Evaluación de herramientas de estimación de ancho de banda disponible en una red de computadoras

Diferentes protocolos y aplicaciones en el internet pueden usar información del ancho de banda disponible en la red para mejorar su rendimiento. Existen diferentes estimadores de ancho de banda cuyo desempeño depende del método de estimación empleado y del entorno de red donde se aplique. A través d...

Full description

Autores:
López Castell, Yoel
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2010
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/1249
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/1249
Palabra clave:
Systems engineering
Data transmission
Telecommunication networks
Computer networks
Investigations
Analysis
Measurement
Bandwidth estimation
Synthetic traffic generation
Ingeniería de sistemas
Transmisión de datos
Redes de telecomunicaciones
Redes de computadores
Investigaciones
Análisis
Estimación de ancho de banda
Generación de tráfico sintético
Red de computadoras
Medición
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description Diferentes protocolos y aplicaciones en el internet pueden usar información del ancho de banda disponible en la red para mejorar su rendimiento. Existen diferentes estimadores de ancho de banda cuyo desempeño depende del método de estimación empleado y del entorno de red donde se aplique. A través de esta investigación se evaluó la operación de los principales estimadores de ancho de banda disponible. Para hacer las evaluaciones de los estimadores se seleccionaron los más importantes según los resultados obtenidos en el estado del arte y se creó una infraestructura de red controlada (testbed) que emula el comportamiento del internet. Se seleccionaron siete herramientas de estimación: Spruce, Traceband y IGI (que usan un modelo llamado “Probe Gap Model”), y Pathload, Pathchirp, PTR y Yaz (que usan un modelo llamado “Probe Rate Model”). Se seleccionaron 10 escenarios de red diferentes utilizando la herramienta de generación de tráfico sintético llamada Mgen. El proyecto se enmarca en la línea de investigación en telemática del grupo de investigación en tecnologías de información (GTI). Además de la contribución de la investigación y evaluación realizada, éste proyecto proporcionó a la línea y al semillero de investigación de la misma una infraestructura (testbed) que potencia el desarrollo de proyectos adicionales en las líneas que se desarrollen en el marco de programas de pregrado y de posgrado de la UNAB.
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A través de esta investigación se evaluó la operación de los principales estimadores de ancho de banda disponible. Para hacer las evaluaciones de los estimadores se seleccionaron los más importantes según los resultados obtenidos en el estado del arte y se creó una infraestructura de red controlada (testbed) que emula el comportamiento del internet. Se seleccionaron siete herramientas de estimación: Spruce, Traceband y IGI (que usan un modelo llamado “Probe Gap Model”), y Pathload, Pathchirp, PTR y Yaz (que usan un modelo llamado “Probe Rate Model”). Se seleccionaron 10 escenarios de red diferentes utilizando la herramienta de generación de tráfico sintético llamada Mgen. El proyecto se enmarca en la línea de investigación en telemática del grupo de investigación en tecnologías de información (GTI). Además de la contribución de la investigación y evaluación realizada, éste proyecto proporcionó a la línea y al semillero de investigación de la misma una infraestructura (testbed) que potencia el desarrollo de proyectos adicionales en las líneas que se desarrollen en el marco de programas de pregrado y de posgrado de la UNAB.INTRODUCCIÓN 14 1.    ANCHO DE BANDA DISPONIBLE EN LA RED 16 1.1 ANCHO DE BANDA DISPONIBLE 16 1.1.1    Definición 16 1.1.2    Ancho de banda disponible de extremo a extremo. 16 2 TÉCNICAS DE ESTIMACIÓN DE ANCHO DE BANDA Y HERRAMIENTAS DISPONIBLES. 19 2.1 PROBE GAP MODEL 20 2.2 PROBE RATE MODEL 21 2.3 HERRAMIENTAS DE MEDICIÓN DE ANCHO DE BANDA DISPONIBLES 23 2.3.1    Spruce 23 2.3.2    Igi 24 2.3.3    Pathload 24 2.3.4    Traceband 25 2.3.5    Pathchirp 26 3     TESTBED DE RED 28 3.1 DEFINICIÓN 28 3.2 OTROS TESTBED 28 3.2.1    Planetlab 28 3.2.2    Modelnet 29 3.2.3    Web100 30 4. MONTAJE DE HERRAMIENTAS Y PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN 31 4.1 HERRAMIENTAS SELECCIONADAS 31 4.1.1    Instalación de las herramientas 31 4.2 DESCRIPCIÓN DEL TESTBED 42 4.3 DISEÑO DE LOS EXPERIMENTOS 44 4.4 MÉTRICAS UTILIZADAS 45 4.4.1. Tiempo de estimación 45 4.4.2. Overhead 45 4.4.3. Error de estimación 45 4.5         PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN 46 5. RESULTADOS 49 6. CONCLUSIONES 67 6.1 IGI 67 6.2 PTR 68 6.3 YAZ 69 6.4 PATHLOAD 69 6.5 SPRUCE 70 6.6 PATHCHIRP 71 6.7 TRACEBAND 72 7. RECOMENDACIONES 74 BIBLIOGRAFÍA 75PregradoDifferent protocols and applications on the internet can use information from the bandwidth available on the network to improve their performance. There are different bandwidth estimators whose performance depends on the estimation method used and the network environment where it is applied. Through this research, the operation of the main available bandwidth estimators was evaluated. To make the evaluations of the estimators, the most important ones were selected according to the results obtained in the state of the art and a controlled network infrastructure (testbed) was created that emulates the behavior of the internet. Seven estimation tools were selected: Spruce, Traceband and IGI (which use a model called the “Probe Gap Model”), and Pathload, Pathchirp, PTR and Yaz (which use a model called the “Probe Rate Model”). 