice, de exemplu un sistem X.25. poate fi privată sau poate transporta traficul unei terțe părți ca în rețeaua publică de telecomunicații sau poate fi un sistem comercial. Ca și în cazul unui sistem de calcul, sunt conectați utilizatori la rețea, dar din punctul de vedere al operatorului de rețea se știe foarte puțin despre sistemele terminale care sunt servite. De exemplu un furnizor de X.25 nu știe că folosești un computer personal sau o stație de lucru sau ce aplicație software folosești pentru a trimite mesaje prin rețea și nici ce va face receptorul cu mesajele primite. Ceea ce furnizorul de servicii vede este o simplă cerere de trafic de la o sursă la o destinație. El vrea să satisfacă această cerere cât mai rapid și cât mai eficient cu putință. În această categorie intră WAN și MAN.

1.5. Alegerea nivelului corect de detaliere

Oricare ar fi tipul de rețea modelat, trebuie ales nivelul de detaliere necesar pentru a răspunde la problemele supuse studiului. Uneori este folosit termenul de granularitate a modelului. Acest aspect al modelării trebuie gândit cu atenție deoarece are o mare influență asupra gradului de succes al simulării.

O lipsă a detaliilor poate duce la omiterea unor aspecte importante ale comportării sistemului. Prea multe detalii și poți sfârși cu un model mult mai mare decât este necesar și care necesită un timp mult prea mare pentru efectuarea unui experiment.

Modelarea mai multor detalii ale sistemelor terminale este obținută prin modelarea mai multor caracteristici ale acestora, împreună cu sarcina software ce le este repartizată. Este cazul des întâlnit al performanțelor slabe al serverelor datorită faptului că mulți utilizatori efectuează cereri de procesare concurente sau transfer de date de pe server. Dacă se dorește, COMNET III poate modela performanțele serverului la un nivel de detaliu considerabil și anume viteza procesorului, timpii de acces ai hard-disk-ului precum și secvențele de acțiuni software pe care serverul le întreprinde ca răspuns la fiecare cerere particulară. Pentru fiecare acțiune software dintr-o secvență poate fi specificată încărcarea produsă în sistem (în termeni de cicluri ale procesorului).

COMNET III poate modela de la o subrutină specifică rulată pe un anume computer dintr-o rețea mondială sau înglobarea capacității de trafic a unei rețele ca număr de tranzacții pe secundă.

1.6. Cele mai uzuale aplicații

Aplicațiile tipice COMNET III includ:

Studii ale vârfurilor de trafic (încărcare)

În general, o rețea este subiectul unor nivele critice de trafic în perioade diferite ale zilei, lunii sau anului. Dacă proiectarea rețelei poate face față acestor perioade, atunci poate face față oricăror situații. Folosirea tipică a COMNET III este deci modelarea acestor perioade de vârf pentru a înțelege aceste puncte de tensiune ale rețelei.

Dimensionarea rețelei în stadiul de proiectare

La proiectarea unei rețele trebuie luată în considerare o eventuală extindere. COMNET III poate fi folosit pentru a estima dacă proiectul face față diferitelor nivele de trafic și pentru a vedea ce loc mai rămâne pentru o eventuală creștere.

Introducerea unor noi utilizatori / aplicații

Noi utilizatori / aplicații vor aduce un plus de încărcare a rețelei. Este utilă încercarea predicției impactului acestora înainte de introducerea lor astfel putând fi detectate și rezolvate potențialele blocaje înaintea apariției unei probleme majore.

Studiul situațiilor de defectare și a capacităților de revenire

Este adesea important de știut că un proiect de rețea are suficientă capacitate de revenire pentru a oferi un nivel satisfăcător de performanță în cazul diferitelor scenarii de defectare. Nodurile și elementele de legătură pot fi intenționat defectate și recuperate la momente diferite pentru a încerca diferite scenarii care nu sunt testabile în sistemele reale.

Evaluarea opțiunilor de îmbunătățire a performanței

Multe rețele au creșteri de trafic de la an la an. Acest fenomen duce la deteriorarea performanțelor până când rețeaua suportă un upgrade într-un fel sau altul. Numeroasele opțiuni de upgrade pot fi investigate în COMNET III ca o parte a unui studiu cost / profit.

Evaluarea contractelor de servicii

Devine o practică din ce în ce mai răspândită negocierea contractelor pentru nivelul serviciilor între utilizatorul și furnizorul de rețea chiar dacă fac parte din aceeași organizație. COMNET III poate fi folosit să analizeze nivelele de performanță ale serviciilor ce pot fi obținute în timpul negocierii contractului și pentru a prezice zonele potențiale de probleme pe măsură ce schema de folosire o rețelei se schimbă cu timpul prin adăugarea sau eliminarea unor noduri în cadrul rețelei respective.

CAere de trafic de la o sursă la o destinație. El vrea să satisfacă această cerere cât mai rapid și cât mai eficient cu putință. În această categorie intră WAN și MAN.

1.5. Alegerea nivelului corect de detaliere

Oricare ar fi tipul de rețea modelat, trebuie ales nivelul de detaliere necesar pentru a răspunde la problemele supuse studiului. Uneori este folosit termenul de granularitate a modelului. Acest aspect al modelării trebuie gândit cu atenție deoarece are o mare influență asupra gradului de succes al simulării.

O lipsă a detaliilor poate duce la omiterea unor aspecte importante ale comportării sistemului. Prea multe detalii și poți sfârși cu un model mult mai mare decât este necesar și care necesită un timp mult prea mare pentru efectuarea unui experiment.

Modelarea mai multor detalii ale sistemelor terminale este obținută prin modelarea mai multor caracteristici ale acestora, împreună cu sarcina software ce le este repartizată. Este cazul des întâlnit al performanțelor slabe al serverelor datorită faptului că mulți utilizatori efectuează cereri de procesare concurente sau transfer de date de pe server. Dacă se dorește, COMNET III poate modela performanțele serverului la un nivel de detaliu considerabil și anume viteza procesorului, timpii de acces ai hard-disk-ului precum și secvențele de acțiuni software pe care serverul le întreprinde ca răspuns la fiecare cerere particulară. Pentru fiecare acțiune software dintr-o secvență poate fi specificată încărcarea produsă în sistem (în termeni de cicluri ale procesorului).

COMNET III poate modela de la o subrutină specifică rulată pe un anume computer dintr-o rețea mondială sau înglobarea capacității de trafic a unei rețele ca număr de tranzacții pe secundă.

1.6. Cele mai uzuale aplicații

Aplicațiile tipice COMNET III includ:

Studii ale vârfurilor de trafic (încărcare)

În general, o rețea este subiectul unor nivele critice de trafic în perioade diferite ale zilei, lunii sau anului. Dacă proiectarea rețelei poate face față acestor perioade, atunci poate face față oricăror situații. Folosirea tipică a COMNET III este deci modelarea acestor perioade de vârf pentru a înțelege aceste puncte de tensiune ale rețelei.

Dimensionarea rețelei în stadiul de proiectare

La proiectarea unei rețele trebuie luată în considerare o eventuală extindere. COMNET III poate fi folosit pentru a estima dacă proiectul face față diferitelor nivele de trafic și pentru a vedea ce loc mai rămâne pentru o eventuală creștere.

Introducerea unor noi utilizatori / aplicații

Noi utilizatori / aplicații vor aduce un plus de încărcare a rețelei. Este utilă încercarea predicției impactului acestora înainte de introducerea lor astfel putând fi detectate și rezolvate potențialele blocaje înaintea apariției unei probleme majore.

Studiul situațiilor de defectare și a capacităților de revenire

Este adesea important de știut că un proiect de rețea are suficientă capacitate de revenire pentru a oferi un nivel satisfăcător de performanță în cazul diferitelor scenarii de defectare. Nodurile și elementele de legătură pot fi intenționat defectate și recuperate la momente diferite pentru a încerca diferite scenarii care nu sunt testabile în sistemele reale.

Evaluarea opțiunilor de îmbunătățire a performanței

Multe rețele au creșteri de trafic de la an la an. Acest fenomen duce la deteriorarea performanțelor până când rețeaua suportă un upgrade într-un fel sau altul. Numeroasele opțiuni de upgrade pot fi investigate în COMNET III ca o parte a unui studiu cost / profit.

Evaluarea contractelor de servicii

Devine o practică din ce în ce mai răspândită negocierea contractelor pentru nivelul serviciilor între utilizatorul și furnizorul de rețea chiar dacă fac parte din aceeași organizație. COMNET III poate fi folosit să analizeze nivelele de performanță ale serviciilor ce pot fi obținute în timpul negocierii contractului și pentru a prezice zonele potențiale de probleme pe măsură ce schema de folosire o rețelei se schimbă cu timpul prin adăugarea sau eliminarea unor noduri în cadrul rețelei respective.

CAPITOLUL 2

Noțiuni generale despre rețelele de calculatoare

O rețea de calculatoare este formată dintr-un număr de calculatoare interconectate între ele și care acoperă o suprafață mai mică sau mai mare.

2.1 Avantaje ale rețelelor de calculatoare:

împărțirea resurselor între utilizatori: programele, datele și echipamentele sunt accesibile unui număr mare de utilizatori, uneori situați la mare distanță;

funcționalitate crescută – aplicații multiplicate pe mai multe mașini, astfel încât dacă o parte a sistemului "cade" partea intactă poate să funcționeze;

este mai ieftin să realizezi o rețea decât să utilizezi un calculator mare, la aceeași productivitate;

performanțele rețelei pot fi mărite prin adăugarea de noi unități.

2.2 Aplicații utilizate în rețele:

accesul la programe complexe (simulări de tip macroeconomic) care pe calculatoare mari este dificil și scump;

accesul la mari baze de date (rezervări de bilete, operațiuni bancare etc.);

realizarea, prin rețele mari a unui mediu complex de comunicații (munca la domiciliu).

2.3 Clasificarea rețelelor de calculatoare:

Rețelele de calculatoare se împart în două mari categorii:

LAN (Local Area Network) – rețele locale;

WAN (Wide Area Network) – rețele mari.

În continuare vor fi prezentate o serie de elemente fundamentale referitoare la rețelele locale de calculatoare (LAN). Scurt istoric:

Prima generație de LAN-uri a apărut la începutul anilor '70. Prin efortul conjugat al firmelor Xerox, Intel și Digital Equipement Corporation, a fost lansată la începutul anilor '80 tehnologia Ethernet, care utiliza pentru interconectarea terminalelor cablu coaxial, ce asigura o viteză de 10 Mb/s. Ulterior s-a trecut la folosirea cablului torsadat care este mai ieftin și mai ușor de instalat (UTP – Unshielded Twisted Pair).

A doua generație de LAN-uri a apărut la sfârșitul anilor '80 și a condus, prin utilizarea fibrelor optice sau a altor modalități de interconectare, la mărirea vitezei de transfer până la 100 Mb/s.

A treia generație de LAN-uri, care suportă viteze de Gb/s, a început să apară în jurul anului 1990 și folosește ca mediu fizic de transmisie cablurile pe fibre optice.

O mențiune se cuvine a fi făcută referitor la LAN-uri cu legături prin radio (wireless – necablate). Aceste rețele permit utilizatorilor dintr-o clădire să comunice folosind legături radio fără a mai fi necesară instalarea cablurilor. Se pot folosi unde radio de bandă largă, legături prin radiații infraroșii direcționate sau difuzate. Aceste rețele sunt mai lente decât cele cablate (2-5 Mb/s).

2.3.1 Elemente hardware componente ale unei LAN

Din punct de vedere hardware sunt necesare, pentru interconectarea componentelor unei rețele, următoarele elemente :

Cabluri. Acestea pot fi coaxiale, fire torsadate sau fibre optice. Sistemul de cabluri metalice este caracterizat de impedanță, capacitate, atenuare, viteza semnalului, caracteristici de zgomot. Din punct de vedere al distribuirii legăturilor prin cablu se poate distinge o cablare nestructurată, dependentă de aplicație și rigidă din punct de vedere al modificării topologiei, și o cablare structurată, independentă de aplicație, cu un design flexibil și modular.

Module de interfață cu rețeaua (plăci de rețea). Aceste module (adaptoare) realizează cuplarea unității centrale cu rețeaua și sunt standardizate.

Transcievers (receptoare – transmițătoare). Sunt folosite când se realizează cuplarea la un mediu fizic altul decât cel utilizat în mod normal de modulul de interfață cu rețeaua.

Hub-uri pentru cablaje. Inițial un Hub era un simplu concentrator, asigurând conectarea unui număr (de la 8 la câteva sute) de stații într-o configurație stea. Actualmente aceste echipamente oferă și funcții de administrator de rețea, permițând monitorizarea de la distanță cu ajutorul software-ului de administrare a rețelei.

Repetoare. Sunt echipamente ce amplifică semnalele pentru a mări distanța fizică pe care poate acționa o rețea.

Bridge-uri (punți). Sunt dispozitive care conectează două sau mai multe LAN-uri.

Router-e. Sunt echipamente de dirijare a traficului de date, realizând conexiuni la un nivel arhitectural superior față de bridge-uri.

Gateway-uri (porți). Sunt dispozitive prin care se interconectează LAN-uri ce folosesc protocoale complet diferite la toate nivelurile de comunicație.

