Este epígrafe se enfoca en el análisis de los resultados obtenidos a partir de la simulación de un modelo de red metropolitana utilizando la herramienta OPNET. Este trabajo se basa en el Draft IEEE 802.17/D3.3 y en el modelo de simulación desarrollado por la Universidad de Carleton. [17]
Entre los conceptos básicos necesarios para estudiar el comportamiento de una red encontramos: Razón de transferencia, Delay, Traffic recived y
Traffic Sent. El óptimo desempeño de una red depende proporcionalmente del comportamiento de dichos parámetros. Los cuales se describen a continuación:
Razón de transferencia (Throughtput): Cantidad de datos que pueden ser transferidos exitosamente a través de un canal en un período de tiempo.
Delay: Retardo entre origen y destino de todos los paquetes en general. Este retardo se ve afectado por las pérdidas en la red, cuando existe congestión en una red el retardo tiende a ser infinito.
Traffic received: Número de paquetes recibidos por segundo en todas las estaciones de destino.
Traffic Sent: Número de paquetes enviados por segundo en todas las estaciones de origen.
Para el modelo de simulación se consideró una red RPR-MAN de 4 nodos interconectados mediante enlaces duales de fibra óptica, a su vez cada nodo cuenta con 2 enlaces de ingreso y 2 enlaces de egreso (inter ring, outer ring) para transporte de tramas en direcciones opuestas (figura 3.4). Cada uno de los enlaces que unen a los nodos corresponden al tipo OC-192, por lo que el modelo soporta velocidades de transmisión de hasta 10 Gigabit por segundo. La circunferencia total del anillo se consideró de 30 km y la velocidad de propagación se establece a 2 ms. Todos los nodos se configuraron para trabajar en modo conservativo bajo el algoritmo de equidad y todos los datos estadísticos fueron tomados del anillo exterior (outer ring).
Figura 3.4 Conformación de los nodos.
Escenario 1
En esta simulación analizamos el comportamiento del rendimiento (throughput) de una red metropolitana basada en el protocolo Resilient Packet Ring. El tipo de tráfico utilizado se considera de prioridad baja (Clase C) y es utilizado normalmente en aplicaciones tipo Web, Mail, FTP, etc. Con un tamaño de trama de 4 400 bits, cada nodo de la red genera la mayor cantidad de tráfico posible (aproximadamente un 95% de la taza total del ancho de banda) y es dirigido en este caso hacia el Nodo1. El propósito de esta simulación es inundar de tráfico los enlaces dobles de este nodo y analizar el comportamiento del algoritmo de asignación equitativa de ancho de banda.
En los resultados se aprecia la utilización del 100% del ancho de banda al inicio del período de la simulación y se observa que inmediatamente la
utilización decrece aproximadamente hasta una taza de 110 Mbps, ancho de banda requerido por el volumen de tráfico establecido.
Figura 3.5 Rendimiento throughput en el nodo 1.
Todos los nodos de la red metropolitana tienen un comportamiento similar, por lo que se deduce que el algoritmo de asignación de caudal de ancho de banda (algoritmo de equidad o fairness) está reservando equitativamente el ancho de banda a cada uno de los nodos, proporcionando de esta forma calidad de servicio a la red metropolitana.
Figura 3.6 Rendimiento throughput en el nodo 2.
Figura 3.8 Rendimiento throughput en el nodo 4.
Estas gráficas muestran el proceso de descubrimiento de topología utilizado para determinar la conectividad del anillo, el cual se inicia al comienzo de la simulación. Cada nodo envía un mensaje en ambas direcciones (Este y Oeste físicos), preguntando a los nodos vecinos su ubicación, los que a su vez añaden su dirección y lo transmiten al próximo nodo. Cuando el mensaje retorna al nodo de origen utiliza esta información para construir un mapa topológico que le permite determinar el camino idóneo, por esta razón se aprecia en las gráficas un ligero incremento en el tiempo de estabilización a medida que nos alejamos del nodo principal.
Escenario 2
El objetivo de esta simulación es identificar el comportamiento de tráfico recibido y tráfico reenviado, generando tráfico background tipo streaming
multimedia e interative voice por todos los nodos de la red, en modo conservativo bajo el algoritmo de equidad.
A continuación sólo se analiza el Nodo 1 como caso práctico, dado que los demás nodos poseen un comportamiento similar a este. La siguiente gráfica (figura 3.9) muestra la carga de tráfico del nodo en cuestión. La misma presenta tazas medias de 300, 000, 000 bits/s que corresponden al tipo de tráfico
streaming multimedia e interative voice asignado con anterioridad.
Figura 3.9 Carga de tráfico.
Al comparar estas tazas con los valores del tráfico de reenvío del nodo se aprecian valores promedios de taza cercanos a los 310, 000, 000 bits/s (figura 3.10). Esto demuestra que el nodo es capaz de reenviar tráfico dentro de sus parámetros establecidos con un rendimiento adecuado.
Figura 3.10 Carga de tráfico reenviado.
Para estudiar el retardo (Delay) es necesario apreciar la red de manera global. El registro del retardo (figura 3.11) muestra que en el instante que inicia la simulación hay un incremento brusco del retardo, debido a la inicialización de los eventos en los router. Inmediatamente después del instante de tiempo 0.2s se aprecia una estabilización del retardo en valores promedio próximos a los 0.5µs.
Los datos analizados anteriormente demuestran que el modelo de red RPR – Metropolitana propuesto cuenta con una asignación de recursos (ancho de banda) equitativa y que además posee un tiempo promedio de retardo mínimo, mostrando el desempeño eficiente de dicho modelo.
Figura 3.11 Retardo