Resumo da An´alise dos Simuladores

A tabela 5 mostra um breve resumo dos simuladores analisados.

Tabela 5: Resumo dos simuladores analisados

Ferramenta Linguagens Envolvidas C´odigo Aberto Plataforma Recursos QoS NS C++, OTcl Sim Linux DiffServ, MPLS, RSVP OPNET C++ N˜ao Windows Escalonamento, diferenciac¸˜ao

CNET C, Tcl/tk Sim Linux Redes MPLS OMNet++ C++, NED Sim Windows, Linux MPLS, LDP, RSVP

J-Sim Java, Tcl Sim Multiplataforma Redes MPLS

O simulador escolhido para ser utilizado como ferramenta de simulac¸˜ao deste trabalho de conclus˜ao de curso foi o OPNET IT Guru Academic Edition, pelos seguintes motivos:

• Permite simular diversos m´etodos de obtenc¸˜ao de QoS, como escalonamento, buferizac¸˜ao, diferenciac¸˜ao e RSVP;

• ´e um software gratuito para fins acadˆemicos; • ´e executado na plataforma Windows;

• necessita de pouco conhecimento de alguma linguagem de programac¸˜ao;

• permite simular aplicac¸˜oes, dentre elas aplicac¸˜oes multim´ıdia como Videoconferˆencia e VoIP;

• permite simular diversos tipos de topologias e arquiteturas de redes de forma simples e f´acil de configurar;

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Metodologia

Para alcanc¸ar os objetivos deste trabalho, foram definidas algumas etapas. A primeira delas foi a realizac¸˜ao do levantamento bibliogr´afico. Foi estudada Qualidade de Servic¸o, seus parˆametros, suas implicac¸˜oes, bem como a forma de obter-se a mesma. Ainda no levantamento bibliogr´afico foi realizado um breve estudo sobre simulac¸˜ao computacional, etapas a serem seguidas e simuladores dispon´ıveis para uso como ferramenta de simulac¸˜ao deste trabalho de conclus˜ao de curso.

A etapa seguinte envolveu a definic¸˜ao e execuc¸˜ao das simulac¸˜oes. Primeiramente foram definidos os objetivos de cada projeto de simulac¸˜ao e os seus respectivos cen´arios. No primeiro projeto de simulac¸˜ao, simulou-se a obtenc¸˜ao de QoS pelo m´etodo de escalonamento em uma rede local (LAN). Foram definidos trˆes cen´arios para esta simulac¸˜ao onde cada um representa um m´etodo de escalonamento: por ordem de chegada FIFO, de forma estrita ou fila de prioridade (Priority Queueing) e escalonamento por ponderac¸˜ao de fluxos (Weighted Fair Queueing). Estes cen´arios foram escolhidos com o objetivo de propor um modelo em que se obtenha QoS numa rede local atrav´es de escalonamento.

Para isso montou-se uma mesma rede em cada cen´ario composta de dois roteadores, quatro terminais e dois servidores. Cada servidor foi utilizado para prover um servic¸o, ou seja, um servidor Web e outro de FTP (File Transfer Protocol), onde em um terminal executou-se um aplicativo de acesso a p´aginas HTTP e em outro um aplicativo de FTP. Os outros dois terminais se comunicaram por um aplicativo de VoIP. Os aplicativos de FTP e HTTP foram inclu´ıdos no cen´ario para gerar tr´afego concorrente ao de voz. O que diferenciou cada cen´ario foi exatamente a pol´ıtica de escalonamento adotada nos roteadores para prover a priorizac¸˜ao do tr´afego de voz em relac¸˜ao aos outros tr´afegos concorrentes, FTP e HTTP, com o objetivo de sinalizar qual tipo de escalonamento se encaixa melhor numa rede local para tr´afego de voz nestas condic¸˜oes. Para isto foram avaliados parˆametros no tr´afego de voz como atraso fim-a-fim, variac¸˜ao do atraso e tr´afego recebido, a fim de mensurar aspectos como perda, atraso e jitter.

O segundo projeto simulou a obtenc¸˜ao de QoS na Internet pelo m´etodo de diferenciac¸˜ao de servic¸os, ou seja, DiffServ. Foram definidos dois cen´arios: com DiffServ nos roteadores e sem DiffServ nos roteadores. O aspecto que diferencia o primeiro projeto de simulac¸˜ao deste ´e a passagem do tr´afego pela Internet, ou seja, este projeto tem duas redes locais se comunicando atrav´es da Internet e tendo que garantir qualidade para um determinando tipo de

tr´afego mesmo este passando por um ambiente externo aos limites da rede e por isso de certa forma incontrol´avel. Assim, como no primeiro projeto, a aplicac¸˜ao que necessita de priorizac¸˜ao ´e uma aplicac¸˜ao de voz, tendo outras aplicac¸˜oes, neste caso FTP e e-mail, para gerar tr´afego concorrente e disputa pelo meio de transmiss˜ao.

Para isso foi montada uma rede em cada cen´ario composta por dois roteadores, quatro terminais e um servidor, al´em do link com a Internet. A primeira subrede cont´em um roteador e trˆes terminais, um de VoIP, um de FTP e um de e-mail, que acessa atrav´es da Internet a segunda subrede que cont´em o outro roteador, um terminal e um servidor. Ent˜ao em cada terminal da primeira subrede executou-se uma aplicac¸˜ao. Dois terminais acessaram o servidor, FTP e e-mail, e o terminal de voz se comunicou com o outro terminal da segunda subrede. O intuito era fazer com que os tr´afegos passassem pela Internet.