Din punct de vedere software, pentru a funcționa, o rețea are nevoie de un sistem de operare de rețea (NOS – Network Operating System). Exemple de astfel de sisteme de operare sunt: Novell Netware, Microsoft OS/2 LAN Manager, IBM LAN Server, Unix și mai nou foarte utilizat LINUX.

2.3.2 Arhitecturi de rețele locale

Arhitectura client-server. Aplicațiile software sunt distribuite între entitățile din rețea. Clienții cer informațiile de la unul sau mai multe servere din rețea care stochează aceste aplicații. Un singur server suportă mai mulți clienți simultan.

Arhitectura punct la punct (peer to peer). Oricare două componente ale rețelei pot comunica, fără a apela la serviciile de dirijare ale unui calculator puternic (mainframe) din rețelele tradiționale. Fiecare PC poate deveni server, putând schimba rolurile între cel de utilizator și cel de ofertant de servicii.

2.3.3 Structura rețelelor locale de calculatoare

În continuare va fi descrisă structura unei rețele ierarhice de tip Novell. Aceste rețele se întind la nivelul unei clădiri sau grup de clădiri. Sunt compuse din:

File server:

gestionează întreaga activitate a rețelei;

controlează toate accesele la resursele comune (fișiere, imprimante);

asigură securitatea;

realizează comunicațiile între stații.

Pe el este instalat sistemul de operare al rețelei. File serverul poate fi dedicat sau nededicat.

Stații de lucru:

sunt de regulă PC-uri obișnuite, uneori chiar terminale simple, fără HDD sau FDD doar cu tastatură, mouse și monitor.

Periferice:

imprimante, unități de disc, plottere, scanere, camere video etc., comune pentru utilizatorii rețelei.

Elemente de conectică:

placă specială de interfață introdusă în calculator, cablu de legătură, mufe și alte elemente pasive de rețea (hub-uri, repetoare, etc) .

Tipuri de utilizatori:

utilizatorul obișnuit, lucrează la o stație de lucru în cadrul rețelei;

operatorul, este un utilizator căruia i se dau anumite drepturi (mai multe ca și cele ale unui utilizator obișnuit) privind utilizarea resurselor;

administratorul, asigură buna funcționare a întregii rețele. Are drepturile cele mai largi.

2.3.4 Securitatea rețelei

Există mai multe modalități de a asigura securitatea rețelei:

securitatea la conectare: utilizatorul își declară la conectare numele care este recunoscut de file server. Poate fi folosită și o parolă.

Supervizorul mai poate introduce restricții:

de timp (număr de ore de lucru limitat);

de stații de lucru (utilizatorul se va putea conecta doar de pe anumite stații);

conectări curente (se poate limita numărul stațiilor ce se conectează simultan);

invalidare cont. La prima conectare utilizatorului i se creează un cont. Supervizorul poate invalida acest cont și utilizatorul nu se mai poate conecta;

blocarea "spărgătorului" după un număr de nereușite de conectare.

securitatea prin drepturi de utilizator: aceste drepturi controlează posibilitățile de lucru ale unui utilizator într-un director dat: R(read), W(write), O(open), D(delete) etc.

securitatea prin drepturi permise în directoare: la crearea unui director utilizatorii pot avea drepturi ca cele descrise mai sus;

securitatea prin atributele fișierelor și directoarelor: Read-Write, Read-Only, Shearable/Non shearable;

drepturi efective: reprezintă intersecția mulțimii drepturilor utilizatorului cu drepturile în director.

2.4 Elemente de Internet

În anul 1969, atunci când au făcut prima conexiune la distanță între două calculatoare, constructorii ARPAnet (rețeaua aflată la originea Internetului de azi din cadrul Pentagonului) nu aveau idee de impactul pe care proiectul ARPA îl va avea asupra evoluției rețelelor globale de calculatoare .

Internetul reprezintă un instrument de acces la cantități imense de informații distribuite în toată lumea. Prin intermediul internetului se pot transfera fișiere între calculatoare situate la distanțe foarte mari.

În Internet sistemul de numire al domeniilor este un sistem organizațional care constituie un identificator unic pentru sistemul de calculatoare, pentru o organizație și pentru utilizator.

Domeniile se împart în două grupe:

Domeniul geografic: it (Italia), ro (România), etc.

Domeniul organizațional;

Când sunt conectate, denumirile se scriu de la stânga la dreapta, de la cel mai specific la cel mai general. Obiectul general este cel din stânga, și reprezintă un domeniu organizațional, un cod.

Domeniile organizaționale sunt următoarele:

Tabel cu Domenii organizaționale

Conectarea la Internet cere :

Un cont Internet care se obține de la furnizorii de servicii

Un calculator personal

Un modem

Un program (interfață)de comunicație (Internet Explorer, Netscape Navigator)

Informații privind parametrii de comunicație

Un nume de legătură (numele sub care utilizatorul se poate conecta)

O parolă (ca identificare pentru calculatorul gazdă)

CAPITOLUL 3

Obiective ale proiectării rețelelor

Motivul principal al proiectării rețelei este costul. Costul include o multitudine de elemente, altele decât prețul terminalelor sau al rețelelor. De exemplu, costurile aferente rețelelor locale sunt justificate de regulă în funcție de asigurarea unei viteze de operare superioară, deoarece timpul operatorilor și al calculatoarelor care utilizează aceste rețele este prețios. În alte situații, fiabilitatea comunicațiilor este justificarea principală a costului. În multe cazuri, căderea unui sistem de comunicație a datelor atunci când ar trebui să funcționeze corect poate Costa mult mai mult decât prețul sistemului însusi. Dacă prețurile nu ar conta, atunci majoritatea rețelelor de date ar fi o colecție de canale simple punct-la-punct. Într-adevăr, dacă un canal punct-la-punct poate fi încărcat la o viteză suficient de înaltă de transmitere a datelor, aceasta ar putea fi cea mai eficientă soluție de a rezolva o anumită problemă de transmisie a datelor, din punct de vedere al costului.

Pe de altă parte, multe aplicații de prelucrare a datelor nu pot justifica, din punct de vedere al costurilor, utilizarea unor canale dedicate, din cauza unui volum redus sau neprioritar de date. În asemenea cazuri, este posibil uneori să se combine datele provenind din mai multe surse într-o cale principală unică de mare lungime, prin utilizarea multiplexoarelor și a altor dispozitive de rețea. Deși utilizarea unei asemenea tehnici poate justifica financiar costul aplicației, echipamentul suplimentar necesar va reduce probabil fiabilitatea și va crește timpul și efortul investite în identificarea și corectarea unor probleme de transmisie.

Obiectivul principal al rețelelor de date este acela de a realiza un echilibru satisfăcător între livrarea datelor utilizator cu precizie, la timp ,și în condiții de securitate, și costurile totale. Termenul „satisfacător" înseamnă că utilizatorul care plătește pentru sistemul de livrare a datelor este mulțumit de acesta.

3.1 Precizia

Nu este necesar ca toate transmisiile de date să se realizeze fără eroare. De exemplu, mesajele de poștă electronică, ce conțin de regulă texte, nu-și pierd înțelesul dacă un anumit cuvânt este ortografiat greșit. Pe de altă parte, transferal unor informații financiare între două instituții bancare necesită un nivel înalt de precizie.

3.2 Livrarea la timp a datelor

Livrarea la timp a datelor implică patru aspecte generale:

– cantitatea datelor care trebuie transmise

importanța și prioritatea informațiilor

rata medie de transfer fără eroare a datelor și nivelul de accesibilitate al rețelei pentru utilizator.

3.3 Volumul datelor

Este evident că volumul și prioritatea datelor vor avea un impact asupra productivității dorite a transferului, dar în stabilirea acestor parametri trebuie luat în considerare costul. În situațiile extreme, volumul datelor poate fi atât de mare încât cea mai bună soluție de a le transfera ar fi prin transportul fizic al unor stive de benzi magnetice. La cealaltă extremă, o soluție satisfăcătoare de „rețea" ar putea fi o transmisie simplă și de viteză redusă prin intermediul unui canal telefonic de apel punct-la-punct.

3.4 Prioritatea datelor

Ca regulă generală, importanța și frecvența testării este direct proporțională cu importanța și prioritatea datelor. Un proverb italian spune că: „Lucrurile de calitate costă mai puțin decât lucrurile de proastă calitate". Deși acest proverb nu este universal aplicabil comunicațiilor de date, el ne avertizează că cea mai bună soluție nu este întotdeauna și cea mai ieftină. În numeroase situații, de exemplu în conducerea proceselor industriale și în cazul sistemelor de fabricație, o cădere totală a unei legături de date poate costa o companie mai mult de 10.000 $/oră. În asemenea cazuri, Fiabilitatea, testarea și planificarea sunt evident metode alternative de o extremă importanță.

3.5 Productivitatea transferului de informații

Productivitatea transferului de informații, cunoscută sub numele de Rata de Transfer a Biților de Informație (Transfer Rate of Information Bits – TRIB), va fi tratată în detaliu în secțiunea următoare. În esență, TRIB este viteza medie de transfer fără eroare a biților curenți de date utilizator, fără a lua în considerare biții suplimentari.

3.6 Accesibilitatea rețelei

Accesibilitatea rețelei este determinată de trei factori: timpul de acces, timpul mediu de bună funcționare (Mean Time Between Failure -MTBF) și timpul mediu de restabilire a serviciului (Mean Time to Restore Service – MTRS). Pentru liniile private și circuitele virtuale permanente, timpul de acces nu ridică nici o problemă; pentru conexiunile apelabile și apelurile virtuale, întârzierea în realizarea apelului poate fi semnificativă comparativ cu timpul de transmisie dacă volumul de date este mic. MTBF se referă la timpul dintre căderile „serioase" (permanente), dar dacă rata erorilor devine suficient de mare, TRIB se poate bloca chiar dacă conexiunea este încă operațională. MTRS semnifică restabilirea temporară a serviciului, ca în cazul unui apel de rezervă pentru liniile private, sau pur și simplu timpul de depanare, dacă nu este disponibil nici un serviciu alternativ.

3.7 Securitate

Securitatea datelor se bucură de o atenție sporită pe măsură ce comunicațiile de date sunt utilizate din ce în ce mai mult în problemele importante și semnificative ale vieții de zi cu zi. Multe surse de informare detaliată asupra acestui subiect sunt acum disponibile. În afara aspectelor fizice, securitatea comunicațiilor de date implică atât confidențialitatea informațiilor cât și autentificarea lor. Confidențialitatea semnifică asigurarea securității datelor (prin utilizarea codurilor) și protecția lor față de un acces neautorizat (prin utilizarea parolelor). Autentificarea are în vedere verificarea mesajelor, astfel încât acestea să nu fie corupte între sursă și destinație, precum și verificarea autenticității emițătorului.

În anumite tipuri de transmisii, autentificarea este mai importantă decât orice alt aspect aferent rețelelor de date menționat până în prezent. De exemplu, o bancă ce recepționează un telex din străinătate de la o altă bancă, conținând instrucțiuni privind transferul unor fonduri dintr-un cont în altul, este interesată să știe dacă au fost adăugate zerouri suplimentare la suma de bani menționată în telex, dacă numerele de identificare ale conturilor au fost modificate și dacă sursa declarată a mesajului este autentică.

În concluzie, proiectarea rețelelor de date vizează o serie complexă de aspecte inter-relaționate, care implică factorii următori și nu numai:

3.8 Viteza de transfer a biților de informație TRIB

Așa cum s-a menționat anterior, TRIB este numit uneori și productivitatea transferului de informații. Prin definiție:

TRIB = Numărul biților de informație acceptați de receptor

Timpul total necesar pentru acceptarea acestor biți

Deoarece majoritatea transmisiilor de date sunt în rafală, TRIB are semnificație numai ca valoare medie pe o perioadă. Deși viteza de transfer a biților pe legăturile de date are o strânsă legătură cu TRIB, și alți factori pot avea, la anumite momente de timp, o aceeași influență sau chiar mai mare. De exemplu, dacă un canal de transmisie este perturbat (de zgomote), o viteză mai mare de transfer a biților poate determina creșterea ratei de erori într-o asemenea măsură încât TRIB ia valori scăzute.

TRIB este aproape întotdeauna mai mică decât viteza de transfer a biților la nivelul interfeței seriale (în cazul unor sisteme sofisticate de compresie a datelor, TRIB poate depăși viteza de transfer a biților la nivelul interfeței seriale, deoarece receptorul extrage mai mulți biți decât au fost transmiși). Alți doi parametri care afectează în mod obișnuit TRIB sunt supraîncărcarea transmisiei și întârzierile. Ambii parametri sunt în strânsă legătură cu codurile și cu blocurile de date, precum și cu protocoalele utilizate. De exemplu, dacă protocolul solicită ca recepționarea unui bloc de date să fie confirmată pozitiv emițătorului înainte ca acesta să transfere următorul bloc, întârzierile dus-întors se adaugă la numitorul relației de definiție a TRIB, precizată anterior. În asemenea cazuri, dimensiunea și întârzierile blocului pot avea un efect substanțial asupra TRIB. Pe lângă viteza de transfer a biților, în estimarea TRIB trebuie luați în considerare următorii factori:

3.8.1. Biții care nu conțin informație, trimiși împreună cu biții de date.

Aceștia includ:

Biții de start și de stop, dacă se utilizează transmisia asincronă. b. Biții

de paritate, dacă se utilizează codul ASCII.

