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UFPA PPGCC LPRAD 2014-02 - Edinaldo La-Roque - OPNET - Apresentacao do Simulador Discreto - 20140929-2023

  1. 1. LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará O Simulador Discreto OPNET Modeler Edinaldo João Costa de La-Roque edinaldo.laroque@gmail.com Mestrando Orientador: Prof. Dr. Carlos Renato Lisboa Francês Co-Orientador: Msc. Carlos Patrick Alves da Silva setembro/2014 http://www.lprad.ufpa.br
  2. 2. 2 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará Agenda 1. Introdução 2. Modelos de Redes 3. Modelos de Nós 4. Modelos de Processos 5. Modelos de Links 6. Tipos de Saída do Simulador 7. Execução de Simulação 8. Conclusão Referências http://www.lprad.ufpa.br
  3. 3. 3 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 1. Introdução O OPNET Modeler é um software simulador de eventos discretos, padrão de mercado, voltado para redes de computadores, com o seguinte fluxo de uso: 1. Modelagem • Redes • Nós de rede • Processos • Links 2. Simulação • Redes cabeadas • Redes sem fio • Cenários realísticos 3. Obtenção e Análise dos Resultados • Seleção de estatísticas • Exportação de resultados para arquivos texto ASCII e planilhas • Análise gráfica de resultados http://www.lprad.ufpa.br
  4. 4. 4 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 2. Modelos de Rede • Os modelos de rede consistem de subredes, nós e links; • Os nós representam dispositivos ou grupos de dispositivos (servidores, estações de trabalho, roteadores, LANs, nuvem IP, etc); • Os links representam ligações ponto-a-ponto, barra ou rádio enlace; • Modelos especializados (disponibilizados mediante aquisição de licença): IPv6, MPLS, PNNI, UMTS, WiMAX, LTE, ZigBee, etc; • Modelos de dispositivos genéricos e modelos de fabricantes: http://www.lprad.ufpa.br
  5. 5. 5 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 3. Modelos de Nós Os modelos de nós incluem: • Processadores: recebem entrada, processam e geram saída, sem armazenamento, e são completamente programáveis (código-fonte pode ser modificado); • Filas: processadores com funcionalidades de bufferização e manipulação de coleção de pacotes de dados; • Transceptores: interfaces dos nós e entre nós (fluxo de pacotes ou feedback estatístico). nó de rede http://www.lprad.ufpa.br
  6. 6. 6 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 3. Modelos de Nós (2) Atributos dos objetos: controlam os aspectos comportamentais dos objetos. http://www.lprad.ufpa.br
  7. 7. 7 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 4. Modelos de Processos Componentes de modelos de processos: • Diagramas de transição de estado; • Blocos de código C/C++; • Chamadas de procedimentos do kernel OPNET; • Variáveis de estado e variáveis temporárias. http://www.lprad.ufpa.br
  8. 8. 8 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 5. Modelos de Links Modelam os efeitos da camada física entre os nós, como: vazão, delay, ruído, etc. SONET/OC192: Link óptico síncrono de 10 Gbps (OC192 = 51,84 Mbps x 192 = 9.953,28 Mbps) http://www.lprad.ufpa.br
  9. 9. 9 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 6. Tipos de Saída do Simulador São 4 os tipos de saída de uma simulação com OPNET: 1. Vetores • Lista de pares tempo-valor. 2. Estatísticas escalares • Lista de valores que dependem de entradas paramétricas; • Não plotáveis ao longo do tempo. 3. Animações • Fluxos de pacotes; • Movimentação dos nós; • Inspeção de variáveis em tempo de execução (modo depuração). 4. Gráficos • Comparação entre cenários simulados (baseline versus cenários modificados); • Uso de distribuições de probabilidade para representar os dados (FDP, CDF, PMF, etc); • Estudos paramétricos (exemplo: throughput versus qualidade de sinal). http://www.lprad.ufpa.br par: tempo-RSRQ nº eventos / seed
  10. 10. 10 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação Coleta de Estatísticas - Modos: • Normal: cada ponto é coletado a partir de uma estatística; • Amostra: dados coletados de acordo com intervalo de tempo ou número de amostras definidos pelo usuário; • Bucket: todos os pontos de dados de um bucket são coletados e processados de acordo com um parâmetro definido pelo usuário (Max, Min, Sum, Count, Sample Mean, Time Average, Sum/Time, Summary). http://www.lprad.ufpa.br
  11. 11. 11 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (2) Configurando a simulação Os cenários fornecem automaticamente uma duração e um seed para o pseudo-gerador de números aleatórios. A entrada de vários seeds provoca múltiplas simulações, necessários para obter intervalos de confiança (nível de confiabilidade de estimativa). OPNET Debugger (ODB) O modo de depuração pode ser ativado para execução passo-a-passo da simulação, bem como para a inspeção de variáveis. http://www.lprad.ufpa.br
