Mariusz Kacała 171058 Termin: PON/N – 11:15

Łukasz Przywarty 171018 Nr Grupy: 5

Technologie Sieciowe 2

Sprawozdanie z laboratorium nr 7:

Szacowanie wymaganej przepustowości łącza

Prowadzący:

dr inż. Przemysław Ryba

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie badań mających na celu zbadanie jakie pasmo (przepustowość) jest potrzebna dla poszczególnych usług Internetowych oraz wybór optymalnego łącza do Internetu dla podanych założeń. Do przychwytywania ruchu sieciowego wykorzystywany jest program Wireshark.

Założenia

W firmie 'Shift' pracuje 50 osób. Pracownicy przez 20% czasu przeglądają strony WWW. Na 5 stacjach przez cały dzień pracy uruchomione jest radio internetowe, na jednej stacji TV. Wszyscy pracownicy do komunikacji wykorzystują komunikatorów (wybrać jakie) oraz telefonów IP lub softphonów (wybrać) oraz pocztę elektroniczną 5 razy w tygodniu odbywają się dwugodzinne wideokonferencje, w których uczestniczą 2 osoby (2 stacje). Administrator pobiera korzystając
z FTP łatki, uaktualnienia, nowe wersje oprogramowania. Administrator raz w tygodniu przesyła pełny backup BD na zdalny serwer a codziennie backup 1/5 danych. Rozmiar BD to 15 GB.

Analiza wykonanych zadań

1. Krótki opis sposobów generowania ruchu – programy, otwierane strony, pobierane pliki, transmisje radiowe, itp.

Podczas szacowania wymaganej przepustowości łącza korzystaliśmy z programu Wireshark oraz następujących programów generujących ruch sieciowy:

Nazwa programu	Funkcja
Skype	Komunikator
Mozilla Firefox	Przeglądarka stron www
Mozilla Thunderbird	Klient poczty
Winamp	Odtwarzacz multimedialny – radia internetowe
Filezilla	Klient ftp

Tabela 1: Programy generujące ruch

Testy zostały przeprowadzone dla 15-minutowego odcinka czasu podczas którego analizowaliśmy ruch generowany przez konkretny program. Rodzaj pobieranych oraz wysyłanych danych prezentuje tabela 2.

Nazwa programu	Rodzaj danych
Skype	10 minutowa rozmowa w trybie wideokonferencji
Mozilla Firefox	10 popularnych stron www (np. www.onet.pl, www.gazeta.pl, www.pwr.wroc.pl itd.) 1 strona z wideo na żądanie
Mozilla Thunderbird	2 wiadomości email (odebrane/wysłane), 1 z załącznikami, druga bez
Winamp	15 minut słuchania radia Polska Stacja
Filezilla	15 minut przesyłania archiwum na serwer oraz pobieranie pliku wideo z serwera

Tabela 2: Rodzaj pobieranych danych

Uznaliśmy, że taka konfiguracja pobieranych oraz wysyłanych danych będzie reprezentatywna. Należy jednak zauważyć, że w przypadku niektórych usług (np. wysyłania wiadomości e-mail czy też wysyłania plików na serwer ftp) prędkość transmisji danych ogranicza jedynie szybkość łącza internetowego nadawcy (naszego komputera) oraz odbiorcy (najczęściej serwera www). Najczęściej wykorzystujemy całe dostępne pasmo.

2. Analiza otrzymanych logów (w tym sposób filtrowania pakietów dla każdej z usług). Wyliczenia pasma i ruchu związanego z poszczególnymi usługami

W wyniku przeprowadzenia próby otrzymaliśmy konkretne wyniki. Ogólny ruch sieciowy prezentuje tabela 3 oraz ilustracja 1.

Ilość transmitowanych danych [MB]	Prędkość średnia [Mbit/s]	Czas [s]
1020,723	9,545	897,055

Ilustracja 1: Wykres ogólny: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Analiza wszystkich wyników jest jednak utrudniona ze względu na dużą ilość jednocześnie wysyłanych oraz pobieranych danych. Aby wyszczególnić ruch generowany przez uruchomione programy należy zastosować filtry. Filtrujemy po porcie lub adresie źródłowym/docelowym np: udp.port == 5113 dla znalezienia danych generowanych przez komunikator Skype.