Zerourile redundante (sau de „umplutură"), dacă se utilizează un

protocol de legătură orientat pe biți (SDLC/HDLC).

Biții de umplere utilizați de utilitarele sistemelor de teleprelucrare

pentru a completa blocurile parțiale de date, dacă există.

3.8.2. Biții care nu conțin informație din cadrul fluxului de mesaje. Funcție de protocolul de legătură utilizat, aceștia pot include:

a. Caractere sau semafoare de sincronizare.

Caractere de adresă.

Caractere de control (STX, ACK și așa mai departe) sau octeți de control.

Caractere de verificare a erorilor (BCC sau FSC).

Caractere specifice modului transparent și caractere de umplere.

3.8.3. Mesajele care nu conțin informații necesare în administrarea protocolului de legătură.

Acestea sunt mesaje de inițializare, conectare, deconectare, interogare, de stare și așa mai departe. De obicei, acestea nu sunt luate în considerație la calculul TRIB dacă sesiunea este suficient de lungă pentru ca efectul lor să fie neglijabil.

3.8.4. Întârzierea datorată activării purtătoarei modemului.

Aceasta este perioada de timp dintre cererea de a transmite emisă de un terminal și răspunsul „pregătit – pentru – transmisie" dat de un modem. Este cunoscută, de asemenea ca „timpul de reversie al modemului". Este necesară numai atunci când modemul lucrează cu un sistem cu

comutare pe un circuit care nu suportă viteza de transfer a modemului pe două căi simultan, cum este o conexiune de apel la 4800 bps. Se aplică, de asemenea, cel puțin stațiilor aflate la distanță (secundare), și uneori tuturor stațiilor, dintr-un circuit multipunct. Valoarea întârzierii, dacă există, este programată în modem la momentul instalării acestuia, funcție de instrucțiunile producătorului modemului pentru tipul particular de circuit și viteza de transfer a biților. Poate varia între câteva milisecunde și câteva sute de mlisecunde.

3.8.5. Întârzierea de propagare proprie modemului.

Toate modemurile sincrone care lucrează pe circuitele telefonice salvează datele într-un buffer atât la transmisie, cât și la recepție. Funcție de viteza de transfer a biților, întârzierea poate varia între 2 și 10 milisecunde (ms) pe modem.

3.8.6. Întârzierea de propagare proprie circuitului.

Semnalele radio (microunde), inclusiv semnalele sateliților de comunicație, și semnalele prin fibrele optice circulă la viteze apropiate de viteza luminii. Semnalele electrice prin firele și cablurile locale circulă la viteze mai reduse. De asemenea, multe sisteme telefonice locale utilizează buffer-e de diferite tipuri. Ca regulă de bază, se estimează 6 ms pentru echipamentul local de la fiecare capăt și 1 ms pentru fiecare 150 de mile de circuit terestru din teritoriu. Rezultă o valoare de [12 + (mile/150)] milisecunde pentru întârzierile pe o singură direcție ale circuitelor terestre. Funcție de latitudine și longitudine, semnalele de satelit traversează între 45.000 și 50.000 de mile atunci când se propagă de la o stație de satelit terestră la alta; aceste semnale sunt, de asemenea, memorate într-un buffer și la stația terestră. În general, estimați o întârziere de 350 ms de la un utilizator la altul (pe o direcție), inclusiv întârzierile pe legăturile terestre dintre stațiile terestre respective și utilizatori.

3.8.7. Alte întârzieri de propagare datorate salvării datelor în buffer-e.

Majoritatea dispozitivelor utilizate în construcția rețelelor complexe de comunicație a datelor memorează în buffer-e grupurile de biți recepționați, înainte de a retransmite acești biți pe următoarea legătură. Multiplexoarele, concentratoarele de date și alte tipuri de procesoare de comunicație reprezintă exemple de asemenea dispozitive. Funcție de numărul de biți memorați în buffer-e și de lungimea circuitului, întârzierile de propagare datorate salvării datelor în buffer-e pot depăși, în cazul unor anumite circuite, toate celelalte întârzieri de propagare din transferul datelor. Întârzierile de propagare datorate salvării datelor în buffer-e sunt incluse în specificațiile echipamentelor, livrate de producătorul acestora.

3.8.8. Calculul timpului de răspuns și alte întârzieri de interblocare.

Deși timpul pentru prelucrările de date nu este, în mod normal, considerat în TRIB, timpul de prelucrare necesar verificării erorilor de transmisie și elaborării unui răspuns adecvat trebuie inclus în TRIB deoarece acesta este o funcție de comunicație. De asemenea, sistemele care permit transmisia de blocuri multiple între confirmările pozitive, necesită de multe ori timpi de pauză sau biți de umplere între blocurile succesive.

3.8.9. Rata de erori.

Pentru datele grupate în blocuri, dacă rata erorilor nu este prea mare, în mod normal este suficient să se estimeze TRIB presupunând inițial că nu există erori, și să se efectueze apoi o ajustare funcție de rata de erori pe blocuri (Block Error Rate – BLER). De exemplu, dacă 1% din bloc conține o eroare, se spune ca rata de erori pe bloc este de 1%. Asta înseamnă că 1% din bloc va trebui retransmis; astfel, TRIB va fi redus cu aproximativ un procent datorită erorilor.

CAPITOLUL 4

Prezentare generală a meniurilor și modului de operare cu programul COMNET III

Fig. 4.1

4.1 Aspecte generale

COMMET III este un program ce rulează sub sistemele de operare

Windows (Win95, Win98, Win2000 sau WinNT).

În acest capitol voi încerca să descriu legătura dintre diferitele elemente componente ale programului COMNET III și modelul care va urma a fi simulat. De aceea va trebui să acopăr mai multe aspecte ale meniurilor necesare utilizării programului și implicit realizării și simulării unui model :

Zonele de meniuri

Meniurile scrise

Meniurile de operare cu modelul de simulat

Meniul de operare cu fișierele

Meniul de selectare a culorilor

Aceste operațiuni corespund diferitelor etape care trebuie urmate pentru a construi modelul de rețea care urmează a fi simulat cu COMNET III. În mod normal, mai întâi este construită o topologie de rețea, peste care se atașează sursele de trafic și nodurile de procesare, după care apoi sunt setați parametri necesari operațiunilor de rețea. Ultimele setări care se fac înaintea rulării simulării sunt cele ale parametrilor care vor fi urmăriți în cadrul procesului de simulare.

4.2 Panoul de comandă

Fig. 4.2

Panoul de comandă al programului COMNET III are două zone de meniu, materializate prin icoane simbolice care ușurează foarte mult munca inginerului proiectant. Aceste icoane sunt de fapt scurtături (shortcut-uri) către acțiuni specifice procesului de modelare, acțiuni ce se găsesc dintre ele

și în bara de meniuri scrise din partea de sus a ferestrei COMNET III.

4.2.1 Meniurile scrise

Meniurile scrise sunt situate în partea cea mai de sus a ferestrei de program COMNET III. Acestea sunt destinate setărilor complexe care se pot face atât modului de rulare al programului în funcție de resursele sistemului

Fig. 4.3

pe care este instalat cât și asupra modelului de rețea ce urmează a fi simulat. De la dreapta la stânga, primul câmp (File) din cadrul meniurilor scrise are în componența sa subcâmpuri de operare cu fișierele generate de COMMNET III : deschidere fișier, salvare fișier, printare fișier, fișier nou. Al doilea câmp (Edit) conține subcâmpuri de operare asupra modelului în lucru : ștergere element, editare element, copiere element, satare a culorii elementului etc. Cel de-al treilea câmp (View) conține subcâmpuri cu ajutorul cărora se pot face setari asupra formei și culorilor de expunere a ferestrei principale de lucru a programului COMNET III : culoare de fundal, dimensiune fereastră, vizualizare grilă de dimensiuni, vizualizare panouri de comandă, lupare zonă selectată, etc. Câmpul patru (Define) conține subcâmpuri ce intervin asupra setărilor elementelor de rețea din cadrul modelului de simulat : parametri de nod, paramerti de conexiune, parametri de rutare, protocoale. Câmpul al cinci-lea (Simulate) permite efectuarea simulărilor precum și setărilor de simulare : start simulare, stop simulare, verificarea fizică a modelului de simulat, limite de simulare și nu în ultimul rând evenimentele ce urmează a fi urmărite prin simulare. Câmpul șase (Analyze) permite o analiză a datelor rezultate în urma simulării : timpi de răspuns, diagrame pentru software prezise sau simulate, diagrame ale tranzițiilor. Câmpul șapte (Report) permite întocmirea unui raport asupra simulării curente sau al unei simulări efectuate anterior. Câmpul opt (Library) permite selectarea tipurilor de librării care să fie utilizate de program în efectuarea simulării : librării pentru noduri, librării pentru tipuri de conexiuni, librării pentru topologii de rețele (LAN, WAN, MAN), librării pentru tipuri de surese de trafic. Câmpul nouă (Help) reprezintă meniul de ce conține helpul inclus în program.

4.2.2 Meniul de operare cu fișierele

Fig. 4.4

Meniul de operare cu fișierele este situat imediat sub meniurile scrise

și este materializat iconografic pe o bandă orizontală. Aceste icoane permit o accesare rapidă a meniurilor și comenzilor de lucru cu fișierul curent sau cu fișiere salvate anterior. Sunt incluse icoanele pentru start simulare, stop simulare, icoana pentru salvare rapidă, deschidere document, printare așa cum se poate vedea foarte bine detaliat în imaginea următoare :

Fig. 4.5

Aceste meniuri înlesnesc foarte mult munca de operare cu fișierul modelului de simulat și chiar în timpul realizării și a simulării acestuia.

4.2.3 Meniul de operare cu modelul de simulat

Meniul de operare cu modelul de simulat se află în partea stângă a ferestrei principale de lucru a programului COMNET III. Acesta este materializat prin două benzi de butoane orientate vertical. Fiecare din aceste butoane are o funcție foarte bine definită și anume aceea de a materializa în timpul procesului de proiectare a modelului de simulat a unei anumite componente de rețea specifice. Aceste butoane conferă o mare ușurință în realizarea modelului cât și o viteză de proiectare foarte mare, fără a mai pune la socoteala ergonomia interfeței grafice foarte bine dezvoltată de producătorul programului COMNET III. Materializarea elementelor de rețea se face prin simpla ducere cu mouse-ul a icoanei dorite din panoul de lucru în fereastra de execuție din centru iar prin simpla apăsare a tastei Shift, fiecare din aceste elemente de rețea pot fi duplicate pentru a obține un element identic cu cel anterior schimbându-i-se doar numele. Acest caz de clonare este foarte des întâlnit în timpul elaborării modelului de simulat.

Fig. 4.6

Așa cum foarte bine se poate vedea explicat în desenul următor funcțiile acestor butoane variază de la butoane de selecție și lupare a elementelor de rețea până la butoane de realizare și setare efectivă : buton de nod, buton de router, buton de conexiune, buton de definire topologie de rețea, buton de setare trafic, buton de setare culoare și formă a unui element de rețea etc .

Fig. 4.7

Această bară de meniuri are două moduri de utilizare și anume modul standard și modul extins. Modul standard este cel implicit oferit de fereastra de lucru la pornirea programului și în care elementele de rețea sunt materializate printr-un singur clic cu mouse-ul pe icoana respectivă. După acesta elementul poate fi plasat în cadrul rețelei la locul dorit printr-o simplă apăsare a butonului mouse-ului. Modul extins poate fi activat printr-un dublu clic cu mouse-ul pe o icoană, acesta rămânând apăsată și arătând totodată faptul că modul extins este activ. În modul extins se pot plasa obiecte în locurile dorite din cadrul rețelei prin simplu clic cu mouse-ul. Pentru a se reveni la meniul simplu este necesar doar un clic cu mouse-ul pe butonul apăsat anterior.

4.2.4 Meniul de selectare a culorilor elementelor

Acest meniu permite alegerea de diferite culori pentru oricare din elementele existente deja în model cât și pentru elementele care urmează a fi amplasate.

Fig. 4.8

Cu ajutorul acestui meniu se pot diferenția foarte ușor diferite elemente ale rețelei atât noduri cât și elemente de conexiune, prin culorile utilizate la definirea fiecăruia .

CAPITOLUL 5

Descrierea aplicațiilor și elemntelor tipice programului COMNET III

5.1. Generalități

Această secțiune descrie cele etapele modelării și simulării unei rețele de comunicații folosind pachetul de programe COMNET III.

Etape principale:

Construirea topologiei rețelei

Adăugarea traficului și încărcării rețelei

Definirea algoritmilor de rutare și a protocoalelor de transport

Controlul simulării

Generarea rapoartelor statistice

Anexe:

Distribuții statistice definite de utilizator

Biblioteci

Fișierele modelului

Aceste subsecțiuni corespund diferiților pași de urmat în construirea unui model COMNET III. În mod tipic, prima este construită topologia rețelei, urmată de adăugarea surselor de trafic și încărcare și ulterior de setarea parametrilor pentru operarea (funcționarea) rețelei. Parametrii necesari controlului simulării setează experimentul și rularea simulării. Înaintea rulării simulării trebuie solicitate diferite rapoarte statistice pentru vizualizarea rezultatelor în timpul și după simulare. Distribuții ale utilizatorului sunt disponibile pentru folosirea unor distribuții tabelare sau denumite pentru a reprezenta o parametrizare specifică a unei distribuții incluse in bibliotecă. Pe măsură ce modelul este construit, COMNET III menține câteva biblioteci pentru folosire și refolosire în cadrul acestuia. Este disponibilă o bibliotecă arhivă a permite refolosirea obiectelor în cadrul altor modele. Astfel, modelul este portabil către alte calculatoare pe care rulează COMNET III.

