Estimación de ancho de banda disponible por ajuste en los tiempos de trasmisión y recepción de paquetes de prueba a través de NetFPGA

Las herramientas de estimación de ancho de banda disponible requieren del envió de paquetes de prueba a tiempos exactos. El sistema operativo no puede garantizar que él envió de estos paquetes sean a los tiempos exactos debido al intercambio y prioridades de los procesos en el sistema lo cual adicio...

Full description

Autores:: Jaimes Mejía, Manuel Fernando

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2016

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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En los resultados se plantean la revisión de la literatura referente a mecanismos de modificación de tiempos de transmisión y recepción de paquetes, se justician y detallan las variaciones hechas en la herramienta de estimación de ancho de banda que garantizarán él envió de los paquetes a tiempos exactos, posteriormente se implementa el generador de paquetes y el estimador sobre un testbed de red diseñado especialmente para el proyecto, y finalmente se realiza se realiza una comparación entre las dos versiones de la herramienta.Indice de tablas X Índice de guras XI Indice de c odigo fuente XIII 1. Introducción 1 2. Objetivos de la investigación 3 2.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3. Marco te orico 5 3.1. Ancho de banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.1.1. De nici on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.1.2. Ancho de banda disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.1.3. Ancho de banda disponible de extremo a extremo . . . . . . . 6 3.1.4. Técnicas de estimaci on de ancho de banda disponible . . . . . 9 3.1.5. Estimadores de ancho de banda disponible . . . . . . . . . . . 12 3.1.6. Dificultades en las estimaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2. Plataforma NetFPGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2.1. Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.2.2. Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2.3. NetFPGA 1G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.2.4. NetFPGA 10G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2.5. NetFPGA CML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2.6. NetFPGA SUME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3. Libpcap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.1. >Por qué usar Libpcap? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.2. Tipo de programas de hacen uso Libpcap . . . . . . . . . . . . 30 3.3.3. Esquematización de un programa . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4. Estado de arte 37 5. Descripci on del proceso investigativo 39 5.1. Estudio y caracterización de mecanismos de modi cación de tiempos de transmisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.1.1. Diseños a nivel de hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.1.2. Diseños a nivel de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.2. Selección y modi caci on de un estimador de ancho de banda existente 40 5.2.1. Herramientas de estimaci on de ancho de banda . . . . . . . . 40 5.2.2. Comparación de las herramientas de estimaci on de ancho de banda disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.2.3. Herramienta seleccionada: Traceband . . . . . . . . . . . . . . 43 5.2.4. Modi caciones al código de Traceband . . . . . . . . . . . . . 44 5.3. Implementaci on del m odulo NetFPGA para variaci on de tiempos de transmisi on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.3.1. Generadores de tr a co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.3.2. Generaci on de paquetes de prueba sobre NetFPGA . . . . . . 46 5.3.3. Selecci on de la herramienta a implementar en la NetFPGA . . 48 5.4. Con guraci on de una red de prueba que permita evaluar la efectividad de la soluci on propuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.4.1. Componentes de la red de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.4.2. Topología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.4.3. Configuración general del Testbed . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.5. Evaluación de la efectividad de la soluci on propuesta . . . . . . . . . 51 6. Resultados 52 6.1. Mecanismos de modificación de tiempos de transmisión . . . . . . . . 52 6.1.1. M odulo de red OMware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.1.2. ICIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.2. Variaciones a la herramienta de estimación de ancho de banda Traceband 57 6.2.1. Archivos pcap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2.2. Estructura de un archivo pcap . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2.3. Modi caciones al código . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.3. Implementación del estimador sobre la plataforma NetFPGA . . . . . 64 6.3.1. Generador de paquetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.3.2. Integración de traceband snd.c con el generador de paquetes . 69 6.4. Infraestructura de prueba y evaluación de la herramienta . . . . . . . 71 6.4.1. De nici on de Testbed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.4.2. Testbed en el campo de redes de computadoras . . . . . . . . 71 6.4.3. Componentes de un Testbed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6.4.4. Descripción general del Testbed UNAB . . . . . . . . . . . . . 73 6.4.5. Accesibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.5. Efectividad de la herramienta de estimaci on sobre NetFPGA . . . . . 78 6.5.1. Análisis y selección del generador de paquetes . . . . . . . . . 78 6.5.2. Configuración de traceband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.5.3. Configuración de Tcpreplay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.5.4. Definición de las métricas a evaluar . . . . . . . . . . . . . . . 82 6.5.5. Resultados traceband original . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 6.5.6. Resultados traceband modi cado . . . . . . . . . . . . . . . . 85 7. Recomendaciones 86 8. Conclusiones 87 Bibliografía 89 A. Código traceband snd.c 97 B. Implementación de CRC32 104PregradoThe available bandwidth estimation tools require shipping of test packages to exact times. The operating system cannot guarantee that it sent these packages at the exact times due to the exchange and priorities of the processes in the system, which adds unnecessary times between packages and generates errors in the estimation. The objective of this project is to modify a bandwidth estimator available through mechanisms of variation in transmission times and reception to interact with the NetFPGA platform, which guarantees the sent or packages to the times determined by the tool. The results include a review of the literature referring to mechanisms modification of packet transmission and reception times, are justified and detail the variations made in the bandwidth estimation tool that will guarantee the sending of the packets at exact times, later the packet generator and the estimator are implemented on a network testbed specially designed for the project, and finally it is carried out. performs a comparison between the two versions of the tool.application/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 ColombiaEstimación de ancho de banda disponible por ajuste en los tiempos de trasmisión y recepción de paquetes de prueba a través de NetFPGAEstimation of available bandwidth by adjusting the transmission and reception times of test packets through NetFPGAIngeniero de SistemasBucaramanga (Colombia)Universidad 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 engineeringComputer networksDevelopment of computer programsTechnological innovationsInvestigationsAnalysisAvailable bandwidth estimationPackage generatorIngeniería de sistemasRedes de computadoresDesarrollo de programas para computador Innovaciones tecnológicasInvestigacionesAnálisisEstimación de ancho de banda disponibleTracebandNetFP-GAlibpcapGenerador de paquetesJaimes Mejía, Manuel Fernando (2015). Estimación de ancho de banda disponible por ajuste en los tiempos de trasmisión y recepción de paquetes de prueba a través de NetFPGA. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABAli, A. A. and Lepage, F. (2007). Igmps, a new tool for estimating end-to-end available bandwidth in ip network paths. In Networking and Services, 2007. ICNS. Third International Conference on, pages 115{115. IEEE.Beheshti, N., Naous, J., Ganjali, Y., and McKeown, N. (2007). Experimenting with bu er sizes in routers. In Proceedings of the 3rd ACM/IEEE Symposium on Architecture for networking and communications systems, pages 41{42. ACM.Blanco, I., Mor an, A., Ferro, A., Zabala, L., and Pineda, A. (2012). Arquitectura de generaci on e inyecci on de tr a co sint etico con gurable en FPGA. In XXVII Simposium Nacional de la Uni on Cient ca Internacional de Radio.Botta, A., Dainotti, A., and Pescap e, A. (2010). Do you trust your software-based tra c generator? 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Estimación de ancho de banda disponible por ajuste en los tiempos de trasmisión y recepción de paquetes de prueba a través de NetFPGA

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