10 different network scenarios were selected using the synthetic traffic generation tool called Mgen. The project is part of the telematics research line of the information technology research group (GTI). In addition to the contribution of the research and evaluation carried out, this project provided the line and its research hotbed with an infrastructure (testbed) that promotes the development of additional projects in the lines that are developed within the framework of undergraduate programs. and postgraduate from UNAB.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaEvaluación de herramientas de estimación de ancho de banda disponible en una red de computadorasEvaluation of estimation tools for bandwidth available in a computer networkIngeniero de SistemasBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería de Sistemasinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPSystems engineeringData transmissionTelecommunication networksComputer networksInvestigationsAnalysisMeasurementBandwidth estimationSynthetic traffic generationIngeniería de sistemasTransmisión de datosRedes de telecomunicacionesRedes de computadoresInvestigacionesAnálisisEstimación de ancho de bandaGeneración de tráfico sintéticoRed de computadorasMediciónLópez Castell, Yoel (2010). Evaluación de herramientas de estimación de ancho de banda disponible en una red de computadores. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABA. Shriram, M. Murray, Y. Hyun, N. Brownlee, A. Broido, M. Fomenkov, K. Claffy, Comparison of public end-to-end bandwidth estimation tools on high-speed links, in: Proceedings of the 6th Passive and Active Measurements Workshop, 2005.B. Melander, M. Bjorkman, P. Gunningberg, A new end-to-end probing and analysis method for estimating bandwidth bottlenecks, in: Proceedings of the IEEE Global Telecommunications Conference, vol. 1, San Francisco, CA, USA, 2000, pp. 415–420.C. Dovrolis, P. Ramanathan, D. Moore, What do packet dispersion techniques measure?, in: Proceedings of the IEEE Infocom, 2001.Guerrero Cesar, Labrador Miguel, Traceband: A fast, low overhead and accurate tool for available bandwidth estimation and monitoring. Internet Network Management Workshop (INM 2008). October 2008. Orlando, FL.J. Sommers, P. Barford, W. Willinger, A proposed framework for calibration of available bandwidth estimation tools, Microprocessors and Microsystems 31 (2007) 222–235J. Strauss, D. Katabi, F. Kaashoek, A measurement study of available bandwidth estimation tools, in: Proceedings of the 3rd ACM SIGCOMM conference on Internet Measurement, 2003, pp. 39–44.L. Angrisani, S. DAntonio, M. Vadursi, G. Ventre, Performance comparison of different techniques for available bandwidth measurement in packet switched networks, in: VECIMS 2003 – International Symposium on Virtual Environments, Human–Computer Interfaces, and Measurement Systems, 2003.M. Jain, C. Dovrolis, Pathload: A measurement tool for end-to-end available bandwidth, in: Proceedings of the 3rd Passive and Active Measurements Workshop, vol. 11, 2002, pp. 14–25.Michaut Fabien, Lepage Francis, CRAN CNRS UMR7039, Application-Oriented Network Metrology: Metrics And Actives Measurement Tools.M. Jain, C. Dovrolis, End-to-end available bandwidth: measurement methodology, dynamics, and relation with tcp throughput, IEEE/ ACM Transactions on Networking 11 (4) (2003) 537–549.Ns-2 The Network Simulator NS 2, Home page. Página principal. http://www.isi.edu/nsnam/ns/. Junio 2010.Navratil, J., Cottrell, R.L.: ABwE: A Practical Approach to Available Bandwidth. In: Proceedings of the 4th International workshop on Passive and Active network Measurement PAM 2003 (2003)N. Hu, P. Steenkiste, Evaluation and characterization of available bandwidth probing techniques, IEEE Journal on Selected Areas in Communications 21 (6) (2003) 879–894.S.-J. Lee, P. Sharma, S. Banerjee, S. Basu, R. Fonseca, Measuring bandwidth between PlanetLab nodes, in: 6th Passive and Active Measurements Workshop, 2005.V.J. Ribeiro, R.H. Riedi, R.G. Baraniuk, J. Navratil, L. Cottrell, pathchirp: Efficient available bandwidth estimation for network paths, in: Proceedings of the 4th Passive and Active Measurements Workshop, vol. 2, 2003.ORIGINAL2010_Tesis_Lopez_Castell_Yoel.pdf2010_Tesis_Lopez_Castell_Yoel.pdfTesisapplication/pdf2289419https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1249/1/2010_Tesis_Lopez_Castell_Yoel.pdfa025d4ad72ce0453a86e946b0d251c63MD51open accessTHUMBNAIL2010_Tesis_Lopez_Castell_Yoel.pdf.jpg2010_Tesis_Lopez_Castell_Yoel.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4901https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1249/2/2010_Tesis_Lopez_Castell_Yoel.pdf.jpg5ea9b79ff32ace69cb162bd8d7c7f549MD52open access20.500.12749/1249oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/12492024-10-16 14:43:47.849open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.co

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