4.2. Construirea topologiei rețelei

Topologia rețelei descrie structura și resursele care modelează rețeaua locală. Topologia este definită de trei componente de bază: noduri (nodes) pentru hardware (calculatoare și switch-uri), link- uri pentru a transporta trafic între noduri și conectori (arcs) pentru asocierea nodurilor la link-uri. Conectorii arată care noduri folosesc legături și în particular, modelează conectarea portului nodului la legătură (link).

Pe lângă noduri și legături, mai există trei componente care au topologii interne: Subrețeaua (Subnet) și Rețeaua de tranzit (Transit Net) pentru modelarea domeniilor independente de rutare și topologiilor ierarhizate, precum și Norul WAN (WAN Cloud) pentru modelarea servicii WAN. În fiecare din cazuri, obiectele reprezentate prin iconuri sunt similare cu nodurile și legăturile în privința setării parametrilor generali dar au și o topologie internă pentru o modelare mai detaliată. Punctele de acces (Acces points) sunt folosite pentru interfața dintre conectori, între topologiile externe și cele interne.

5.2.1. Noduri

COMNET III are trei tipuri principale de noduri: nod de procesare (processing node), grup de calculatoare (computer group node) și dispozitiv de rețea (network device node). Un al patrulea tip de noduri, care nu este disponibil direct din paleta de obiecte din interfața grafică este switch-ul cu blocare – cap de linie (Head Of Line Blocking Switch). Acesta poate fi introdus din meniul Library selectând Bring Into Model / Nodes / HOL Blocking Switch.

Nodurile de procesare și grupurile de calculatoare modelează calculatoare. Aceste noduri pot genera și recepționa trafic și pot modela aplicații mai complexe privind utilizarea procesorului și stocarea internă. Nodurile de procesare pot de asemenea modela punți (bridges), porți (gateways) și comutatoare (switches) pentru că pot ruta trafic prin ele însele. În contrast, grupurile de calculatoare sunt restricționate la modelarea sistemelor terminale pentru că nu pot fi decât surse sau bazine (sinks) de trafic.

Dispozitivele de rețea modelează hardware folosit pentru rutarea traficului, inclusiv routere, hub-uri și switch-uri. Dispozitivul de rețea este similar nodului de procesare prin faptul că poate fi sursă sau bazin de trafic și poate rula aplicații ce utilizează procesorul intern și stocarea internă. În orice caz, adaugă un model pentru o structură de magistrală internă pentru a transporta trafic între porturi de intrare și ieșire.

Cele trei tipuri de noduri descrise mai sus pot fi surse de trafic și resurse pentru încărcare. Aceasta înseamnă că pot accepta surse de trafic și aplicații descrise în paragraful Trafic și Încărcare în Rețea. Pentru a modela aplicații, aceste noduri includ un repertoar de comenzi și un set de parametri. Modelarea aplicațiilor este descrisă în paragraful Aplicații.

În plus față de nodurile de procesare și dispozitivul de rețea, pentru rutarea traficului mai există și HOL blocking switch care este numai pentru rutare. Switch-ul modelează o matrice de rutare care este ilustrativă pentru multe switch-uri care necesită foarte puțin timp pentru a transporta un pachet dintr-un buffer de intrare într-un buffer de ieșire. Acest nod poate manevra pachete de orice mărime și spre deosebire de tipurile de mai sus, acest nod nu poate fi o sursă sau un bazin de trafic, astfel că nu i se poate atașa nici o sursă.

Nodul de procesare, dispozitivul de rețea și switch-ul cap de linie cu blocare sunt capabile de asemenea a modela noduri într-o rețea de apeluri cu comutare de circuite.

5.2.2. Legături (links)

În COMNET III sunt disponibile două clase de modele de legături: legături punct-la-punct (point-to-point link) pentru a reprezenta un canal între numai două noduri și legături multiacces (multiaccess links) pentru rețele locale și alte situații în care două sau mai multe noduri împart aceleași medii de comunicații.

Legăturile punct-la-punct modelează canale de comunicații între două noduri. În mod obișnuit, aceste conexiuni sunt dedicate precum o linie serială sau o linie dedicată, în particular între routere în cadrul WAN sau în cadrul rețelelor multisalt (mulithop networks).

Modelul norului WAN furnizează legături de acces la serviciile WAN folosind o variantă a unei legături punct-la-punct disponibilă în interiorul norului (vezi paragraful Norul WAN).

Legăturile multiacces disponibile în COMNET III modelează numeroase protocoale pentru folosirea unui singur mediu cu noduri multiple. protocoalele de acces multiplu includ CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple-Access with Carrier Detection sau Ethernet), CSMA, Aloha, Token Passing (token ring, FDDI, token bus), Polling, FDDI, Priority Token Ring, CSMA/CA, Demand Assigned Multiple Access (DAMA), STK pentru modelarea legăturilor prin satelit, Link Group pentru modelarea ethernet comutat și seturi de parametri ISDN și SONET.

5.2.3. Subrețele

Obiectul Subrețea din COMNET III este folosit pentru modelarea ierarhică a unei rețele astfel că subrețelele separate au algoritmi de rutare independenți și separați de rețeaua de bază (backbone). Iconul Subrețea este asemănător unui nod prin faptul că se poate conecta numai la legături. În interiorul subrețelei, topologia este asemănătoare nivelului superior (nivelul de bază). Este posibilă plasarea de subrețele în interiorul altei subrețele.

Conexiunile între topologia internă a subrețelei și topologia structurii de bază se face prin puncte de acces (access points ). Pot fi oricâte puncte de acces într-o rețea. A se nota însă că traficul va fi rutat în subrețea conform algoritmului de rutare al nivelului superior. Aceasta înseamnă ca dacă ruta din rețeaua de bază, aleasă în subrețea, nu este conectată la destinație, traficul va fi blocat.

În interiorul subrețelei, se atașează un nod la punctul de acces și acel nod devine un gateway, care poate ruta pachete către rețeaua de bază, către subrețele, cât și între acestea. În afara subrețelei, punctul de acces poate fi editat să acceseze gateway-ul însă din punctul de vedere al rețelei de bază.

Subrețeaua este folosită în principal pentru modelarea interconectării subrețelelor cu algoritmi de rutare independenți. Poate fi folosită de asemenea pentru construirea ierarhică a unei rețele complexe pentru a ascunde detaliile la o privire de ansamblu. Mai mult, algoritmii de rutare independenți ai subrețelei intră adesea în conflict cu cerința de a avea o rețea complexă care să fie guvernată de același algoritm de rutare. În cazul când rețele mari trebuie modelate într-un singur domeniu de rutare, topologia ar trebui plasată în întregime în rețeaua de bază.

5.2.4. Rețele de tranzit

Rețelele intermediare pot fi privite ca rețele intermediare care modelează traficul ce trece prin ele. O rețea de tranzit se poate comporta atât ca subrețea cât și ca legătură. Este o abstractizare a unei legături care transmite pachete de la buffer-ul de ieșire al unui nod conectat la rețea către buffer-ul de intrare al altui nod conectat la ea. În interior, rețeaua de tranzit se comportă ca o subrețea și introduce un nivel de protocol suplimentar la limitele sale. Ca și în cazul subrețelelor, algoritmul de rutare independent intră adesea în conflict cu cerința de a avea o rețea complexă care să fie guvernată de același algoritm.

5.2.5. Nori WAN

Norul WAN este disponibil pentru a modela abstract servicii WAN, în termeni de legături de acces (access links) și circuite virtuale (virtual circuits). Un model abstract este folositor când detaliile suplimentare ale unui model mai explicit al serviciului nu sunt fie necesare, fie disponibile.

Topologic, un nor WAN este similar unei legaturi prin faptul ca se nu se poate conecta decât la noduri. Norul WAN are o topologie internă constând numai în legături de acces și circuite virtuale. Circuitele virtuale sunt modele abstracte ale unor seturi de switch-uri și legături și se conectează numai la legături de acces: arcul de conectare la acestea apare sub formă de linie punctată pentru a distinge această legătură abstractă de conexiunile fizice folosite în rețeaua de bază. Legătura de acces este un caz particular de legătură punct la punct ce funcționează numai în interiorul unui nor WAN.

În afara norului WAN, conexiunea între un nod și nor se face printr-un punct de acces. La punctul de acces într-un nor WAN se poate conecta doar un singur node de procesare, iar în interior se poate conecta doar o legătură de acces.

Circuitele virtuale pot fi dispuse între oricare legături de acces sursă și destinație. Pentru fiecare pereche de aceste legături de acces sursă/destinație, poate exista cel mult un circuit virtual. Modelele circuitelor virtuale sunt direcționale, cu sensul reprezentat de săgețile figurate pe arcele punctate ce le conectează de legăturile de acces. Circuitele virtuale sunt opționale în interiorul norilor WAN: dacă un circuit virtual lipsește între sursa și destinația unui frame, acel frame va fi rutat prin nor dacă este activă opțiunea "assume a direct unconstrained VC" (se presupune un circuit virtual direct nerestricționat).

5.2.6. Arce și porturi

În topologiile rețelelor de bază și ale subrețelelor, arcele ce conectează legăturile la noduri reprezintă interfața nodului cu mediul legăturii. Proprietățile arcelor sunt editabile pentru a seta parametrii portului (întârziere, buffere) și ai legăturii (tabele de penalizare pentru rutare).

5.3. Adăugarea traficului și încărcării rețelei

Sursele de trafic și încărcare adaugă stimulul necesar topologiei rețelei pentru funcționarea simulării. Traficul rețelei se referă la mesajele care sunt trimise între nodurile topologiei, iar încărcarea rețelei se referă la activitățile interne ale procesoarelor și magistralelor nodului.

În COMNET III sunt disponibile mai multe surse de trafic:

– sursa de aplicații: execută comenzi care introduc fie trafic în rețea, fie încărcare în interiorul nodurilor.

– sursele de mesaje, de răspuns , de sesiune și de apel sunt surse simple care generează trafic între noduri.

Deoarece nodurile pot avea cerințe de procesare pentru traficul care circulă între ele, comenzile și sursele de trafic vor introduce implicit și încărcare în noduri. Prin contrast, comenzile de încărcare, pot numai întârzia traficul prin utilizarea procesorului când traficul are nevoie de el.

În timpul simulării, COMNET III poate anima traficul sub formă de jetoane reprezentând frame-uri și pachete ce intră și ies din legături. Animația poate fi observată de-a lungul arcelor ce reprezintă porturi sau conexiuni la legături.

5.3.1. Programarea (temporizarea) surselor

Există trei metode prin care funcționarea surselor poate fi programată: prin timpi iterativi, prin textele unor mesaje recepționate sau printr-un declanșator (trigger).

La un nod se pot atașa oricâte surse este necesar. Sursele conectate la un nod pot avea metode diferite sau identice de programare. Dacă mai multe surse sunt declanșate simultan, atunci comenzile vor intra într-un șir de așteptare pentru a fi servite succesiv de procesor.

Iterația, sau programarea temporală permite surselor să fie declanșate conform unui interval scurs de la o sosire anterioară. Există opțiuni pentru pornirea și oprirea sursei în anumite momente ale simulării. Într-un model, trebuie să fie programată cel puțin o sursă pentru ca simularea să funcționeze. Timpii de pauză ai surselor dintr-o rețea de bază sau o subrețea pot fi scalați de parametrul Traffic Time Scale.

Programarea de către textul unui mesaj recepționat furnizează o metodă de declanșare a surselor dependentă de anumite mesaje recepționate la nod. Textul mesajului este o etichetă atașată acestuia de către sursa sau comanda care îl trimite. Scopul acestui text este de a declanșa sursa dorită aflată la destinație. Textul mesajului nu reprezintă de obicei conținutul acestuia. Sursa declanșată de textul mesajului poate necesita mai multe mesaje diferite sau mai multe copii ale aceluiași mesaj. Este disponibil și un identificator pentru a permite declanșarea de clase de mesaje.

La nodul destinație, pot exista câteva surse ce așteaptă același text al unui mesaj. În acest caz, va fi activă o singură sursă care va primi următoarea copie a mesajului. După ce este declanșată, următoarele copii ale mesajului vor fi folosite pentru a declanșa celelalte surse într-o ordine circulară. În general, o singură sursă așteaptă un anume mesaj.

5.3.2. Aplicații

Aplicațiile reprezintă un mijloc flexibil de generare atât de trafic cât și de încărcare într-un anume nod. Aplicația este alcătuită din trei părți: parametrii nodului pentru specificarea vitezelor procesoarelor și dispozitivelor de stocare, repertoriul de comenzi pentru specificarea diferitelor acțiuni ce pot avea loc într-un nod și sursa de aplicații pentru a programa o secvență de comenzi.

Încărcarea într-un nod este controlată de parametrii fizici pentru timpii de procesare și de stocare. Implicit acești timpi sunt zero, reprezentând procesoare infinit de rapide și stocare infinită. Pentru a obține încărcare într-un nod, parametrii trebuie setați nenuli. Sunt disponibili parametri pentru timpul de procesare per ciclu, utilizat de comanda de proces, parametri de stocare pentru comenzile de citire și scriere și timpi de procesare pentru traficul ce are ca sursă ori destinație acest nod sau îl tranzitează.