W tym momencie możemy wyświetlić: ilość transmitowanych danych – menu Statistics\ Protocol hierarchy, oraz te same dane w postaci wykresu – Statistics\IO Graphs.

a) Skype: udp.port == 5113

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
31.942	16.627	15.315	0.224	0.223

Wykres prędkości:

Ilustracja 2: Fragment wykresu: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Transmisja danych jest niemal symetryczna. Związane jest to z faktem, iż każda strona transmisji odbiera oraz wysyła dane (obraz wideo + dźwięk). Prędkość transmisji pozostaje przez cały czas na podobnym poziomie.

b) Mozilla Firefox: http

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
6,358	6,358	0,000	0,061	0,000

Wykres prędkości:

Ilustracja 3: Wykres: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Przeglądanie Internetu za pomocą programu Firefox nie pochłania dużej ilości transferu. Dane są pobierane w momencie przejścia na kolejną stronę www co najlepiej widać na ilustracji 3.

c) Mozilla Firefox (wideo w sieci): ip.src == 195.245.213.0/24

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
95,457	95,457	0,000	0.905	0,000

Wykres prędkości:

Ilustracja 4: Wykres: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Oglądanie wideo na stronie internetowej TVP wymaga buforowania kolejnych porcji materiału. Buforowanie odbywa się w czasie rzeczywistym z wyprzedzeniem, aby umożliwić nieprzerwane oglądanie filmu.

d) Mozilla Thunderbird: tcp.port == 993 oraz tcp.port == 465

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
23,805	21,857	1,948	0,240	0,185

Wykres prędkości dla imap:

Ilustracja 5: Wykres: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Wykres prędkości dla smtp:

Ilustracja 6: Fragment wykresu: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Podobnie jak w przypadku przeglądania Internetu przekazując wiadomości e-mail wykorzystujemy łącze tylko w momencie wysyłania/odbierania poczty (ilustacja 5 oraz ilustracja 6).

a) Winamp: ip.src == 188.165.20.29

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
5,685	5,685	0,000	0,053	0,000

Wykres prędkości:

Ilustracja 7: Wykres: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Słuchanie radia internetowego obciąża łącze w taki sam sposób przez cały czas trwania próby.

a) Filezilla: ftp, ip.src == 94.75.225.12 oraz ip.dst == 94.75.225.12

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
861,970	184,024	677,946	1,993	7,340

Wykres prędkości dla ip.src

Ilustracja 8: Wykres: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Wykres prędkości dla ip.dst

Ilustracja 9: Wykres: Ilość danych (Bytes/ticks) od czasu (s)

Wysyłając plik na serwer ftp korzystamy z maksymalnej, dostępnej przepustowości naszego łącza. Jedynie w momentach gdy inne programy (Thuderbird) wysyłają dane, widoczne są zmiany
w szybkościach transmisji (ilustracja 9).

Podobne prawidłowości można zauważyć na wykresie (ilustracja 8) prędkości pobierania z serwera ftp. Szybkość transmisji jest zróżnicowana i w dużej mierze zależy od obciążenia łącza
w konkretnym momencie. Ze względu na to, iż większość programów pobiera dane prędkość ściągania pliku z serwera ftp jest zdecydowanie niższa.

3. Wyliczenie przepustowości łącza do Internetu dla rozważanej firmy.

Wykorzystując założenia podane w początkowej części sprawozdania możemy obliczyć przepustowości wymagane do swobodnego obsługiwania poszczególnych usług sieciowych.

Liczba jednostek	Nazwa usługi	Częstotliwość korzystania z usługi	Wymagana prędkość down [Mbit/s]	Wymagana prędkość up [Mbit/s]
50	WWW	20% dnia	50 x 0,061 x 0,2 = 0,61	0
5	Radio internetowe	cały dzień	5 x 0,053 = 0,265	0
1	Telewizja interntowa	cały dzień	1 x 0,905 = 0,905	0
50	Poczta e-mail	20 % dnia	50 x 0,24 x 0,2 = 2,4	50 x 0,185 x 0,2 = 1,85
2	Wideokonferencja	5x w tygodniu x 2h	2 x 8 x 0,224 = 3,584	2 x 8 x 0,223 = 3,584
Liczba jednostek	Nazwa usługi	Częstotliwość korzystania z usługi	Wymagana prędkość down [Mbit/s]	Wymagana prędkość up [Mbit/s]
1	Pobieranie uaktualnień	regularnie w ciągu dnia	1 x 1,993 = 1,993	0
1	Backup bazy danych (15GB)	1x tygodniu pełen 5x w tygodniu 1/5	0	1 x 7,34 = 7,34 ok. 5h na pełen backup ok. 1h na częściowy backup
		SUMA:	9,76	12,77

