Analýza vlastností generátorov prevádzkových tokov v simulačnom prostredí NCTUns

	Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne Fakulta Mechatroniky
	Analýza vlastností generátorov prevádzkových tokov v simulačnom prostredí NCTUns zadanie práce Diplomová práca

Autor:	Bc. Tomáš Gavenda
Pedagogický vedúci:	Ing. Ján Žabka, CSc.
Študijný odbor:	Mechatronika
Akademický rok	2009/2010

Obsah práce

1.	WDM optické siete
2.	Sieť OBS
3.	Simulačné prostredie NCTUns
4.	Simulácia v NCTUns
5.	Vyhodnotenie simulácie vlastností generátorov prevádzkových tokov

Abstrakt Cieľom tejto diplomovej práce bolo overiť korektnosť implementácie generátorov prevádzkových tokov v OBS sieti. Práca bola realizovaná v simulačnom prostredí NCTUns, pre ktoré som vytvoril metodiku práce. Samotnému overeniu predchádzajú kapitoly 1 až 3, ktoré sú nevyhnutným úvodom do problematiky OBS sietí a súčasne sú predstavením prostredia NCTUns. Nasledujú samotné simulácie. Vyhodnotenie simulácií je spracované štatisticky aj graficky. Z výsledkov simulácii som vyvodil nakoniec záver.

Abstract The main purpose of this diploma thesis was to perform and verify the implementation the traffic generators inside the OBS network. This work was realized in the simulation settings of NCTUns for which there was created a work methodology. The verification itself is preceded by chapters 1 to 3. These are essential to introduce the OBS networks and the NCTUns. Then, the simulations follow. The results of these simulations were processed statically and graphically. In the final part, there was drawn a conclusion from the results of the simulation.

Úvod

Stanoveným cieľom tejto diplomovej práce je verifikovať a analyzovať generátory sieťovej prevádzky. Pod pojmom generátor sieťovej prevádzky je možné predstaviť si entitu v sieti, ktorá je schopná generovať a posielať informácie podľa určených pravidiel. Pravidlá charakterizujúce generátor sieťovej prevádzky môžu byť veľkosť odoslaných dát alebo časový sled odosielania a.i. Každý generátor je charakterizovaný inými odlišnými parametrami, ktoré je možné meniť a tým meniť tok sieťovej prevádzky.

Simulácia bude realizovaná v simulačnom a vývojovom prostredí NCTUns verzia 6 , ktoré je možné spustiť pod operačnými systémami Linux. Podporované sú rôzne distribúcie, avšak pre tento projekt som vybral distribúciu Fedora 11 Leonidas z dôvodu jej predošlej znalosti. Práve licenčná nenáročnosť OS a vývojového prostredia hrala nemalú úlohu pri voľbe práce. Ďalším podstatným dôvodom pre voľbu bol a naďalej je môj pretrvávajúci záujem o oblasť sieťového inžinierstva, kam je možné zaradiť túto prácu.

Výsledky práce budem analyzovať v štatistike veľmi známou Metódou dobrej zhody. Oblasť využitia tejto metódy je nespočetná, od biochémie, biomedicíny, elektroniky, informatiky atď., uplatnenie tejto metódy je vo všetkých disciplínach, v ktorých overujeme korektnosť získaných výsledkov. Pevne verím, že analyzovanie výsledkov zo simulácií pomocou Testu dobrej zhody pomôže s implementáciu generátorov sieťovej prevádzky v prostredí NCTUns pre budúce verzie tohto prostredia.

WDM optické siete

Výhody optických sieti sú veľmi známe, avšak najväčší rozmach prišiel s inováciou Wavelength-division Multiplexing (WDM), kde bol plne realizovaný potenciál optického vlákna. Vývoj WDM optických sietí je znázornený na obrázku č. 1.

Obrázok 1: Vývoj optických sietí

WDM siete sú typu point to point, kde je nutná konverzia signálu z optického na elektrický a späť na optický. Tento proces nazývame optical – electrical – optical (OEO). WDM siete patria do kategórie All optical networks (AONs), kde dáta tečú cez optické vlákno. Odstránením, eliminovaním prechodov typu OEO zvýšime kvalitu prenášaného signálu. AONs môžu byť nasledovne kategorizované:

1. Wavelength-routed networks (WRNs) (viac 1.1)
2. Optical burst switched networks (OBSNs) (viac 1.2)
3. Optical packet switched networks (OPSNs) (viac 1.3)

Optické siete s prepojovaním vlnových dĺžok

Evolúcia optických sietí začala s WRNs, ktoré pracujú na báze kruhových spojení nazývané lightpaths. Pre všetky optické siete je typické, že je limitujúca vlnová dĺžka na optické vlákno. Vo väčších WRN má za následok limitujúca vlnová dĺžka nemožnosť vytvoriť úplný tok lightpath medzi všetkými užívateľmi v sieti. V každej WRN topologii musí byť riešený problém routing and wavelength allocation (RWA), teda smerovanie a alokovanie vlnovej dĺžky. [1]

Optické siete s prepojovaním paketov

V OPSNs je sieťová prevádzka prepravovaná v optických paketoch. Riadiaca informácia je získaná a spracovaná pomocou elektronickej domény pre každý uzol. Tento spôsob je výhodný, pretože je známe, že siete využívajúce elektronické pakety sú charakterizované veľkou priepustnosťou a jednoduchou adaptáciu na zahltenie a oneskorenie. Avšak problémom OPSNs je nedostatok praktického využitia optickej technológie. [1]

Optické siete s prepojovaním zhlukov

V OBS sú dáta preposielané ako zhluky s variabilne vygenerovanou veľkosťou, zhluk takýchto dát nazývame burst. Práve vďaka variabilnej veľkosti paketových zhlukov môže byť OBS technológia vnímaná ako vrstva medzi OPSNs a WRNs. Trvanie takýchto paketových zhlukov je veľmi krátke, naproti tomu v OPSNs môže paketový zhluk trvať i niekoľko mesiacov. V OBS sú veľké rozdiely medzi kontrolou a dátami, čo ju robí veľmi flexibilnou. [1]