Comenzile de trafic includ: Transport Message, Setup Session, Answer Message, Wait For, Macro, Assign Variable.

Comanda Transport Message trimite un singur mesaj unei singure destinații sau unui set de destinații. Mesajele generate de această comandă sunt întotdeauna trimise sub forma datagram în care fiecare pachet al mesajului este rutat independent.

Comanda Setup trimite un pachet de inițializare și recepționează un pachet de confirmare. După ce se stabilește sesiunea de lucru, în timpul acesteia se pot trimite pachetele mesajelor. Aceste mesaje trimise în timpul unei sesiuni pot fi rutate ce datagram sau ca circuit virtual în funcție de algoritmul de rutare al rețelei de bază sau al subrețelei conținând nodul ce execută comanda.

Comanda Answer Message este o comandă specială care trimite mesajul înapoi la sursa care l-a trimis și care a declanșat aplicația. Această comandă poate fi folosită numai pentru surse care sunt declanșate de un mesaj recepționat. Mesajul de răspuns este rutat prin aceeași metodă folosită de mesajul declanșator.

Comanda Wait For produce suspendarea de către nod a tuturor operațiilor până la recepționarea unui mesaj cu o etichetă corespunzătoare care este definită în parametrii acestei comenzi. Odată ce mesajul așteptat este recepționat, suspendarea este terminată și nodul reia execuția următoarei comenzi a sursei de aplicații.

Încărcarea este introdusă implicit de trafic în nod prin parametrii de procesare a pachetelor. În plus, există trei comenzi specifice pentru încărcare.

Comanda Process este destinată modelării calculelor interne. Ocupă procesorul nodului pentru o anumită durată de timp.

Comenzile Read și Write ocupă de asemenea procesorul, dar în contextul citirii și scrierii fișierelor. Pe lângă ocuparea procesorului, comenzile write și read vor modifica și spațiul de stocare.

Comanda Macro reprezintă o metodă de a organiza comenzi care sunt folosite frecvent împreună. O comandă Macro conține o secvență de comenzi la fel ca o sursă de aplicații.

Comanda Assign Variable este folosită pentru ințializarea unei variabile definite.

5.4. Definirea algoritmilor de rutare și a protocoalelor de transport

Operarea rețelei specifică metoda de rutare a mesajelor printr-un Algoritm de Rutare și metoda de transmitere printr-un Protocol de Transport.

5.4.1. Algoritmi de rutare

Fiecare subrețea, rețea de tranzit și rețeaua de bază au algoritmi de rutare independenți care sunt specificați în ferestrele de dialog corespunzătoare. În plus se pot alege metode diferite pentru comutarea de pachete și pentru cea de circuite care sunt manevrate independent de COMNET III. Detaliile algoritmului de rutare includ de asemenea o opțiune pentru Rutare orientată pe conexiune pentru sesiuni (Connection- Oriented Routing) în scopul folosirii circuitelor virtuale pentru traficul de date, sau o opțiune de Preemption pentru a oferi această facilitate traficului de apeluri.

În COMNET III sunt disponibili mai mulți algoritmi de rutare. Există algoritmi statici care calculează tabelele de rutare chiar la începutul simulării sau ori de câte ori se defectează (sau se repară) o legătură sau un nod. Există de asemenea algoritmi dinamici care actualizează periodic tabelele de rutare bazate pe măsurători dinamice care sunt monitorizate în intervale specificate. În plus, unele protocoale de rutare pot necesita Tabele de Penalizare pentru a fi aplicate fiecărui arc (conexiunea între un nod și o legătură) în scopul asocierii de penalizări pentru fiecare de direcție de trafic prin legătură. COMNET III folosește o convenție de tip "de la nod la legătură" pentru a stabili direcția traficului pentru tabelele de penalizare. Pentru fiecare Clasă de rutare, tabelele de penalizare specifică diferite valori ale penalizării pe care o anume clasă le primește la trecerea printr-un anume arc specificat în tabelul de rutare. Tabelele de penalizare implicite asociate legăturilor, au o penalizare de 1 punct pentru fiecare salt (între două noduri alăturate), forțând astfel orice algoritm bazat pe tabelele de penalizare să se transforme în rutare de tip Număr minim de salturi (minimum hop) în cazul în care nu sunt specificate tabele suplimentare.

Tabelele de rutare sunt create și actualizate pe acea rută sau set de rute care au cea mai mică penalizare. Diferența între algoritmii de rutare constă în modul de calcul al penalizărilor. Tabelele de rutare conțin o rută sau un set de rute pentru fiecare triplet nod sursă, nod destinație și clasă de rutare. Fiecare mesaj are o clasă de rutare asociată de către comanda sau sursa acestuia. Clasa de Rutare specifică aceleași proprietăți de rutare pentru o anume clasă de mesaje.

Implicit, algoritmii de rutare vor alege o singură rută pentru fiecare triplet sursă-destinație-clasă de rutare, chiar dacă sunt disponibile rute multiple cu penalizare minimă identică (caz în care COMNET III va direcționa traficul pe prima rută găsită). Este disponibilă de asemenea echilibrarea penalizărilor pentru mai multe căi minime prin intermediul valorii Deviation % for multiple shortest paths disponibilă în fereastra de dialog a algoritmului de rutare. Dacă această valoare este nulă, atunci tot traficul va fi rutat pe primul traseu găsit cu penalizare minimă.

Pentru traficul cu comutare de pachete (date) sunt diponibili șase algoritmi de rutare:

Algoritmul RIP Minimum Hop (număr minim de salturi) alocă 1 punct de penalizare pentru fiecare salt și selectează astfel ruta cu număr minim de salturi. Acesta este un algoritm static care nu utilizează tabelele de penalizări ale legăturilor.

Shortest Measured Delay (cea mai mică întârziere măsurată) alocă legăturilor penalizări bazate pe întârzierea măsurată care este suma întârzierilor datorate buffer-ului de ieșire, transmisiei și pachetelor pentru fiecare legătură din cale.

Link-State Shortest Path First (cea mai scurtă cale în funcție de starea legăturii) folosește tabelele de penalizare asociate diferitelor legături. Este un algoritm static dar necesită definirea tabelelor de penalizare pentru fiecare legătură.

Minimum Penalty (penalizare minimă) folosește tabelele de penalizare care pot avea diferite valori ale penalizării pentru diferite nivele de congestie (măsurate ca întârzieri sau utilizare). Datorită pragurilor de congestie, acesta este un algoritm dinamic și are un interval de actualizare a rutării.

IGRP și Extended IGRP folosește o penalizare totală care este suma diferitelor penalizări pentru banda disponibilă, utilizare și întârziere disponibile în tabel. Acest algoritm este dinamic.

OSPF Standard modelează strategia de rutare OSPF unde toate porturile au caracteristici implicite definite de în funcție de lărgimea de bandă a legăturii.

Tabele de rutare definite de utilizator permit specificarea de rute arbitrare în interiorul rețelei cu selectarea de către utilizator a metodelor de alegere între diferite alternative disponibile.

Pentru traficul cu comutare de circuite (apeluri) sunt disponibili trei algoritmi de rutare:

Algoritmul Minimum Hop (salt minim) alocă un singur punct de penalizare pentru fiecare salt și selectează astfel ruta care necesită cel mai mic număr de salturi. Acesta este un algoritm static și nu folosește tabelele de penalizare disponibile la legături.

Algoritmul Minimum Penalty (penalizare minimă) folosește tabelele de penalizare care pot avea diferite valori pentru diferite nivele ale utilizării legăturii. Datorită pragurilor de congestie, acest algoritm este dinamic și are un interval de actualizare a rutării.

Tabelele de rutare definite utilizator permit specificarea de rute arbitrare în interiorul rețelei cu selectarea de către utilizator a metodelor de alegere între diferite alternative disponibile.

5.4.2. Protocoale de transport

Protocolul de transport controlează modul în care rețeaua livrează un mesaj de la sursă la destinație. La nodul sursă, un mesaj va avea un anumit protocol de transport. Acesta va stabili mărimea pachetelor mesajului, overhead-ul in pachet, tipul controlului de flux folosit și când se retransmit pachetele blocate. Rețeaua rutează apoi fiecare pachet de la nod la nod până când ajunge la destinație.

Protocoalele de transport ale COMNET III modelează protocoale de nivel Transport (din modelul OSI) în termeni de identificator de protocol, mărimea pachetului, metoda de control al fluxului și un interval de retransmisie pentru pachete pierdute sau eronate. COMNET III deține și menține o listă a protocoalelor de transport, fiecare dintre acestea fiind o combinație a parametrilor nivelului transport. Pentru a modela diferite suite de protocoale precum TCP/IP, IPX, DECNet, SNA, etc., lista protocoalelor de transport poate fi construită astfel încât să includă diferite componente (articole ale listei) care să ilustreze diferite situații.

Identificatorul de protocol este un nume care clasifică o suită sau o clasă de protocoale care vor produce efecte asemănătoare, de exemplu întârzieri în routere. De exemplu, pachetele IP vor avea cerințe similare de procesare la routere chiar dacă ceilalți parametri ai protocolului de transport pot varia în funcție de numeroase condiții. Nodul de rutare folosește atunci identificatorul de protocol pentru a determina viteza de procesare a pachetului. Multe articole din listă pot avea același identificator. Acest câmp de identificare este important în special pentru modelarea routerelor multiprotocol care vor necesita diferite volume de procesare în funcție de fiecare protocol. În realitate, diferitele protocoale necesită diferite procesări la nodurile de rutare și aceasta poate fi modelată în COMNET III cu identificatorul de protocol, folosit pentru a selecta diferite întârzieri în noduri.

Pachetul end-to-end creat de protocolul de transport determină volumul maxim de date ce poate fi transportat de un singur pachet. Pachetul transmis va primi în plus un overhead care reprezintă octeții header-ului și trailer-ului, cu alte cuvinte toții octeții unui pachet care nu fac parte din mesajul propriu-zis.

Pachetele vor fi trimise conform unei metode de control a fluxului. COMNET III asigură metodele fereastră fixă (fixed window), fereastră culisantă (sliding window), fereastră secvențială SNA (SNA-pacing window) precum și varianta lipsei controlului de flux. Există de asemenea modele îmbunătățite ale acestor algoritmi plus un algoritm specific ferestrei de congestie a TCP/IP. Protocoalele rețelelor X.25 și LAN folosesc de obicei fereastra fixă în timp ce multe alte protocoale precum TCP/IP folosesc fereastra culisantă.

Pentru modelarea serviciilor bazate pe frame (precum frame-relay sau ATM), protocoalele au doi algoritmi suplimentari: unul de politică a traficului și unul de formare a traficului sau de control al ratei.

5.5. Setarea parametrilor simulării

După ce un model este gata pentru simulare, comenzile din meniul Simulate pot fi folosite pentru controlul simulării.

Comanda Verify Mode testează corectitudinea modelului și dacă e complet pentru a rula simularea. Această comandă este executată automat înaintea pornirii simulării însă poate fi dată și separat fără a porni simularea, pentru verificări intermediare.

Rubrica Run Parameters folosește la definirea experimentului de simulat. Include numărul de repetări ale simulării pentru colectarea rezultatelor statistice, perioada de inițializare (încălzire) în care nu se adună rezultate și numărul de repetări pentru numărul rapoartelor.

Înaintea sau în timpul simulării, sunt disponibile meniurile Animate… și Trace… pentru a seta parametrii animației sau urmăririi.

4.6. Generarea rapoartelor statistice

Rapoartele COMNET III prezintă statistici pe un anume subiect și pentru obiectele selectate. Meniul Report/Select Reports afișează diferitele rapoarte ce pot fi activate pentru diferite obiecte ale modelului. Browse Reports invocă un editor de text pentru a deschide fișierul modelului în scopul vizualizării rezultatelor. Raportul curent este păstrat într-un fișier ASCII în subdirectorul cu același nume ca al modelului și în fișierele Statn.rpt, unde n este numărul repetării simulării.

Pe lângă rapoarte, sunt disponibile statistici colectate pentru anumite obiecte. Acestea sunt disponibile prin butonul Statistics… pentru noduri, legături, surse de trafic și circuite virtuale. În funcție de tipul obiectului sunt puse la dispoziție diferite tipuri de statistici și pentru fiecare există opțiunea de a colecta valori de bază (minim, maxim, mediu și deviația standard) sau observații pentru reprezentări grafice și analiză după încheierea simulării, caz în care sunt disponibile histograme și procente. Sunt de asemenea disponibile monitorizări în timp real pentru reprezentarea grafică a unei variabile în timpul simulării.

5.7. Distribuții statistice definite de utilizator

COMNET III pune la dispoziție câteva distribuții analitice pentru parametrii care sunt variabile aleatoare. Lista predefinită poate fi extinsă prin introducerea de noi distribuții cu ajutorul Tabelelor de Distribuție sau prin modificarea parametrilor unei anume distribuții analitice.

O distribuție utilizator este o distribuție cu o etichetă și un set specifice de parametri pentru o distribuție analitică particulară și este folositoare în modelele complexe deoarece toate distribuțiile sunt disponibile din meniul User Distributions și pot fi folosite în mai multe locuri.

