Transmisión de datos

Práctica sobre ATM
  1. Objetivo de la Práctica
  2. Descripción del entorno
  3. Instalación de la tarjeta ATM en el PC
  4. Instalación de clientes CLIP
  5. Analisis de prestaciones de conexiones CLIP
  6. Medida de prestaciones: NETPIPE
  7. Algunas referencias
  8. Evaluación de la Práctica
  9. GRUPOS DE PRACTICAS Y PARRILLA

1. Objetivo

El objetivo de la práctica será que el alumno realice la instalación de una tarjeta ATM, configure sobre ella una red clasical IP, y analice de prestaciones de dicha red.

2. Descripción del entorno de trabajo

En el Laboratorio Multimedia del área de Ingeniería Telemática (aula  1.0C02) se dispone de un entorno de red ATM basado en un conmutador ForeRunnerLE, con la siguiente configuración: Las prácticas se realizarán en windows 95 para ello al arrancar los PC's se debe elegir la opción del menú número 6 (MS-DOS).

Las redes IP definidas son:

La figura muestra la configuración del laboratorio. Para cada uno de los puestos tiene indicada la dirección IP sobre ethernet, la dirección IP sobre ATM (red CLIP) y el número de puerto al que está conectado al conmutador ATM.

3. Instalación de la tarjeta ATM en el PC.

Al iniciar la práctica debe comprobar que el sistema operativo no tiene ninguna información de configuración relativa a las tarjetas ATM, y en caso de que si que la tenga deberá eliminarla. Con este fin acceda a Panel de Control -> Red.
Una vez eliminada la configuración ATM, al arrancar windows el gestor de Plug and Play informará de que se ha encontrado nuevo hardware.

El primer dispositivo reconocido es la tarjeta PCI (PCI Card). El gestor de Plug and Play ofrecerá la opción de instalar un controlador para el dispositivo. Acepte esa opción, y especifique el siguiente directorio: c:\fore2\win95. El fichero de instalación es netfore.inf. En caso de aparecer dispositivos adicionales, de momento no los instale.

Para aquellos ficheros relacionados con el software de red de Windows 95, realmente no hace falta insertar nuevamente el CD del sistema operativo, ya que el sistema los tiene ya en sus directorios. En estos casos, cuando no se localice uno de estos ficheros, buscarlo en c:\windows o en c:\windows\system.

Una vez que se entra en el sistema, se puede comprobar si la tarjeta se ha instalado correctamente. Examinar Panel de Control -> Red y comprobar si aparece el adaptador  forerunner PCA-200E PC PCI.

4. Instalación de clientes CLIP.

Se llevará aquí a cabo la instalación de clientes que usen IP clásico sobre ATM. También se llama modo "nativo", y requiere de un servidor de ARPs en la red para la asociación de direcciones IP a direcciones ATM. Dicho servidor de ARPs, en la configuración del laboratorio, también se encuentra localizado en el conmutador.

Para que posteriormente no confunda el TCP/IP directo sobre la tarjeta, con el TCP/IP sobre clásical IP.  Se recomienta que elimine el protocolo TCP/IP -> over forerunner PCA-200E PC PCI adapter.

Para usar el modo CLIP es preciso instalar un driver más. Para ello, vaya a Panel de Control->Red->Adaptador->Agregar. Busque los adaptadores en c:\fore2\win95 y seleccione ForeRunner IP over ATM (rfc 1577).
Una vez instalado, deberá configurar toda la información relevante accediendo a las propiedades de dicho adaptador, como se resume a continuación:

CONFIGURACIÓN DEL CLIENTE CLIP

En primer lugar, configure en el adaptador Forerruner IP over ATM, el servidor ARP (botón propiedades). En la pestaña adapter configuration debe elegir los siguientes valores:
*ARP server: manually set
*ARP connection: persistent
*CLIP adapter: Identifier: 1
*La dirección ATM del servidor ARP es la siguiente:
Prefix: 47.00.05.80.ff.e1.00.00.00.f2.0f.01.83
ESI: 00.20.48.0f.01.83
Selector: 00

En segundo lugar, consulte la configuración del laboratorio para averiguar la dirección IP, sobre ATM que tiene asignada su estación, y utilicela para configurar el correspondiente protocolo (TCP/IP -> Forerunner IP over ATM).
Después de realizada la configuración:
Q1: Abrá una ventana MSDOS y utilice el comando "route PRINT" para ver la tabla de encaminamiento. ¿Que interfaz utilizará su máquina si usted hace un ping a la dir 163.117.144.25? ¿y si lo hace a la dirección 163.117.144.54?