O que diferenciou cada cen´ario, neste segundo projeto, foi a utilizac¸˜ao de QoS atrav´es de DiffServ em um cen´ario e o n˜ao uso de algum mecanismo de provimento de QoS no outro cen´ario. O objetivo foi o de comparar os resultados com e sem diferenciac¸˜ao de servic¸o nos roteadores para uma aplicac¸˜ao de voz. Para isto foram avaliados parˆametros no tr´afego de voz como atraso fim-a-fim, variac¸˜ao do atraso e tr´afego recebido, a fim de mensurar aspectos como perda, atraso e jitter.

O terceiro e ´ultimo projeto de simulac¸˜ao propˆos simular dois cen´arios, um com QoS e outro sem QoS, executando uma aplicac¸˜ao de videoconferˆencia dentro de uma rede WAN, tendo como tr´afego concorrente aplicativos de FTP e e-mail acessando um servidor na Internet. Os aspectos diferenciais deste projeto de simulac¸˜ao s˜ao: a topologia da rede ser configurada para ser uma rede de longa distˆancia e a aplicac¸˜ao que necessita de priorizac¸˜ao ser uma aplicac¸˜ao de videoconferˆencia. A topologia da rede foi montada com cinco roteadores, onde cada roteador desta rede est´a em uma filial empresarial em estados diferentes, ligados a cada roteador temos terminais que executam uma videoconferˆencia e terminais que acessam servic¸os de FTP e e-mail em um servidor que est´a fora da rede, sendo acessado atrav´es da Internet.

O aspecto que diferencia cada cen´ario ´e exatamente o uso de alguma pol´ıtica de provimento de QoS, ou seja, em um cen´ario foi utilizado DiffServ para prover QoS e no outro cen´ario n˜ao foi implementado nenhum mecanismo de provimento de QoS. O objetivo ´e comparar cada cen´ario em relac¸˜ao ao uso de QoS e o que acontece com o tr´afego da videoconferˆencia, avaliando parˆametros como atraso fim-a-fim, variac¸˜ao do atraso e tr´afego recebido, a fim de mensurar aspectos como perda, atraso e jitter.

Na tabela 6 ´e feita uma relac¸˜ao de cada projeto de simulac¸˜ao com as aplicac¸˜oes alvo executadas em cada projeto, ou seja, que necessitam de priorizac¸˜ao de tr´afego, os cen´arios que compuseram cada projeto de simulac¸˜ao, os parˆametros envolvidos e objetivos trac¸ados.

Tabela 6: Resumo dos cen´arios, parˆametros e objetivos

Tipos de Simulac¸˜ao Aplicac¸˜ao Cen´arios Parˆametros Objetivos Escalonamento em rede local Voz FIFO, PQ, WFQ Atraso, jitter e perdas melhor pol´ıtica

DiffServna Internet Voz Com e sem QoS Atraso, jitter e perdas Importˆancia de QoS DiffServem redes WAN V´ıdeo Com e sem QoS Atraso, jitter e perdas Importˆancia de QoS

A ´ultima etapa envolveu a avaliac¸˜ao dos resultados, ou seja, a garantia de que os resultados encontrados estejam corretos ou, no m´ınimo coerentes. Para isso foi necess´ario o entendimento aprofundado de cada aplicac¸˜ao simulada e um maior entendimento poss´ıvel e desenvoltura no que diz respeito `a ferramenta, ou seja, envolveu o estudo o entendimento das aplicac¸˜oes e do seu comportamento no que diz respeito `a qualidade de servic¸o e, o estudo da ferramenta utilizada.

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An´alise dos Resultados

As simulac¸˜oes foram executadas em um notebook com processador Intel Core 2 Duo T6500 de 2.10GHz de frequˆencia em cada n´ucleo, 3Gb de mem´oria RAM e sistema operacional Windows Seven Ultimate 32bits. Foi usado o software de simulac¸˜ao de redes OPNET IT Guru Academic Edition vers˜ao 9.1 que, ap´os a an´alise descrita na sec¸˜ao 2.4.1 foi escolhido como ferramenta de simulac¸˜ao para conclus˜ao deste trabalho. A breve descric¸˜ao das funcionalidades do simulador OPNET ´e descrita na sec¸˜ao 2.4.1.2.

Conforme descrito na metodologia, sec¸˜ao 3, foram definidos trˆes projetos de simulac¸˜ao. Cada projeto ´e composto por dois cen´arios. O primeiro projeto foi montado para obter QoS por escalonamento em uma rede local, podendo-se observar a diferenc¸a de desempenho em cada implementac¸˜ao. O segundo projeto foi montado com o intuito de obter QoS por meio de diferenciac¸˜ao de servic¸o, onde dois cen´arios, um com diferenciac¸˜ao e outro sem diferenciac¸˜ao s˜ao comparados para uma aplicac¸˜ao de voz atrav´es da Internet. E o terceiro e ´ultimo projeto foi montado para executar uma aplicac¸˜ao de videoconferˆencia numa rede WAN com e sem QoS.