Tabela 3: Przepustowości

4. Wybór i opis łącza do Internetu dla rozważanej firmy.

Siedziba firmy 'Shift' mieści się przy ul. Sempołowskiej w dzielnicy Biskupin miasta Wrocław. Ze względu na ofertę dostępną w tej lokalizacji proponujemy wybór firmy UPC. Gwarantowane łącze ok. 60 Mb/s w pełni realizuje potrzeby firmy 'Shift', a maksymalny transfer do 120 Mb/s zwiększa szybkość i zadowolenie użytkowników w całej firmie. Przepustowość wyjściowa niestety jest mniejsza (10Mb/s) ale powinna zaspokoić wszystkie potrzeby, szczególnie konieczność wysyłania backup`ów. Usługodawca oferuje bezterminowy okres ważności umowy z możliwością zerwania lub negocjowania warunków umowy po okresie 2 lat. W cenę aktywacji internetu wliczony jest koszt doprowadzenia światłowodu wraz z zamontowaniem konwertera światłowodowego
do technologii Ethernet. Usługodawca udostępnia jeden stały adresy IP, ze względu na wyczerpujący się na świecie limit wolnych adresów IP. Podsumowanie:

Technologia	Download	Upload	Okres umowy	Aktywacja	Cena za miesiąc
światłowód	do 120 Mb/s	do 10 Mb/s	Bezterminowa	39,00 zł	152,00 zł

Pytania

Które usługi mają profil ruchu symetryczny, a które asymetryczny? Usługi o profilu symetrycznym to np. wideokonferencje, VOIP, P2P. Przykładami usług asymetrycznych będą WWW, ftp, radio i telewizja internetowa itd.

W jakich przypadkach w firmie niezbędne jest symetryczne łącze do Internetu? W momencie gdy pracownicy korzystają z usług o charakterze symetrycznym a także, gdy zachodzi potrzeba umieszczania w oraz ściągania z sieci dużych porcji danych (zdjęcia, zrzuty baz danych, pliki wideo itp.)

Co to jest CIR? CIR jest przepustowością łącza gwarantowaną przez dostawcę Internetu.

Czy najważniejszym parametrem dla usługi sieciowej jest pasmo (przepustowość)? Na jakość usługi sieciowej wpływa dużo parametrów. Przepustowość jest jedną z najważniejszych właściwości łącza, ale należy zwrócić uwagę o jakiej przepustowości mówimy. Operatorzy zwykle umieszczają w swojej ofercie maksymalne możliwe do uzyskania w danym planie taryfowym prędkości. Rzeczywista prędkość może jednak zależeć od wielu czynników np. natężenia ruchu
w sieci w danym momencie. Bardziej wymiernym parametrem wydaje się być CIR czyli przepustowość gwarantowana przez operatora. Oprócz tego duże znaczenie ma stosowana technologia, sprzęt sieciowy a także niezawodność i dostępność danej usługi. Dodatkowo powinniśmy rozważyć, czy potrzebujemy publicznych adresów IP a także zdecydować czy cena oferowana przez operatora jest dla nas odpowiednia.

Jakie usługi sieciowe wymagają także zapewnienia innych parametrów sieci (podać
te parametry)? Niektóre usługi np. ftp wymagają publicznych adresów IP w momencie, gdy chcemy zezwolić komuś na dostęp zdalny z komputera poza siecią lokalną. Często zdarza się również, że niektóre serwisy (np. oferujące wideo w sieci) nakładają ograniczenia na użytkowników łączących się z jednego IP, co również może utrudniać korzystanie z sieci.

Czy cena za łącza Internetowe rośnie liniowo wraz z przepustowością tego łącza? Zwykle cena rośnie wolniej niż oferowana przepustowość łącza.

Wnioski

Liczenie wymaganej przepustowości łącza odbywa się w sposób żmudny i dość czasochłonny. Program Wireshark po 15-minutowym analizowaniu ruchu sieciowego wygenerował plik
o wielkości ponad 1GB. Filtrowanie tych danych mimo, że jest zadaniem stosunkowo prostym, zajmuje dużo czasu. Otrzymane wyniki tak czy inaczej są dość szacunkowe. W wielu przypadkach okazuje się, że nie wszyscy użytkownicy korzystają z sieci jednocześnie, więc ruch rozkłada się dość równomiernie. Obciążenie sieci zależy również od dziennego planu pracy przedsiębiorstwa
a także realizowanych w danym momencie zadań. W dzisiejszych czasach ceny łącz są coraz niższe więc przy ostatecznym wyborze usługi sieciowej możemy pozwolić sobie na pewną nadmiarowość, gwarantującą zaspokojenie wszystkich potrzeb sieciowych konkretnej firmy.