Modelado y simulación de redes. Aplicación de QoS con opnet modeler

Por José Márquez Díaz, Paul Sanmartín Mendoza y Josheff Davis Céspedes

La simulación por computadora es una de las estrategias más poderosa de las que dispone en la actualidad la ciencia para predecir sucesos en sistemas con un alto grado de complejidad. Esta obra concebida como producto de los trabajos de experimentación desarrollados por el Grupo de Investigación en Redes de Computadores e Ingeniería de Software (GReCIS) de la Universidad del Norte, a través de cursos de Calidad del Servicio y tesis de grado , tiene como objetivo apoyar a los estudiantes de Maestría en Ingeniería de Sistemas y carreras afines en la solución de problemas relacionados con la modelación y simulación de redes de computadores con aplicación de QoS.

• Idioma: Español
• Editorial: Universidad del Norte
• Fecha de lanzamiento: 1 ene 2013
• ISBN: 9789587414608

Vista previa del libro

José Márquez Díaz

Paul Sanmartín Mendoza

Josheff David Céspedes

Márquez Díaz, José.

Modelado y simulación de QoS en redes de computadores con Opnet Modeles / José Márquez Díaz, Paul Sanmartín Medoza, Josheff David Céspedes. -- Barranquilla : Editorial Universidad del Norte, 2013.

vi, 135 p. : il. ; 28 cm.

Incluye referencias bibliográficas (p. 33).

ISBN 978-958-741-374-8 (impreso)

ISBN 978-958-741-375-5 (PDF)

ISBN 978-958-741-460-8 (epub)

1. Métodos de simulación 2. Redes de computadores--Métodos de simulación. I. Céspedes, Josheff David.

(003.3 M357 23 ed.) (CO-BrUNB)

www.uninorte.edu.co

Km 5, vía a Puerto Colombia

A.A. 1569, Barranquilla (Colombia)

www.ecoeediciones.com

Carrera 19 N.° 63C-32

Bogotá (Colombia)

© 2013, Editorial Universidad del Norte

© 2013, José Márquez Díaz, Paul Sanmartín Mendoza y Josheff David Céspedes

Coordinación editorial

Zoila Sotomayor O.

Diseño y diagramación

Álvaro Carrillo Barraza

Diseño de portada

Andrés Racedo

Corrección de textos

Henry Stein

Procesos técnicos

Munir Kharfan de los Reyes

Desarrollo ePub

Lápiz Blanco S.A.S

A través del modelado y simulación de redes de computadores se logran alcanzar resultados que de otra forma se tendrían que obtener mediante situaciones reales. El modelado y simulación de redes es de gran importancia porque permite ahorrar costos y tiempo al momento de preparar o proponer soluciones que impliquen investigaciones o comprobaciones concernientes a nuevas propuestas sobre prestación de servicios sobre las mismas. Con este tipo de metodologías y con el apoyo de herramientas de simulación se ha logrado un enorme avance en las ciencias telemáticas, dado que a través de ellas se pueden implementar mecanismos de predicción y análisis del rendimiento y funcionamiento bajo distintos escenarios. Además, con el apoyo de la simulación se pueden hacer variaciones y análisis de sensibilidad sobre las distintas formas de comportamiento de un protocolo, sea este de una LAN o WAN, a través de comunicación inalámbrica o de medios guiados.

El modelado y simulación de redes nos permite avanzar en la evaluación del rendimiento de las redes de distintos tipos con diferentes clases de servicios, y bajo la implementación de topologías diferentes con distintos medios físicos, sin incurrir en costos onerosos. A partir de las simulaciones y el análisis de los resultados se puede lograr observar en distintos escenarios cómo es el comportamiento de una red sometida a la prestación convergente de servicios y con la repartición adecuada de los recursos con que cuenta la red, en especial el ancho de banda. A través de las simulaciones se pueden medir aspectos como el retardo, el jitter y la pérdida de paquetes, los cuales constituyen los parámetros diferenciadores al momento de establecer las ventajas de un método o mecanismo de Calidad de Servicio (QoS) sobre otro.

Este manual aborda el Modelado y Simulación de Redes con aplicación de Calidad de Servicio (QoS) sobre Opnet Modeler. En él se presentan tres experiencias importantes relacionadas con mecanismos que contribuyen a mejorar la prestación de servicios convergentes en redes de computadores, y se muestra que bajo la medición obtenida en los resultados de las simulaciones se pueden hacer análisis significativos de un mecanismo u otro. Está orientado especialmente al manejo de las Colas de planificación de paquetes, al protocolo RSVP y a los Servicios Diferenciados (DiffServ). En cada una de estas experiencias se desarrolla un aspecto experimental y luego se realizan análisis comparativos para establecer sendas diferencias. De igual forma, se motiva al lector y al experimentador a que desarrollen su capacidad de análisis con nuevos escenarios problemas.

Sin embargo, no dejan de ser importantes los temas que se tratan en los primeros capítulos de este manual relacionados con el modelado y la simulación, la simulación de Opnet Modeler y las generalidades este; las cuales serán de gran apoyo para entender la secuencia de pasos en que se basan las experiencias más significativas de Opnet Modeler relacionadas con la Calidad de Servicio.

Agradecemos el gran apoyo brindado por la egresada de la Maestría en Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Norte Shirley Arango, quien con su trabajo en la etapa previa contribuyó a la generación de las primeras pruebas y el conocimiento de Opnet Modeler. De la misma forma, a la estudiante de pregrado del programa de Ingeniería de Sistemas Brigitte Navarro, quien nos ayudó notablemente en las pruebas a las experiencias ya desarrolladas, y esto contribuyó al mejoramiento del material incluido en este manual.

Los autores

La simulación por computadora es actualmente una de las estrategias más poderosa de las que dispone la ciencia para predecir sucesos en sistemas con un alto grado de complejidad; es una de las herramientas más precisas para determinar el comportamiento de un sistema deseado.

Podemos definir simulación como una técnica que imita el comportamiento de un sistema del mundo real conforme evoluciona en el tiempo. Sin embargo, encontramos otras definiciones de estudiosos del tema. Entre otras, tomamos como referencia la de Robert E. Shannon [1]:

Simulación es el proceso de diseñar y desarrollar un modelo computarizado de un sistema o proceso y conducir el experimento con este modelo con el propósito de entender su comportamiento o evaluar varias estrategias con las cuales se puede operar el mismo.

En esta definición resaltan dos palabras claves que permiten llegar a dos conceptos que se deben tener muy en cuenta: Modelo y Procesos de Simulación.

El primero se refiere al conjunto de hipótesis acerca del funcionamiento del sistema, expresado como relaciones matemáticas y/o lógicas entre los elementos de este, y el segundo, a la ejecución del modelo a través del tiempo en un ordenador para generar las representaciones del comportamiento del sistema. El modelo hace referencia a la representación simplificada del sistema que vamos a analizar, las condiciones de su funcionamiento y las variables que emplea. El proceso, en cambio, hace referencia a una