MSc. Jorge Crespo Torres “Prácticas de Laboratorios basadas en simulación de LAN para las asignaturas de Telemática”

2 Introducción. Situación Problémica Las asignaturas Telemática I (pregrado) y LAN (postgrado), se enfrentan con el problema de lo abstracto y de difícil comprensión que pueden resultar algunos de sus temas para los estudiantes, además de presentar una gran carga teórica. Una posible solución a este problema sería la implementación de laboratorios con equipamiento real, pero esto es muy complejo desde el punto de vista técnico - económico ya que el equipamiento suele ser caro, muy cambiante, y es imposible abarcar todos los casos de estudio.

3 Solución Propuesta Por tal razón, se propone el uso de programas de simulación de redes que permitan simular el funcionamiento de las mismas y poder experimentar con diferentes casos de estudio y soluciones.

4 Objetivos 1.Resolver los problemas de falta de laboratorios de Redes en las asignaturas Telemática I (pregrado) y LAN (postgrado) facilitando el proceso de aprendizaje de los estudiantes. 2.Estudiar y analizar el simulador OPNET IT Guru y su variante OPNET IT Guru Edición Académica. 3.Instalar y configurar el simulador OPNET IT Guru Edición Académica.

5 Objetivos 4.Proponer escenarios de trabajo para emplear en laboratorio de LAN. 5.Configurar y simular con el OPNET IT Guru Edición Académica los escenarios propuestos. 6.Generar un documento guía para prácticas de laboratorio de LAN.

6 Simuladores de Redes de Computadoras FLAN Simured REAL NS SilverCreek NETSIM 3.1 de MIT NIST INSANE OPNET

7 Productos de OPNET SP Guru Netbiz Modeler IT Guru WDM Guru

8 Metodología para la realización de prácticas  Las interrogantes que se plantean.  Las hipótesis que se quieren demostrar.  Las distintas posibilidades, variantes o escenarios a considerar. Objetivos. Descripción. Modelación de los escenarios previstos. Cuestiones.

9 Metodología para la realización de prácticas  Definición teórica del ambiente de trabajo propuesto.  Definición de los escenarios de trabajo que se desean simular. Objetivos. Descripción. Modelación de los escenarios previstos. Cuestiones.

10 Metodología para la realización de prácticas Objetivos. Descripción. Modelación de los escenarios previstos. Cuestiones.

11 Metodología para la realización de prácticas Objetivos. Descripción. Modelación de los escenarios previstos. Cuestiones.  Proponer variantes de escenarios a través de la variación de parámetros incluidos en el simulador.  Proponer variantes de escenarios a través de la inclusión de nuevos dispositivos o elementos de red.

12 Práctica de Laboratorio #1 Mostrar los fundamentos básicos del uso de OPNET IT Guru Edición Académica. El alumno aprenderá a instalar y ejecutar OPNET IT Guru Edición Académica, se familiarizará con algunas de las preferencias. Se practicará con el software por medio de un ejemplo sencillo. Objetivos: Descripción:

13 Práctica de Laboratorio #1 Presentación del IT Guru Edición Académica. Zonas de la ventana del Editor de Proyectos. El Editor de Proyectos permite construir un modelo de red, seleccionar las estadísticas a recoger, ejecutar la simulación y ver los resultados.

14 Práctica de Laboratorio #1 Red del primer piso Selección de estadísticas a recoger Se pueden recoger estadísticas de los nodos individuales de la red (object statistics) o de la red entera (global statistics).

15 Práctica de Laboratorio #1 Carga del servidorRetardo de Ethernet El valor pico de la carga en el servidor está por debajo de 6000 bits/segundo, luego que la red alcanza un estado estable el máximo retardo es de aproximadamente 0.4 milisegundos.

16 Práctica de Laboratorio #1 Ampliación de la red del primer piso. Comparación de la carga del servidor. Notar como el valor pico de la carga en el servidor aumenta drásticamente por encima 9000 bits/segundo al expandirse la red.

17 Práctica de Laboratorio #1 Comparación de la carga media Comparación del retardo ethernet Notar que aunque la carga media del escenario expansión es mayor, la carga entera aparece bastante nivelada y el retardo se mantiene, lo que indica que la red en sí es estable.