  12. 12. 12 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (3) Executando a simulação A janela de progresso mostra o tempo transcorrido, o tempo simulado, o número de eventos simulados, a velocidade média da simulação em eventos/segundos, etc. http://www.lprad.ufpa.br
  13. 13. 13 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (4) Modo de depuração - Inspecionando eventos • A animação pode visualizada tanto durante quanto após a simulação; • A simulação pode ser pausada para que se possa inspecionar atributos, eventos, pacotes e fluxos de transmissão de dados. http://www.lprad.ufpa.br
  14. 14. 14 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (5) Modo de depuração - Inspecionando pacotes No modo de depuração, o conteúdo dos pacotes pode ser visualizado em tempo de execução. Filtros podem ser aplicados para selecionar o que se deseja inspecionar. http://www.lprad.ufpa.br
  15. 15. 15 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (6) Visualizando resultados Somente as estatísticas selecionadas durante a configuração da simulação serão disponibilizadas para visualização. http://www.lprad.ufpa.br
  16. 16. 16 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (7) Visualizando resultados (2) Várias distribuições disponíveis para apresentação dos resultados. http://www.lprad.ufpa.br
  17. 17. 17 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (8) Seeds aleatórios versus Experança (média) • Elementos modelados estocasticamente dependem de uma fonte geradora de números aleatórios, a partir da qual baseam seus comportamentos; • Os elementos podem incorporar a variabilidade através de ações e decisões apropriadas, à medida em que são tomadas; • Quanto maior o número de simulações, mais os resultados se aproximam do comportamento típico (médio) de um sistema real. http://www.lprad.ufpa.br
  18. 18. 18 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (9) Intervalos de confiança • Associação de probabilidades a um conjunto de saídas (carga de tráfego, erro de bit, etc); • Intervalos de confiança indicam a confiabilidade de uma estimativa, com base em um experimento ou uma série de experimentos aleatórios; • Determinam se os valores coletados podem ser usados de maneira confiável para fazer declarações sobre o comportamento típico de um sistema modelado. Exemplo: Pode-se encontrar o parâmetro x entre um par de pontos extremos estocásticos, com uma probabilidade de 95%. http://www.lprad.ufpa.br
  19. 19. 19 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (10) Múltiplas simulações No OPNET Modeler, as múltiplas simulações podem ser executadas de três maneiras: 1. Sequencial: licença única de runtime; 2. Paralela: na mesma máquina, exigindo uma única licença runtime (os modelos precisam ser codificados para simulação paralela); 3. Distribuída: múltiplas simulações automaticamente distribuídas por entre múltiplas máquinas, usando múltiplas licenças runtime ou uma licença de site. http://www.lprad.ufpa.br
  20. 20. 20 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 7. Execução de Simulação (11) Estudo paramétrico Pela média amostral, pode-se afirmar que o throughput oscilou entre 0,6 e 1,6 Mbps quando a qualidade de sinal (RSRQ) se manteve entre -0,8 e -0,7, aproximadamente. Para um RSRQ abaixo de -0,8, o throughout foi inferior a 0,6 Mbps para as 30 simulações. 30 simulações com seeds diferentes Eixo X: Throughput Eixo Y: RSRQ (qualidade sinal) Região de melhor vazão do sistema para este caso específico http://www.lprad.ufpa.br
  21. 21. 21 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará 8. Conclusão OPNET Modeler é um software simulador discreto para redes de computadores, com modelo de licenciamento comercial (software proprietário), tendo como principais características: 1. Interface gráfica amigável de alta produtividade; 2. Modelagem de cenários realísticos; 3. Modelos de dispositivos genéricos, bem como modelos específicos de fabricantes; 4. Permite o planejamento, a criação, implantação e testes de novos modelos de dispositivos, protocolos, tecnologias, etc; 5. Software bem documentado por vídeos, documentos escritos e no código-fonte; 6. Permite inspeção dinâmica de atributos do ambiente em simulação (em tempo de execução); 7. Gera resultados em forma de vetores, números escalares, animações e gráficos; 8. Permite estudos paramétricos; 9. Permite execução paralela distribuída por várias máquinas. http://www.lprad.ufpa.br
  22. 22. 22 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará Referências OPNETWORK 2012 - Session 1572 - Introduction to OPNET Modeler - R&D Solutions for Commercial and Defense Networks. http://www.lprad.ufpa.br
  23. 23. 23 LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação UFPA - Universidade Federal do Pará Perguntas? http://www.lprad.ufpa.br

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