La tarjeta dispone de un "monitor" que comprueba el estado actual de la tarjeta. El programa se arranca en Panel de Control -> InFOREmation Center.  permite identificar problemas en la tarjeta o en los protocolos CLIP. Consulte el monitor para contestar las siguientes cuestiones:

Q1: ¿Cuál es la dir ATM de su estación?
Q2: ¿Cuántos SVC tiene establecidos su cliente CLIP y con quién?
Q3: ¿Cuántos PVC tiene establecidos su cliente CLIP y con quién?
Q4: ¿Qué VCI está utilizando para la señalización UNI?
Q5: ¿Qué versión de UNI está utilizando?
 

5. Análisis de prestaciones de Conexiones CLIP

En el entorno CLIP es posible utilizar dos modos de trabajo :

  1. Circuitos virtuales conmutados (SVC). No se encuentran configurados previamente, sino que los clientes deben establecerlos cuando hay tráfico y no hay ninguna conexión previa con el destino.
  2. Circuitos virtuales permanentes (PVC). Se encuentran configurados en el conmutador. En los clientes únicamente hay que indicar los identificadores (VPI/VCI) de cada circuito virtual.
Comunicación con otra estación (Configuración basada en SVC).
Esta parte de la práctida debe debe realizarla de forma conjunta con otro equipo de prácticas.

1) Conectividad

Para probar la conectividad haga ping a la máquina del otro grupo de prácticas.
Q6: ¿el ping le mando un primer mensaje Time-out expired? Repita el ping ¿le volvió a salir el mensaje? ¿a qué se debe esto?

2) Prestaciones TCP/IP sobre ATM

Deberá estimar las prestaciones de la red CLIP corriendo el programa de medida de prestaciones "netpipe" en ambos PCs, en uno como cliente y en otro como servidor. (Vea el apartado final para consultar el manejo del "netpipe)

Q7: Utilice los datos obtenidos por el netpipe para obtener gráficas de rendimiento y analízelas.

3) Prestaciones TCP/IP sobre Ethernet

Deberá estimar las prestaciones de la red Ethernet corriendo el programa de medida de prestaciones "netpipe" en ambos PCs, en uno como cliente y en otro como servidor. (Vea el apartado final para consultar el manejo del "netpipe).
Asegurese que está utilizando el interfaz ethernet (por ejemplo, compruebe que el tráfico generado por netpipe no aparece en el monitor  InFOREmation Center o  desconecte el cable de la tarjeta atm)

Q8: ¿Su tarjeta ethernet está operando a 10 Mbps ó 100 Mbps? Si no lo sabe mire en la parte trasera del ordenador donde está ubicada  la tarjeta Ethernet y de acuerdo con los LEDs averiguelo.
Q9: Utilice los datos obtenidos por el netpipe para obtener gráficas de rendimiento y analízelas.

Comunicación con el servidor (Configuración basada en PVC).