O distribuție tabulară este de asemenea identificată printr-un nume dar constă într-un tabel de valori cu probabilitățile corespunzătoare pentru a reprezenta distribuții continue sau discrete.

5.8. Biblioteci de obiecte

COMNET III menține o bibliotecă de obiecte. Aceasta include seturi de parametri pentru noduri și legături, clase de rutare și protocoale de transport pentru mesaje, tabele de penalizare pentru algoritmii de rutare și distribuții definite și tabele de distribuții. Pe măsură ce sunt create noi articole, ele sunt introduse în bibliotecă fiind disponibile pentru refolosire în cadrul modelului.

5.9. Fișierele modelului

Fișierele modelelor create în COMNET III au extensia .c3. Va exista de asemenea un subdirector cu același nume ca al modelului în care se vor afla fișierele cu rezultate.

CAPITOLUL 6

Privire de ansamblu asupra modului de construcție a modelelor sub programul COMNET III

6.1 Introducere

Așa cum s-a văzut în capitolul 4, programul COMNET III utilizează ferestre standard mediului Windows pentru crearea modelelor de rețea. În acest capitol vom încerca să vizualizăm modul de construcție a unui model simplu de rețea, cu ajutorul programului COMNET III. Vom exemplifica aceasta prin construcția unei rețele de calculatoare cât se poate de simplă : două calculatoare legate între ele prin intermediul unui router, după care vom seta și traficul dintre aceste calculatoare.

6.2 Elemente de construcție a unui model

Mai întâi se pornește programul COMNET III, care se deschide direct în fereastra principală de lucru. Având schițată deja topologia rețelei ce urmează a fi realizată cu ajutorul programului COMNET III, de acum ne este foarte ușor să facem trecerea la implementarea soft a acesteia.

6.2.1 Construcția nodurilor

Pentru a materializa un calculator (nod) se selectează cu mouse-ul icoana de nod din Meniului de operare cu modelul și se duce această icoană în zona de lucru din centrul ferestrei principale, așa cum se poate foarte ușor observa în imaginile ce urmează. Elementul obținut este denumit implicit de către program Node1 (nodul 1). Pentru a mai obține încă un calculator pentru modelul de simulat, se repetă operațiunea de aducere cu mouse-ul din Meniului de operare cu modelul, element care va fi denumit implicit Node2.

Fig. 6.1 Fig. 6.2

Pasul următor în construcția modelului este acela de a materializa un router care poate fi dedicat sau poate fi un al treilea calculator simplu căruia i se atribuie funcția de server, în cazul nostru chiar un router. Așadar, la fel ca și pentru elementele anterioare, se aduce cu mouse-ul din Meniului de operare cu modelul, dispozitivul corespunzător unui router și se plasează la locul dorit în schemă așa cum se poate vedea și în imaginea următoare.

Fig. 6.3

6.2.2 Setări ale nodurilor

În acest stadiu, avem deja definite cele trei noduri care așa cum am

Fig. 6.4

precizat anterior vor compune rețeaua ce vrem să o implementăm. Pentru a se face unele modificări asupra celor trei noduri în ceea ce privește icoana de reprezentare, culoarea și chiar setări de lucru se dă clic dreapta cu mouse-ul pe icoana respectivă din care rezultă un meniu complex (Figura 6.4) ce permite diferite setări atât de aspect cât și de parametri care vor fi luați în calcul în timpul simulării. Pentru setările de rigoare, se alege câmpul Propreties din cadrul acestui meniu, din care se va deschide o altă fereastră de meniuri, în cadrul căreia se vor face setările efective pentru nodul ales. În noua fereastră ce se poate vedea în Figura 6.5 la câmpul Name (Nume) vom scrie numele pe care îl dorim să îl aibă computerul din

Fig. 6.5

rețeaua ce urmează a fi simulată, în cazul nostru PC 1. În cadrul câmpului Icon (Icoană) vom alege icoana care simbolizează cel mai bine tipul și rolul stație respective; în cazul nostru icoana unui calculator după cum se vede în Figura. 6.5 Efectele setărilor făcute din meniul anterior se pot foarte bine observa în

Figura. 6.6

Fig. 6.6

6.2.3 Construcția elementelor de conexiune

Având cele trei elemente ale rețelei definite și cu setările specifice fiecăreia dintre ele urmează a fi făcute legăturile dintre acestea. Așa cum am specificat anterior am ales o topologie de rețea locală (LAN = Local Area Network) și ca atare vom utiliza cablarea adecvată pentru acest tip de rețea adică conexiune de tip punct la punct. Pentru aceasta se aduce cu mouse-ul din Meniului de operare cu modelul obiectul corespunzător legăturii punct la punct (Point to Point Link) care este apoi materializată în locul dorit din cadrul rețelei. În cazul nostru fiind nevoie de două legături de acest tip. Una intre calculatorul PC 1 și router și una între calculatorul PC 2 și router. Acestea vor fi denumite implicit de care program cu numele de Link dar cu ajutorul meniului anterior menționat se poate schimba numele acestora la fel cum s-a procedat pentru cele doua calculatoare și router. În cazul nostru le-am redenumit ca fiind L1 și respectiv L2. Toate acestea se pot observa în Figura 6.7. După ce au fost alese tipurile de conexiuni ce vor lega elementele de rețea între ele urmează a fi făcute legăturile efective. Pentru aceasta se selectează din Meniului de operare cu modelul icoana corespunzătoare elementelor de cablaj cu ajutorul cărora se va face legătura mai întâi dintre calculatorul PC1 și tipul de legătură L1 apoi dintre legătura L1 și router având

Fig. 6.7 Fig. 6.8

deja o legătură de tip punct a punct realizată. Pentru realizarea celei de-a doua legături punct la punct la punct se urmează același procedeu, lucru forte bine sugerat de Figura 6.8.

6.2.4 Setarea traficului

Următorul pas în realizarea simulării aste acela de a seta traficul în cadrul rețelei definite deja. Vom seta mai întâi traficul pentru calculatorul PC 1. Pentru aceasta se aduce cu mouse-ul din Meniului de operare cu modelul obiectul corespunzător mesajului sursa de trafic și este apoi plasat în dreptul calculatorului PC 1. Programul o va denumi implicit Msg, după cum se vede în figura de mai jos, dar utilizând același meniu ca și pentru elementele definite anterior acestea pot fi redenumite.

Fig. 6.9

În cazul nostru îl vom redenumi Mesaj 1. Pentru a seta calculatorul destinație a mesajului de la PC 1 se selectează câmpul Destination din cadrul meniului obținut cu comenzile clic dreapta (cu mouse-ul pe sursa de mesaj)/Propreties. După aceasta din cadrul subcâmpului Destination Type (Tipul Destinației) se alege opțiunea Weighted list (Lista aranjată) după cum se poate vedea și în Figura 6.10. Această setare ne permite ca la pasul următor să putem alege din lista de calculatoare definite la acest moment, calculatorul dorit a fi destinație a sursei de mesaj curente. Pasul următor al setării sursei de mesaj îl constituie accesarea câmpului Edit Destination (Alegerea Destinației) din fereastra de setări deja deschisă. Accesarea acestui meniu va deschide o nouă fereastră din care va trebui să accesăm din nou câmpul Add (Adaugă) așa cum se poate vedea în Figura 6.11,

Fig.6.10

pentru a alege calculatorul care dorim să fie destinație a mesajului.

Fig. 6.11

În urma deschiderii câmpului Add programul va deschide fereastra ce va conține lista cu numele calculatoarelor ce pot deveni destinatare ale sursei de mesaj anterior constituite, adică PC1, PC2 sau Router. Din această listă, așa cum se poate vedea în imaginea următoare, am ales ca destinație calculatorul PC 2.

Fig. 6.12

Apăsând apoi cu mouse-ul pe butonul OK programul face setările de trafic așa cum au fost stabilite în fereastra anterioară. Cu acestea se încheie setarea traficului pentru calculatorul PC 1.

Pentru calculatorul PC 2 avem mai multe opțiuni în ceea ce privește traficul : putem seta calculatorul doar să răspundă mesajului inițiat de calculatorul PC 1 iar pe lângă aceasta putem seta calculatorul PC 2 să fie el sursă de mesaj spre unul din celelalte două calculatoare, fie spre PC 1 fie spre Router. Pentru cazul nostru alegem prima variantă și anume aceea în care calculatorul PC 2 răspunde doar mesajului inițiat de calculatorul PC 1. Mai întâi va trebui materializat mesajul răspuns care îl va da calculatorul PC 2. Se va efectua aceeași operație ca și pentru mesajul calculatorului PC1. Pentru a avea setările de răspuns nu mai trebuie făcut nimic deoarece mesajul fiind creat ca răspuns acesta va răspunde automat fiecărui mesaj care va ajunge la calculatorul PC 2.

În acest moment implementarea modelului de simulat este încheiată și totodată și setările de trafic. Schema va arăta ca și în figura următoare : cele trei calculatoare, PC 1, PC 2, router-ul precum și sursa de mesaj Mesaj 1 și răspunsul la acesta numit Răspuns Mesaj 1.

Fig 6.13

6.2.5 Simularea

În acest stadiu modelul care a fost realizat în acest capitol este gata pentru a începe simularea. Pentru aceasta nu este nevoie decât de a da clic cu mouse-ul pe butonul de Start Simulare din bara de Meniuri de operare cu fișierele.

Fig. 6.14

Fig. 6.15

Din acel moment se va observa ca simularea rulează prin animația oferită de programul COMNET III. Transferul de informație de la un nod spre celălalt este simbolizat prin pachete de culoare care circulă prin suportul de cablare de la un nod la celălalt, ca și în Figura 6.14 sau Figura 6.15 , mai precis mesajul pleacă de la calculatorul PC 1 trece prin legătura L 1 și ajunge la router de unde este trimis mai departe prin legătura L 2 spre calculatorul PC 2. Mesajul răspuns generat de calculatorul PC 2 la primirea mesajului de la calculatorul PC 1 urmează traseul invers parcurs de Mesajul1.

CAPITOLUL 7

Implementarea și simularea topologie rețelei Sălaj – ATM, cu ajutorul programului COMNET III

7.1 Introducere

În acest capitol voi încerca să pun în evidență calitățile și facilitățile programului de simulare a sistemelor de comunicații COMNET III.

Pachetul de programe COMNET III furnizează o bibliotecă vastă de obiecte care oferă o flexibilitate excelentă pentru modelarea unor rețele de comunicații și subansamble ale acestora ce pot acoperi aproape întregul spectru al telecomunicațiilor astfel că nu s-ar justifica în această lucrare un studiu și o prezentare a tuturor obiectelor COMNET III, atât din punct de vedere al timpului și volumului lucrării cât și din punct de vedere al rezultatelor ce se urmăresc a se obține în urma aplicațiilor prezentate în acest material. Aceste aplicații sunt definite pentru modelarea rețelelor de comunicații orientate atât pe comutare de circuite cât și pe comutare de pachete. COMNET III poate fi folosit pentru modelarea rețelelor cu comutare de pachete ce transportă voce, fax, video sau tipuri de date specifice acestui tip de comutație. Obiectivul principal și cel urmărit în acest capitol este modelarea și simularea rețelei cu un set de parametri cât mai apropiați de cei reali pentru a putea avea un set de rezultate de simulare cât mai apropiate de comportamentul real al rețelei.

7.2 Topologia rețelei Sălaj – ATM

Am ales această topologie pentru efectuarea simulărilor deoarece aceasta există și în realitate iar la o adică ar fi chiar posibilă confruntarea rezultatelor simulării cu comportamentul real al rețelei și de ce nu chiar o ajustare a acesteia în funcție de rezultatele obținute cu programul COMNET III.

În mare, rețeaua Sălaj – ATM, este compusă din trei părți principale :

intranetul din căminul Sălaj

linia telefonică dintre căminul Sălaj și ATM

intranetul din localul ATM (incluzând și Nodul Internet)

7.2.1 Intranetul din căminul Sălaj

În total, în realitate, rețeaua din căminul Sălaj are în componența sa :

216 calculatoare personale

14 hub-uri

1 switch

1 router

1 server de mail

Datorită faptului că versiunea programului COMNET III cu care am lucrat este cea universitară iar aceasta nu permite simularea unei rețele cu mai mult de 20 de noduri, a trebuit să realizez o topologie de rețea limitată ca număr efectiv de noduri, dar asupra căreia am utilizat posibilitățile programului de a mări forțat traficul, pentru a putea executa o simulare de trafic apropiat de cel real. Elementele componente ale rețelei din căminul care vor reprezentate și utilizate în simulare se pot vedea în figura următoare: (Figura 7.1)

Fig. 7.1

Topologia locală a rețelei este împărțită pe cele șapte scări ale imobilului, reprezentată detaliat fiind doar cea de pe scara patru, deoarece aici este nodul principal al rețelei din căminul Sălaj.

Așa cum se poate vedea și în figura de mai sus arhitectura rețelei din căminul Sălaj este constituită din :

10 calculatoare : PC.1.1, PC.2.1, PC.3.1, PC.4.1, PC.4.2, PC.4.3, PC.4.4, PC.5.1, PC.6.1, PC.7.1

1 HUB : HUB-4 este hub-ul aferent, prin care se conectează cu restul rețelei calculatoarele de pe scara patru.

1 switch: SwitchSĂLAJ este plasat pe scara patru și are rolul de a conecta între ele rețelele de pe toate cele șapte scări și de a descongestiona traficul dintre acestea prin funcțiile sale active ca nod de rețea.