18 Práctica de Laboratorio #1 Cuestiones: Duplicar el escenario original (primer_piso). Expandir la red del segundo piso pero esta vez con 30 nodos. Simular y comparar los gráficos de carga y retardo de este nuevo escenario con los escenarios del primer piso y de la primera expansión.

19 Práctica de Laboratorio #2 Objetivos: Continuar mostrando las capacidades de la herramienta OPNET IT Guru Edición Académica. Estudiar y analizar las prestaciones de un enlace con Internet para determinar el efecto de cambiar la velocidad contratada con un ISP sobre las prestaciones de las aplicaciones que se ejecutan en una red doméstica.

20 Práctica de Laboratorio #2 Descripción: Analizar una red modelada de 3 PCs domésticas conectadas a Internet donde se ejecutan aplicaciones de juegos, navegación, correo electrónico por Internet, streaming de audio y transferencia de ficheros (FTP). Evaluar una serie de escenarios para analizar como varían las prestaciones de la red doméstica cambiando la velocidad del enlace.

21 Práctica de Laboratorio #2 Red doméstica propuesta con conexión a Internet Para cada aplicación se puede definir el patrón de tráfico que esta va a inyectar en la red (Ej.: Tráfico ligero de Web y Tráfico pesado de Web).

22 Práctica de Laboratorio #2 Configuración del enlace WAN a 20 Kbps simulando módem telefónico de baja velocidad (esta es una velocidad real que se alcanza para un módem de baja velocidad). Configuración del enlace WAN a 20 Kbps.

23 Práctica de Laboratorio #2 Utilización del enlace WAN de 20 Kbps y tiempo de respuesta del cliente http. La utilización del enlace de bajada está sobre el 80%, mientras que el de subida ronda el 2% y el tiempo de respuesta que el usuario experimenta está entre 5 y 7,5 seg.

24 Práctica de Laboratorio #2 Utilización del enlace WAN de 40 Kbps y tiempo de respuesta del cliente http. Ahora la utilización del enlace se ha reducido a la mitad y el tiempo de respuesta de la aplicación Web se ha reducido de 6 segundos en el escenario anterior a unos 2 segundos en este.

25 Práctica de Laboratorio #2 Utilización del enlace WAN de 512 Kbps y tiempo de respuesta del cliente http. La utilización del enlace ha disminuido a un 4% y el tiempo de respuesta de la Web ha bajado a 0.15 segundos.

26 Práctica de Laboratorio #2 Comparación de la utilización del enlace WAN y el promedio del tiempo de respuesta del cliente http. Al incrementase el ancho de banda del enlace, la utilización disminuye y el tiempo de respuesta mejora. Sin embargo, el tiempo de respuesta y la utilización apenas varían entre los enlaces de 512 Kbps y T1.

27 Práctica de Laboratorio #2 Cuestiones: Análisis de las estadísticas productividad (throughput) y retardo de permanencia en cola del enlace WAN (queueing delay) para los cuatro escenarios y descripción de conclusiones. Añadir dos PC más y simular para ver como se comportan las prestaciones de los enlaces y de las otras PC. Añadir más aplicaciones al PC Researcher y analizar el comportamiento del tiempo de respuesta.

28 Conclusiones El uso de la simulación facilita la mayor comprensión y asimilación posible de los contenidos de las asignaturas Telemática I (pregrado) y LAN (postgrado). En los escenarios modelados y simulados, se obtuvieron resultados satisfactorios que concuerdan con la base teórica correspondiente, favoreciéndose así el proceso de aprendizaje y de comprensión de los estudiantes.

29 Conclusiones Como resultado principal de este trabajo se obtuvo un documento guía para prácticas de laboratorio de redes LAN el cual es de fácil compresión y ejecución para los alumnos si se siguen las instrucciones cuidadosamente. Este documento se comenzó a usar el 16 del mes mayo en la maestría de Telemática obteniendo ya resultados satisfactorios y ya se está usando en pregrado el curso

30 Conclusiones Se recomienda incrementar el número de prácticas del manual, para de esta forma asimilar nuevos contenidos no abordados en las prácticas ya propuestas. Se recomienda la extensión de estas prácticas de laboratorio con el simulador OPNET IT Guru Edición Académica a la asignatura de Redes de Telecomunicaciones de 5to año.

31 !!!Muchas Gracias!!!