El conmutador tiene preconfigurados unos circuitos virtuales de acuerdo con la siguiente información:
 
ATM If (in) VPI VCI ATM If (out) VPI VCI Serv. Category Prt.
1B1 0 100 1C1 0 200 UBR PVC
1B1 0 300 1A4 0 400 CBR PVC
1B2 0 106 1B4 0 206 UBR PVC
1B2 0 306 1B4 0 406 CBR PVC
  0   0
1D2 0 105 1A6 0 205 UBR PVC
1D2 0 106 1A7 0 206 UBR PVC
1D2 0 107 1A8 0 207 UBR PVC
1D2 0 108 1B1 0 208 UBR PVC
1D2 0 109 1B2 0 209 UBR PVC
1D2 0 110 1B3 0 210 UBR PVC
1D2 0 111 1B4 0 211 UBR PVC
1D2 0 112 1B5 0 212 UBR PVC
1D2 0 113 1B6 0 213 UBR PVC
1D2 0 114 1B7 0 214 UBR PVC
1D2 0 115 1B8 0 215 UBR PVC
1D2 0 116 1C1 0 216 UBR PVC
1D2 0 117 1C2 0 217 UBR PVC
1D2 0 118 1C3 0 218 UBR PVC
1D2 0 119 1C4 0 219 UBR PVC
1D2 0 120 1C5 0 220 UBR PVC
1D2 0 121 1C6 0 221 UBR PVC
1D2 0 122 1C7 0 222 UBR PVC
1D2 0 123 1C8 0 223 UBR PVC
ATM If (in) VPI VCI ATM If (out) VPI VCI Serv. Category Prt.
1A4 0 200 1B2 0 100 UBR PVC
1A4 0 400 1b2 0 300 CBR PVC
1B4 0 206 1B2 0 106 UBR PVC
1B4 0 406 1B2 0 306 CBR PVC
0 0
1A6 0 205 1D2 0 105 UBR PVC
1A7 0 206 1D2 0 106 UBR PVC
1A8 0 207 1D2 0 107 UBR PVC
1B1 0 208 1D2 0 108 UBR PVC
1B2 0 209 1D2 0 109 UBR PVC
1B3 0 210 1D2 0 110 UBR PVC
1B4 0 211 1D2 0 111 UBR PVC
1B5 0 212 1D2 0 112 UBR PVC
1B6 0 213 1D2 0 113 UBR PVC
1B7 0 214 1D2 0 114 UBR PVC
1B8 0 215 1D2 0 115 UBR PVC
1C1 0 216 1D2 0 116 UBR PVC
1C2 0 217 1D2 0 117 UBR PVC
1C3 0 218 1D2 0 118 UBR PVC
1C4 0 219 1D2 0 119 UBR PVC
1C5 0 220 1D2 0 120 UBR PVC
1C6 0 221 1D2 0 121 UBR PVC
1C7 0 222 1D2 0 122 UBR PVC
1C8 0 223 1D2 0 123 UBR PVC

Averigue en la figura de configuración del laboratorio en cuál puerto del conmutador está conectado su PC. Conociendo la anterior información, configure en su PC los circuitos permanentes necesarios que permitan la comunicación con el servidor ATM.

1) Conectividad

Para probar la conectividad haga ping al servidor
Q6: ¿cuál es la dirección ATM del servidor?

2) Compruebe en el iNFOREmation center que está utilizando un PVC

2) Prestaciones de acceso a servicios

La dirección 163.117.144.57 corresponde a una máquina en la que corre un servidor de FTP al que puede acceder para traer ficheros y evaluar las prestaciones de este servicio. Lo puede hacer de la siguiente forma: abra una ventana DOS, y teclee los siguientes comandos:

ftp 163.117.144.57

user: anonymous

password: <su dirección de e-mail>

bin

get NOMBRE_DE_FICHERO nul

quit

Q8: ¿Analize las prestaciones obtenidas?

3) Comunicación con el servidor por un SVC

Elimine los PVC configurados en el apartado anterior. Ahora se conectará con el servidor utilizando un SVC.
Repita la transferencia de ficheros realizada.

Q8: ¿Compare las prestaciones obtenidas ahora con las obtenidas cuando utilizó un PVC? ¿A que se debe la diferencia?

6. Medida de prestaciones: NETPIPE.

En este apartado se explicará el uso del netpipe.

Introducción
Ejecución
Opciones
Resultados
Procesamiento de resultados

INTRODUCCIÓN

NETPIPE es una aplicación diseñada para evaluar prestaciones de red. La versión a usar en el laboratorio corre en PCs que dispongan del API Winsock2. Básicamente, permite configurar un flujo de paquetes entre 2 PCs y ofrece resultados sobre prestaciones de transferencia de datos entre dos aplicaciones.