1 router : RouterSĂLAJ este serverul cu rol de rutare atât în cadrul rețelei Sălaj cât și pentru legătura cu exteriorul acesteia, adică rețeaua ATM.

Suportul de legătură real al rețelei este constituit din cablu UTP (Unshielded Twisted Pair) care va fi simulat cu legătură de tip CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) așa cum pot fi văzute legăturile LinkSc.4 și LinkSĂLAJ.

Calculatoarele, așa cum se poate vedea și în Figura 7.1 sunt atât calculatoare care inițiază trafic în rețea cât și calculatoare care răspund solicitărilor altor calculatoare. Traficul dat de calculatoarele de din Figura 7.1 este explicat detaliat mai jos.

Pentru calculatorul PC.1.1 :

PC.1.1 PC.4.3 – calculatorul PC.4.1 inițiază o legătură de date spre calculatorul PC.4.3

PC.1.1 INTERNET– calculatorul PC.1.1 inițiază o legătură de date de tip internet

Pentru calculatorul PC.2.1 :

PC.2.1 PC.5.1 – calculatorul PC.2.1 inițiază o legătură de date spre calculatorul PC.5.1

PC.2.1 INTERNET– calculatorul PC.2.1 inițiază o legătură de date de tip internet

Pentru calculatorul PC.3.1 :

PC.3.1 ATM.3 – calculatorul PC.3.1 inițiază o legătură de date spre calculatorul ATM.3

PC.3.1 INTERNET– calculatorul PC.3.1 inițiază o legătură de date de tip internet

Pentru calculatorul PC.5.1 :

PC.5.1 PC.2.1 – calculatorul PC.5.1 inițiază o legătură de date de tip răspuns către calculatorrul PC.2.1

Pentru calculatorul PC.6.1 :

PC.6.1 ATM.4 – calculatorul PC.6.1 inițiază o legătură de date de tip răspuns către calculatorrul ATM.4

Pentru calculatorul PC.7.1 :

PC.7.1 ATM.3 – calculatorul PC.7.1 inițiază o legătură de date spre calculatorul ATM.3

PC.7.1 INTERNET– calculatorul PC.3.1 inițiază o legătură de date de tip internet

Pentru calculatorul PC.4.1 :

– PC.4.1 PC.4.3 – calculatorul PC.4.1 inițiază o legătură de date spre calculatorul PC.4.3

PC.4.1 PC.6.1 – calculatorul PC.4.1 realizează o legătură de date spre calculatorul PC.6.1

Pentru calculatorul PC.4.2 :

PC.4.2 INTERNET – calculatorul PC.4.2 inițiază o legătură de date de tip internet

Pentru calculatorul PC.4.3 :

PC.4.3 PC.4.1 – calculatorul PC.4.3 inițiază o legătură de date de tip răspuns către calculatorrul PC.4.1

Pentru calculatorul PC.4.4 :

PC.4.4 PC.4.1 – calculatorul PC.4.4 inițiază o legătură de de tip internet

PC.4.4 ATM.1 – calculatorul PC.4.1 inițiază o legătură de date spre calculatorul ATM.1

Datorită faptului ca rețeaua ce putea fi simulată are limita maximă de

20 de noduri, calculatoarele de pe scările 1, 2, 3, 5, 6 și 7 sunt materializate

de fapt printr-unul singur. Nodurile Scara1, Scara2, Scara3, Scara5, Scara6, Scara7 ce se pot vedea în Figura 7.2, reprezintă subrețelele de pe scările respective dar cum am menționat mai sus acestea sunt materializate doar printr-un singur terminal. Topologia ce se afla sub aceste rețele se poate vedea în Figura 7.3.

Fig.7.2

Fig. 7.3

La fel ca și celelalte calculatroare și acestea sunt atât inițiatoare de trafic cât și calculatoare ce dau raspuns solicitărilor de trafic inițiate de alte calculatoare. La fel ca și calculatoarele de pe scara patru și acestea contribuie la traficul prin întreaga rețea iar în cadrul simulărilor vor avea o pondere în rezulatatele afișate.

7.2.2 Linia telefonică dintre căminul Sălaj și ATM

Legătura de date dintre localul ATM și căminul Sălaj este asigurată printr-o linie telefonică închiriată pe suport de cupru. Această linie conferă în cazul unei conexiuni sincrone a modemurilor un transfer de aproximativ 128 kbps.

Fig. 7.4

Așa cum se vede și în Figura 7.4, această linie va fi simulată cu ajutorul unei legături tip modem punc la punct cu rata de transfer de 128 kbps. Traficul de pe această legătură va fi considerat sincron și se va efectua în ambele sensuri, plecându-se de la : RouterSălaj Modem RouterATM într-un sens iar apoi RouterATM Modem RouterSălaj în sens invers.

7.2.3 Intranetul din localul ATM

În realitate această rețea este extrem de complicată și acoperă o suprafața destul de mare cu un număr mare de calculatoare. Așa cum se

Fig.7.5

poate vedea și în Figura 7.5 topologia rețelei din localul ATM ce urmează a fi simulată este compusă din :

4 calculatoare personale ATM.1, ATM.2, ATM.3, ATM.4

2 routere :

RouterATM care are rolul de a face rutarea traficului dinspre localul ATM și căminul Sălaj

RouterPOLI care are rolul de a face rutarea traficului dintre localul ATM și legătura de tip internet cu Politehnica București.

1 switch : SwitchATM care are rolul de a interconecta subrețelele din dolcalul ATM și totodată de a descongestiona traficul dintre acestea.

Suportul de legătură real al rețelei este constituit atât din cablu UTP (Unshielded Twisted Pair) care va fi simulat cu legătură de tip CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) cât și unele tronsoane de fibră optică.

Conexiunea LinkATM va fi simulată cu o legătură de tip FDDI (Fiber Distributed Data Interface) în timp ce legătura intranet LinkNOD din ATM va fi simulată cu o legătură de tip CSMA/CD.

Traficul pe care calculatoarele din localul ATM îl efectuează împreună cu celelalte calculatoare din rețea este explicat în detaliu prin cele ce urmează :

ATM.1 PC.4.4 – calculatorul ATM.1 inițiază o legătură de date de tip răspuns către calculatorul PC.4.4

ATM.2 INTERNET – calculatorul ATM.2 inițiază o legătură de date de tip internet

ATM.3 PC.3.1– calculatorul ATM.3 inițiază o legătură de date de tip răspuns către calculatorul PC.3.1

ATM.4 PC.6.1– calculatorul ATM.4 inițiază o legătură de date către calculatorul PC.6.1

Până în acest moment am prezentat în întregime topologia rețelei ce urmează a fi simulată, prin cele trei componente majore ale sale :

Intranetul din căminul Sălaj

Intranetul din localul ATM

Legătura modem dintre căminul Sălaj și localul ATM

În Figura 7.6 se poate vedea imaginea de ansamblu a intregii rețele pe a cărei topologie urmează a fi făcute simulările.

Fig. 7.6

7.3 Traficul în rețeaua Sălaj-ATM

Trebuie să subliniez de la început că, datorită numărului foarte redus de calculatoare materializate în cadrul topologie de simulat, față de numărul real existent, a trebuit sa folosesc o creștere forțată a traficului în rețeaua de simulat, pentru a avea o serie de rezulatate de simulare pe cât se poate de apropiate de cele reale.

7.3.1 Rute ale traficului în rețea

În urma simulărilor ce vor efectuate se va putea observa ca traficul în aceatsă rețea se face pe cinci circuite diferite :

trafic în cadrul intranetului Sălaj : este reprezentat de calculatoarele din cadrul rețelei din căminul Sălaj ce comunică între ele

traficul Sălaj ATM : este reprezentat de calculatoarele din căminul Sălaj ce stabilesc legături de date cu calculatoare din localul ATM

traficul ATM Sălaj este reprezentat de calculatoarele din localul ATM ce stabilesc legături de date cu calculatoare din căminul Sălaj

Sălaj INTERNET : este reprezentat de calculatoarele din căminul Sălaj ce stabilesc legături de tip internet

ATM INTERNET : este reprezentat de calculatoarele din localul ATM ce stabilesc legături de tip internet

Toate aceste diferite conexiuni vor determina un trafic global care se va reflecta în diferite moduri asupra unor diferite conexiuni din cadrul rețelei de simulat.

7.4 Simularea rețelei Sălaj – ATM

7.4.1 Verificarea modelului de simulat

Mai înainte de a porni simularea trebuie facută o verificare a rețelei din punct de vedere a conexiunilor și a compatibilităților dintre elementele reprezentate în schemă. Pentru aceasta se accesează meniul Simulate iar apoi se activează câmpul Verify Model așa cum se poate vedea și în Figura 7.7

Fig. 7.7

Această verificare asigură inginerul proiectant de faptul că nu există incompatibilități sau erori de proiectare și interfațare a elementelor materializate în rețea.

7.4.2 Setări generale

Setările generale sunt acele setări care trebuie făcute înainte de începerea simulării și care programul le asociază implicit fiecărui element simbolizat în scheamă (în funcție de categoria și tipul elementului), dacă inginerul proiectant nu intervine în mod special asupra elementului respectiv pentru a face un set particular de setări pentru acesta. Este foarte important a se efectua aceste setări generale, deoarece în caz contrar programul alege în mod implicit un set ideal (buffere infinite, întârzieri nule, capacități de procesare infinite) ceea ce ar duce la denaturarea totală a rezultatelor simulării. Aceste setări se definesc pentru trei mari categorii de elemente utilizate în procesul de simulare : noduri, legături și protocoale de transport.

– Noduri

Pentru setările generale ale nodurilor se accesează câmpul Define din cadrul meniurilor scrise iar aici se selectează subcâmpul Node Parameters. Această opțiune va descchide o nouă fereastră de lucru ca și în Figura 7.8, din cadrul căreia va trebui selectat câmpul Processing Node Parameters și apăsând butonul EDIT iar apoi în noua fereastră butonul ADD se obține fereastra principală de configurare a unui nod de procesare, Figura 7.9.

Fig.7.8

Fig. 7.9

Noul set de parametri pe care îl voi defini se va numi setul TEST. Cele mai importante câmpuri asupra cărora va trebui să intervin în cadrul acestei ferestre sunt câmpurile Forwarding și Ports. În cadrul câmpului Forwarding pentru funcția ce simulează procesarea din subcâmpul Addittional Processin am ales funcția Nor(10.0, 1.0). Următorul pas a fost acela de a activa utilizarea procesorului de către pachetele din trafic prin bifarea căsuței de la subcâmpul Packet processind uses processor. Pentru a selecta funcția de procesare a pachetelor în cadrul unei sesiuni la subcâmpul Processin for session setup am ales aceeași funcție Nor(10.0, 1.0). În urma setărilor efectuate pentru câmpul Forwarding, fereastra de setări va trebui să arate ca în Figura 7.10

Fig. 7.10

Următorul subcâmp asupra căruia trebuie intervenit este Ports. În cadrul acestiu câmp se setează întârzierile buffer-elor la intrarea respectiv ieșirea informației din nod, numărul de procesoare pe care le are nodul respectiv, mărimea buffer-elor la intrare respectiv ieșire precum și tipul de procesare a informației, sub formă de bytes sau de pachete. În ceea ce privește întărzierile buffer-elor am utilizat întârzieri atât la intrare căt și la ieșire de 3 micro secunde. Numărul de procesoare a rămas setat ca fiind unu. Mărimea buffer-elor nodurilor am setat-o sa varieze intre 1Mb și 2Mb. Aceste setări se pot vedea și în Figura 7.11

Fig. 7.11

Legături

La fel ca și pentru noduri, pentru realizarea setărilor legăturilor se accesează câmpul Define din cadrul meniurilor scrise iar aici se selectează subcâmpul Link Parameters care va genera o nouă fereastră cu numele tuturor tipurilor de legăruri pe care programul COMNET III le poate simula, așa cum se poate vedea și în Figura 7.12.

Fig. 7.12

Fiecare din elementele de conexiune care sunt reprezentate în schema de simulat trebuie selectate din tabelul de mai sus iar prin apăsarea butonului EDIT se trece la starea efectivă a parametrilor acestora. Voi exemplifica doar setările pentru legătura Punct la Punct. Petru aceasta se selectează legătura punct la punct de mai sus (Point to Point) iar prin apsarea butonului edit se va deschide o nouă fereastră la fel ca și în Figura 7.13.

Fig. 7.13

Așa cum se poate vedea și în figura de mai sus, pentru legătura punct la punct am ales librăria ce caracterizează o legătură de 128kbps, conform cerințelor de simulare. Prin apăsarea butonului COPY această librărie trece în partea dreaptă a ferestrei și va fi utilizată pentru simulare. Apăsarea butonului DONE confirmă setările făcute și închide fereastra curentă de setări. Așa cum am mai spus, această procedură se va face pentru toate tipurile de legături reprezentate în modelul de simulat.

