MODELOS ESTOC ÁSTICOS Y SIMULACIÓN

1. MODELOS ESTOCÁSTICOS Y SIMULACIÓN Modelar y simular un esquema de prioridad de un switch Rodrigo Fernández Luis Gutiérrez Gabriel Vilaboa Escuela de Ingeniería Informática, Universidad Diego Portales

2. Contenidos • Introducción: • Descripción del proyecto • Descripción general del esquema de priorización • Resultados obtenidos • Diseño del experimento • Definición de configuración • Definición de entrada de datos • Descripción herramienta generación de datos • Ejecución del experimento • Tráfico de salida • Modelo de datos de salida del switch • Modelo de simulación • Modelo de la configuración • Simulación • Medidas de desempeño • Conclusiones • Referencias bibliográficas

3. 1.1 Descripción del proyecto La idea, básicamente, es modelar y simular un esquema de prioridad determinado en un switch. Con dicha simulación se pretende realizar varias pruebas de rendimiento (benchmark), para poder comparar los resultados teóricos con los prácticos.

4. 1.2 Descripción general del esquema de priorización • El esquema a utilizar es FIFO (First in, First out), para ser comparado con el esquema del switch, del tipo WRR (Weighted Round Robin). • Características FIFO: • Almacena los paquetes cuando la red está congestionada, y una vez que ya no lo esté, los reenvía según el orden de llegada. • Una sola cola, paquetes no tienen prioridad. • FIFO es el método mas rápido de colas, es efectivo para un gran número de conexiones que tienen poco atraso y mínima congestión. Si la red tiene poca congestión, el método de colas FIFO es lo único que se necesita usar.

5. 1.3 Resultados obtenidos • Los valores calculados de la simulación son acordes al momento de compararlos con los valores teóricos. • La simulación se comporta como una distribución beta, obteniendo los resultados similares.

6. 2.1 Definición de configuración Servidor: configuración de IP, puerto y protocolo

7. 2.1 Definición de configuración Cliente de voz: Ingresar IP

8. 2.1 Definición de configuración Cliente de voz: Generar paquetes de voz

9. 2.1 Definición de configuración Cliente de voz: Ver estadísticas

10. 2.1 Definición de configuración Cliente de datos: Ingresar IP

11. 2.1 Definición de configuración Cliente de datos: Generar paquetes de voz

12. 2.1 Definición de configuración Cliente de datos: Configurar función del tiempo

13. 2.1 Definición de configuración Cliente de datos: Ver estadísticas

14. 2.2 Definición de entrada de datos • Cliente 1 envía datos en intervalos dados por una función exponencial de parámetro 5. • Cliente 2 envía datos de forma constante con un intervalo de 20 milisegundos.

15. 2.3 Descripción herramienta generación de datos • Se usa Lantraffic para la generación de datos: • Para voz • Comportamiento constante • Tipo VozIP • Paquetes de 92 bytes • 1 paquete cada 20 milisegundos • Por lo tanto 50 paquetes por segundo • Para datos: • comportamiento exponencial (alpha=5) • Tipo Data • Paquetes de 2300 bytes • 1 Paquete cada 0.2 milisegundos

16. 3.1 Tráfico de salida • Gráfico muestras obtenidas vs. frecuenciade los datos obtenidos de las simulación

17. 3.1 Tráfico de salida • Gráfico de la distribución beta teórica conalpha = beta = 0,706

18. 3.1 Tráfico de salida • Gráfico frecuencia acumulada de la simulación y la teoría (distribución beta)

19. 3.2 Modelo de datos de salida del switch • 281 muestras obtenidas vs. throughput (datos + voz)

20. 4.1 Modelo de la configuración • Un servidor • Dos clientes: • Cliente 1: Datos • Cliente 2: VozIp

21. 4.2 Simulación 1) Tiempo de llegada VOZ y Puerto 1 con 8 colas

22. 4.2 Simulación 2) Paquetes de VOZ servidos y flujo de salida

23. 4.2 Simulación 3) Tiempo de llegada DATOS y Puerto 2 con 8 colas

24. 4.2 Simulación 4) Paquetes de DATOS servidos y tiempo de servicio servidor

25. 4.3 Medidas de desempeño • Throughput acumulado Empírico

26. 4.3 Medidas de desempeño • Throughput acumulado Simulado (iThink)

27. 4.3 Medidas de desempeño • Jitter • Voz • Promedio: 0,1988205 (ms) • Máximo: 20,2 (ms) • Datos • Promedio: 0,09726075 (ms) • Máximo: 3,442 (ms)

28. 4.4 Conclusiones • En base a las medidas de desempeño: • Throughput acumulado Se puede ver que el comportamiento de la función empírica y simulada son similares • Jitter El valor obtenido como promedio es menor al tiempo promedio de llegada entre paquetes de cada tipo, esto quiere decir que en condiciones óptimas no habrá congestión. Sin embargo, el valor máximo en ambos casos sobrepasa al tiempo de llegada entre paquetes, provocando una congestión leve en los paquetes de voz y una un poco mayor en los de datos.

29. 5 Referencias bibliograficas. • La cátedra vista en clases. • Los apuntes y ejercicios de iThink vistos en clases. • Versión online de este documento (.PPT y .PDF) y de la simulación en iThink (.ITM) en: http://udp.vilaboa.cl/ramos/modelos/