NETPIPE es un programa de libre distribución, de acuerdo con lo indicado en su licencia:

NetPIPE Network Protocol Independent Performance Evaluator, Release 2.3 Copyright 1997, 1998 Iowa State University Research Foundation, Inc.
This program is free software; you can redistribute it and/or modifyit under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation.
You should have received a copy of the GNU General Public License along with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
The URL for this document: ftp://ftp.scl.ameslab.gov/pub/netpipe/README

NETPIPE evalúa las prestaciones que las aplicaciones pueden obtener de un entorno de red. En la versión que se va a utilizar aquí, las aplicaciones utilizan la torre TCP/IP de Microsoft para transferir datos sobre una red concreta .

NETPIPE evalúa el tiempo que le lleva transferir bloques de datos de un tamaño dado. Se realiza un barrido de diferentes tamaños de bloque para ver cómo afecta el tamaño al caudal de la transferencia.

EJECUCIÓN DE NETPIPE

NETPIPE es una aplicación de línea de comandos. Esto quiere decir que para ejecutarlo debe abrir una ventana DOS, y desde ella ejecutar netpipe con las opciones adecuadas.

El ejecutable de NETPIPE (netpipe.exe) se encuentra accesible en c:\atm-td. No requiere de instalación, sino que el ejecutable netpipe.exe directamente nos permite pasar pruebas.

Si desea disponer de la distribución original de netpipe, está disponible en ftp://ftp.scl.ameslab.gov/pub/netpipe. La versión que se utiliza en el laboratorio difiere únicamente en que sigue el convenio de 1 Mbps = 1000000 bps, y no 1 Mbps = 1024^2 bps como en la versión original.

NETPIPE es una aplicación cliente/servidor. Un netpipe tiene que ejecutarse en uno de los PCs en modo "receptor", y otro netpipe en el otro PC en modo "transmisor". NETPIPE dispone de una serie de opciones de arranque que permiten configurar la prueba.

OPCIONES DE NETPIPE

Las más habituales, y necesarias para ejecutar las pruebas, son:

-P Presenta en pantalla los resultados de la prueba, además de grabarlos en un fichero.
-t Selecciona el modo transmisor.
-r Selecciona el modo receptor.
-h <dirección IP> En el transmisor especifica la dirección IP del receptor.
-o <fichero> Especifica el nombre del fichero de resultados (por defecto netpipe.out)
-u <tamaño> Especifica el límite superior de tamaño de paquetes que se van a probar.

Otras opciones disponibles son:
-s Selecciona el modo "stream" frente al modo bloque (que es el modo por defecto).
-p <puerto> Selecciona el puerto sobre el que se van a hacer las pruebas.
-A <alineamiento> Especifica el alineamiento de los buffers de datos.
-O <desplazamiento> Especifica el "offset" de los datos dentro de los buffers.
-l <tamaño> Especifica el límite inferior de tamaño de los paquetes que se van a probar.
-i <incremento> Especifica el control del incremento de los tamaños de paquetes a probar.
-b <tamaño> Especifica el tamaño de los buffers de datos.

En el receptor netpipe debe arrancarse con las opción -r, para especificar que se trata de un receptor, y con las mismas opciones de control de prueba (modo, límites superior e inferior, incrementos, desplazamientos y tamaño) que se pongan en el transmisor.

En el transmisor netpipe debe arrancarse con la opción -t, para especificar que funciona como transmisor, con la opción -h para especificar la máquina destino (receptor), con la opción -o si se desea especificar un nombre de fichero de resultados específico, con la opción -P para que vaya presentando resultados en pantalla también, y con las opciones de control de prueba que se desee utilizar.