– Protocoale

Și pentru setarea protocoalelor de transport a datelor în rețea se accesează câmpul Define din cadrul meniurilor scrise iar aici se selectează subcâmpul Protocols care va deschide o nouă fereastră ce conține o serie de seturi de parametri ai protocoalelor așa cum se poate vedea în Figura 7.14. În acestă nouă fereastră se selectează câmpul Transoprt Protocol iar prin apăsarea butonului EDIT se trece într-o nouă fereastră ca și cea din Figura 7.15 în cadrul căreia am ales protocolul TCP/IP – Microsoft V.01, care este

Fig 7.14

Din cele mai des întâlnite protocoale de transport în cadrul rețelelor de calculatoare.

Fig. 7.15

Prin apăsarea butonului COPY această librărie trece în partea dreaptă a ferestrei și va fi utilizată pentru simulare. Apăsarea butonului DONE confirmă setările făcute și închide fereastra curentă de setări.

7.4.3 Selectarea parametrilor de urmărit

Tot înainte de a rula simularea trebuie selectați parametri diferitelor noduri sau linii de conexiune pe care programul urmează să îi urmărească în timpul simulării și asupra cărora să poată oferi ulterior statistici sau grafice. Urmărirea parametrilor specifici se poate face pentru fiecare element în parte, din topologia rețelei ce urmează a fi simulată. Pentru simularea ce urmează a fi făcută am ales vizualizarea parametrilor elemntului de legătură LinkSălaj și nodului RouterSĂLAJ.

Fig. 7.16

Astfel, pentru aceasta se selectează elementul LinkSălaj prin clilc dreapta cu mouse-ul, după care va apărea un meniu ca și în Figura 7.16 din care se va selecta câmpul Statistics. Acesta la rândul sau va deschide o nouă fereastră de lucru (Figura 7.17) în care sunt listați toți parametri elemntului de rețea care ar putea fi urmăriți în cadrul simulării.

Fig. 7. 17

Din cadrul acestei noi ferestre, pentru legătura LinkSĂLAJ voi urmări ocuparea benzii. Pentru acesta, în cadrul ferestrei din Figura 7.17 voi selecta câmpul Contention Channel Utilisation iar prin apăsarea

Fig. 7.18

butonului EDIT acesta va genera o noua fereastră ca și cea din Figura 7.18. în cadrul căreia am selectat opțiunile Colect status pentru ca programul să adune informații despre acest nod, Save Observations pentru a se salva un fișier cu informațiile adunate în timpul simulării și Monitor peaks in interval pentru ca programul să urmărească vârfurile simulăruii pe durata intervalului ales la câmpul Mean interval, durată ce am ales-o de 10 secunde. Apăsarea butonului DONE confirmă setările făcute și închide fereastra curentă de setări. Odată cu aceasta se incheie și setările parametrilor ce urmează a fi urmăriți pentru elementul de legătură LinkSĂLAJ.

Pentru nodul RouterSĂLAJ se urmează aceeași pași pentru a selecta perametri ce vor fi urmăriți prin simulare, după cum se poate vedea și în Figura 7.19.

Fig. 7.19

Prin apăsarea butonului edit se deschide aceeași fereastră ca și pentru legătura LinkSĂLAJ din cadrul căreie se vor selecta campurile Colect status, Save Observations, Monitor peaks in interval iar subcâmpul Mean interval se va seta tot de 10 secunde.

7.5 Simularea

Pentru începerea simulării se poate utiliza atât butonul de Start simulare din cadrul Meniurilor de operare cu fișierele cât și utilizarea meniurilor scrise : Simulate / Start simulation așa cum se poate vedea și în Figura 7.20.

Este recomandat înainte de a se începe simularea, a se salva fișierul materializat până în acel moment, pe harddisck-ul calculatorului, în eventualitatea unor probleme de simulare care ar putea duce la pierderea intregii informații adunate in memoria calculatorului pentru modelul de simulat.

Fig. 7.20

7.5.1 Simularea pe model grafic

Atâta timp cât programul simulează modelul, butonul Start simulation din cadrul meniurilor de operare cu fișierele devine inactiv iar butonul de Stop simulation devine activ, după cum se poate vedea în Figura 7.21. După terminarea simulării acesta din urmă devine inactiv iar cel de Start simulation devine din nou activ.

Fig. 7.21

După terminarea simulării pot fi urmărite datele rezultate pentru elementele pentru care s-au facut setările de urmărire.

În cazul meu, pentru legătura LinkSĂLAJ am urmărit ocuparea canalului. Pentru aceasta selecteză elementul LinkSĂLAJ cu clic dreapta cu mouse-ul, se alege câmpul Statistics iar din fereastra nou apărută se selectează Contention Channel Utilisation după care prin apăsarea butonului VIEW va rezulta o nouă fereastră ce va conține datele statistice în

ceea ce privește ocuparea canalului pe timpul simulării, după cum se vede și

Fig. 7. 22

în Figura 7.22. Pentru a observa aceleași date ilustrate printr-un grafic se

Fig. 7.23

Fig. 7.24

Fig. 7.25

utilizează butonul PLOT din fereastra din Figura 7.22 și va fi generată imaginea din Figura 7.23. Urmărirea parametrilor rețelei se va face pe un interval de 60 de secunde.

În Figura 7.23 este reprezentată ocuparea canalului în timp, cu setările făcute anterior și din care rezultă un trafic normal. Timpii însumați de neutilizare a canalului sunt foarte mari față de timpii în care canalul este utilizat. Dar așa cum am mai spus în acest capitol, datorită numărului mic de noduri, pentru a mă apropia cu simularea de real, a trebuit să folosesc opțiunea de creștre forțată a traficului în rețea. O creștere de 10 ori a traficului se poate observa în Figura 7.24. se poate observa că de această data timpii de utilizare și cei de neutilizare a canalului sunt aproximativ egali, adică se utilizează canalul în proporție de 50%. În Figura 7.25 cu o creștere a traficului de 30 de ori, se poate observa faptul că timpii de neutilizare a canalului încep să tindă spre zero, canalul fiind utilizat în proporțe de aproximativ 90% – 95%, ceea ce ar impune un alt tip de cablaj.

Pentru nodul RouterSĂLAJ se urmează aceeași pași pentru a obține graficele de ocupare a procesorului router-ului în timp, așa cum se poate vedea și în Figura 7.26 :

Fig. 7.26

Pentru un router este foarte necesar de știut momentul în care acesta este utilizat în întregime, adică momentul în care acesta nu mai poate face față traficului prin rețea. În Figura 7.26 se poate observa ca pentru un trafic normal router-ul este ocupat în procent de 100% pentru un timp de doar 10% din timpul total al simulării ceea ce ste acceptabil pentru ca o rețea să funționeze normal. După creșterea de 10 ori a traficului, așa cum se poate vedea și în Figura 7.27 router-ul este ocupat pe durata a aproape 20% din timpul total de simulare.

Figura 7.27

Figura 7.28

După cum se poate vedea în Figura 7.28 creșterea de 30 de ori a treficului determină o ocupare a router-ului de de 100% pe o perioadă de aproape 35% din timpul total al simulării, ceea ce subliniază un trafic destul de mare pentru capacitatea de lucru a acestui nod. În mod eviden în acest caz s-ar pune imediat problema înlocuirii acestui router cu unul mult mai performant.

7.5.2 Simularea pe modelul fișierului text

Pentru o vizualizare amănunțită a datelor oferite de program în urma simulării se poate consulta fișierul creat de acesta, fișier ce conține o gama largă de informații, de la rutele exacte pe care le urmează fiecare mesj pană la timpii medii de întărziere pe fiecare legătură.

CACI COMNET III Release 2.1 Build 924 (Academic license) Tue Jun 19 01:13:23 2001 PAGE 1

TEST

LINKS: CHANNEL UTILIZATION

REPLICATION 1 FROM 0.0 TO 60.0 SECONDS

FRAMES TRANSMISSION DELAY (MS) %

LINK DELIVERED RST/ERR AVERAGE STD DEV MAXIMUM UTIL

_____________________ _________ ______ _________ _________ _________ _____

LinkSALAJ 390 888 12.664 2.459 25.495 1.7347

CACI COMNET III Release 2.1 Build 924 (Academic license) Tue Jun 19 01:13:23 2001 PAGE 2

TEST

MESSAGE + RESPONSE SOURCES: MESSAGE DELIVERED

REPLICATION 1 FROM 0.0 TO 60.0 SECONDS

ORIGIN / MSG SRC NAME: MESSAGES MESSAGE DELAY

DESTINATION LIST ASSEMBLED AVERAGE STD DEV MAXIMUM

______________________ _________ ____________ ____________ ____________

Scara6.PC-6.1 / src PC.6.1 – ATM.4:

ECHO 70 51.042 MS 4.547 MS 61.837 MS

PC-4.1 / src PC.4.1–PC.4.3:

PC-4.3 61 12.704 MS 3.159 MS 26.275 MS

PC-4.1 / src PC.4.1–PC.6.1:

Scara6.PC-6.1 70 26.116 MS 3.342 MS 35.431 MS

PC-4.2 / src PC.4.2–INTERNET:

RouterPOLI 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

PC-4.3 / src PC.4.3–PC.4.1:

ECHO 67 27.552 MS 7.910 MS 54.920 MS

PC-4.4 / src PC4.4–ATM.1:

ATM-1 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

PC-4.4 / src PC4.4–INTERNET:

RouterPOLI 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

Scara5.PC.5.1 / src PC.5.51–PC.2.1:

ECHO 5 10489.516 MS 672.542 MS 11529.984 MS

Scara3.PC.3.1 / src PC.3.1–ATM 3:

ATM.3 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

Scara3.PC.3.1 / src PC.3.1–INTERNET:

RouterPOLI 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

Scara2.PC.2.1 / src PC.2.1– PC.5.1:

Scara5.PC.5.1 6 13.278 MS 2.769 MS 17.266 MS

Scara2.PC.2.1 / src PC.2.1–INTERNET:

RouterPOLI 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

Scara1.PC-1.1 / src PC.1.1 – PC.4.3:

PC-4.3 6 23.392 MS 2.226 MS 26.896 MS

Scara1.PC-1.1 / src PC.1.1–INTERNET:

RouterPOLI 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

Scara7.PC-7.1 / src PC.7.1 – INTERNET:

RouterPOLI 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

Scara7.PC-7.1 / src PC.7.1–ATM.3:

ATM.3 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

RouterPOLI / src INTERNET<–->SALAJ, ATM:

ECHO 71 25.021 MS 3.100 MS 37.187 MS

ATM-1 / src ATM.1– PC.4.4:

ECHO 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

ATM.2 / src ATM.2– INTERNET:

RouterPOLI 71 12.630 MS 2.199 MS 20.852 MS

ATM.3 / src ATM.3 -PC.3.1:

ECHO 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

ATM.4 / src ATM.4 – PC.6.1:

Scara6.PC-6.1 0 0.000 MS 0.000 MS 0.000 MS

CAPITOLUL 8

Concluzii

Pentru a realiza o rețea de comunicații cât mai fiabilă și mai eficientă pentru transmiterea în timp real a informațiilor și menținerea integrității acestora, în prezent este implicit necesară experimentarea virtuală a parametrilor fizici existenți cu ajutorul unor programe soft de simulare. Cu ajutorul statisticilor și parametrilor rezultați în urma simulărilor făcute cu aceste programe, inginerul de sistem poate mult mai ușor realiza iar apoi ajusta modelul fizic al rețelei. Problema se pune cu atât mai mult cu cât tendința generală a sistemelor de comunicații actuale, este aceea de interconectare totală, prin facilitățile hardware și software ce sunt disponibile la această oră pe piața mondială a comunicațiilor. De aceea este mai mult decât evident faptul că pe piață se vor impune și uneltele necesare interacțiunii cu aceste fenomene globale de comunicare.

Așa cum s-a putut vedea pe parcursul acestei lucrări, programul COMNET III este o unealtă foarte puternică și performantă pentru modelarea și simularea rețelelor de comunicații și în mod special a celor de calculatoare.

Scopul COMNET III este de a furniza capacitatea de a include în simulare orice echipament de rețea. Astfel acesta conferă una din cele mai avantajoase situații pe care un program de simulare le-ar putea oferi : studiul de lucru și îmbunătățire a rețelei, prin schimbarea diferitelor elemente componente și apoi examinarea rezultatelor obținute, fără ca rețeaua reală să necesite întreruperi prelungite pentru teste și verificări.

Interfața cu utilizatorul asigură o interconectare flexibilă pentru a putea descrie componentele rețelei. COMNET III nu furnizează o listă cu toate echipamentele posibile construite și folosite în rețele, ceea ce ar fi pe cât de imposibil pe atât de absurd. Folosește mai degrabă blocuri generice ce pot fi parametrizate pentru a reprezenta dispozitivele ce se doresc a fi modelate.

Astfel, COMNET III dă posibilitatea și libertatea inginerului de sistem de a realiza pentru simulare, o rețea cu caracteristicile modelului real care va genera cu siguranță prin rezultatele de simulare, problemele și punctele bune ale rețelei reale.

Bibliografie:

COMNET III – TUTORIAL, Release 2.1

COMNET III – REFERENCE GUIDE, Release 2.1

COMNET III – REPORTS & TATISTICS, Release 2.1

Grazziela Niculescu – Traficul în rețele de comunicații, Editura Tehnică, București 1996.

Andrew S. Tanenbaum – Rețele de calculatoare, Editura Computer Press AGORA 1997.

Gilbert Held – Comunicații de date, Editura TEORA 1996

www.caciproducts.com