PARA LAS MEDIDAS QUE SE DEBEN HACER EN LA PRÁCTICA, LA ÚNICA OPCIÓN DE CONTROL DE PRUEBA QUE SE DEBE ESPECIFICAR (TANTO EN TRANSMISOR COMO RECEPTOR) ES -u 65539 (tamaño máximo de paquetes de 65539 octetos).

TODAS LAS DEMÁS OPCIONES DE CONTROL SERÁN LAS QUE SE TIENEN POR DEFECTO.

Por ejemplo, si se tienen dos máquinas, con direcciones 163.117.144.20 y 163.117.144.21, y deseamos evaluar las prestaciones de la red, debemos correr netpipe en una de ellas como transmisor (por ejemplo en la 163.117.144.20) y en la otra como receptor. Así, tendríamos
que hacer:

    En la 163.117.144.20: netpipe -P -t -h 163.117.144.21 -o result.txt -u 65539
    En la 163.117.144.21: netpipe -r -u 65539

Los resultados aparecerían en la máquina 192.168.0.99 en el fichero result.txt

RESULTADOS

NETPIPE genera un fichero de resultados (en modo texto) en el que las columnas representan la siguiente información:

 Tiempo de transferencia (s)    Caudal (Mbps)  Tamaño del bloque (bits)      Tamaño del bloque (octetos)        Varianza del tiempo
 

Esta información puede utilizarse para obtener gráficas de prestaciones. Por ejemplo:

Para las dos primeras gráficas, se recomienda que el eje de abscisas tenga escala logarítmica (dado que el tamaño de bloque utilizado en las transferencias NetPIPE incrementa de forma exponencial) .
Para la última, se recomienda que tanto el eje de abscisas como el de ordenadas tengan escala logarítmica.

Se puede encontrar una discusión más detallada sobre los resultados que permite obtener netpipe en la siguiente publicación (en formato postscript):
Netpipe: A Network Protocol Independent Performance Evaluator. Q.O. Snell, A.R. Mikler, J.L. Gustafson. Ames Laboratory/Scalable Computing Lab. Ames, Iowa, USA.

Se recomienda consultar las tres primeras secciones de dicha publicación.

También puede encontrarlo en (formato html): http://www.scl.ameslab.gov/netpipe/paper/full.html
 

PROCESAMIENTO DE RESULTADOS

Se recomienda que utilice el programa de dominio público wgnuplot, disponible en el directorio c:\atm-td  para procesar los resultados.

Algunos comandos wgnuplot:
 

  • Para que el eje de abscisas tenga escala logarítmica utilice el comando:

  • set logscale x
     
  • Para dibujar el caudal en función del tamaño del bloque, utilice el comando gnuplot:

  • plot "fichero-resultados-netpipe" using 4:2 with lines
     
  • Para poner etiquetas en los ejes utilice los comandos:

  • set xlabel "etiquetax" 0,0  (pone el texto etiquetax en la posición 0,0)
    set ylabel "etiquetay" 0,0  (pone el texto etiquetay en la posición 0,0)
     
  • Poner volver al visualizar el gráfico después de haber realizado algún cambio de configuración:

  • replot
     
  • Poner título al gráfico

  • set title "titulo-deseado" 0,0 (pone el titulo entre comillas en la posición 0,0)
     

    En el enlace http://www.scl.ameslab.gov/Projects/ClusterCookbook/nprun.html puede encontrar información sobre el procesamiento de los ficheros de resultados de netpipe para obtener gráficas con MS Excel, o bien con gnuplot . En general, cualquier programa de gráficos que de alguna forma pueda leer los datos de partida de un fichero de texto (como el que genera netpipe) puede servir para la obtención de gráficas de resultados.

    7. Referencias sobre ATM.

    8. Evaluación de la práctica

    Cada grupo de prácticas deberá entregar una memoria en la que se respondan a las cuestiones planteadas.
    La fecha límite de presentación de la memoria será el dia del examen de la asignatura (9 de Junio 2000)
    La practica se podrá entregar en la conserjería del edificio Betancourt en el casillero de la profesora María Calderón.
    En el examen de la asignatura (parte prácticas) se incluirá alguna cuestión sobre la práctica.