Sprawozdanie SIECI

Analiza ruchu i QoS

w siaciach multimedialnych

Przygotowali:

Michał Bogusz

Michał Ignatowski

Michał Mazurek

Marek Rachwał

(grupa STiSK 9.1)

Założenia projektu:

Poniższy projekt ma na celu przedstawienie jednego ze sposobów analizy „ruchu” (w pasmie mediów transmisyjnych) w sieci z usługami multimedialnymi, a także określania QoS (Quality of Service - jakość usługi) usług w sieci za pomoca dostepnych narzedzi administracyjnych. Istnieje cała gama usług wykorzystujących transmisje grupową. Jako przykład posłużyć mogą: wideokonferencje, zdalne nauczanie, radio i telewizja internetowa, IPTV. Wymienione serwisy charakteryzują się różnymi wymaganiami co do jakości zestawianych połączeń (ang. QoS). Jakość połączenia opisana jest przez zbiór parametrów np. wymagane pasmo, maksymalne dopuszczalne opóźnienie, poziom błędów, itp. Zauważmy, że wymagania QoS dla przedstawionych usług składają się z więcej niż tylko jednego atrybutu. Przykładowo serwis wideo-konferencyjny wymaga zarówno stosunkowo dużego pasma jak i niewielkich opóźnień transmisyjnych. Z całej grupy świadczonych usług multimedialnych oferowanych w sieciach internetowych przez dostarczycieli internetu w naszym projekcie wykorzystamy 3 podstawowe; mianowicie : strumienowanie plików (video), udostępnianie plików w sieci na serwerze plików oraz możliwość rozmowy telefonicznej w technologi VoIP. Postaramy sie przedstawić konfiguracje i działanie sieci w zależności od różnych protokołów routingu sieciowego i płynące z nich korzyści lub niekorzystne efekty dla poszczególnych usług w sieciach. Na potrzeby projektu sieci z usługami multimedialnymi posłużymy sie mniejsza imitacją sieci składającą sie z 4 routerów połaczonych ze soba 2 rodzajami mediów transmisyjnych (FTP kat.6 / 100 Mb/s oraz Smart Serial DTE - DCE / 128 Kb/s), kilkoma przełacznikami warstwy 2 modelu ISO-OSI oraz telefonami z wbudowana technologia VoIP i 4 stacjami roboczymi (hostami).

Do obserwacji i analizy „ruchu” w różnych punktach sieci poslużymy sie wyprodukowanym przez firme CISCO analizatorem sieci (NAM - Network Analysis Module) wbudowanym module w jeden z routerów wykorzystywanych w naszym projekcie.

Specyfikacja urządzeń:

- router CISCO z serii 3825 z wbudowanym modułem NAM (póżniej oznaczany jako - R2NAM);

- router CISCO z serii 2811 z zainstalowanym oprogramowaniem technologii VoIP - Call Manager Express (pózniej oznaczany jako - R0);

- routery CISCO z serii 2811 (później oznaczane jako R5 i R4);

- przełaczniki CISCO z serii Catalyst 3560 oraz Catalyst 2950;

- telefony z wbudowana technologia VoIP z serii 7940;

- stacje robocze z zainstalowanym systemem XP oraz oprogramowaniem do strumieniowania danych w sieci VLC Media Player w wersji 0.9.4 i CesarFTP 0.99g jako serwer plików;

Struktura fizyczna sieci:

0x01 graphic
Konfiguracja urządzeń:

Konfiguracje urządzeń rozpoczniemy od routerów R5 i R4.

Router R5

version 12.4

service timestamps debug datetime msec

service timestamps log datetime msec

no service password-encryption

hostname r5

boot-start-marker

boot-end-marker

logging message-counter syslog

no aaa new-model

memory-size iomem 5

dot11 syslog

ip source-route

ip cef

ip dhcp pool r5s

network 192.168.5.0 255.255.255.0

default-router 192.168.5.1

domain-name r5switch

option 150 ip 192.168.4.1

no ipv6 cef

multilink bundle-name authenticated

voice-card 0

archive

log config

hidekeys

class-map match-all grupa1

policy-map marek

description Marek ostatnia polisa

class grupa1

interface Multilink1

ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

ppp multilink

ppp multilink interleave

ppp multilink group 1

ppp multilink fragment delay 20

ppp multilink multiclass

service-policy input marek

service-policy output marek

interface GigabitEthernet0/0

ip address 192.168.0.254 255.255.255.0

duplex auto

speed auto

media-type rj45

Konfiguracja nazwy routera R2NAM

Router# configure terminal

Router# hostname R2NAM

Konfiguracja polityki priorytetów (policy map)

R2NAM #conf t

R2NAM (config)#class-map grupa1

R2NAM (config-cmap)#exit

R2NAM (config)#policy-map marek

R2NAM (config-pmap)#class grupa1

R2NAM (config-pmap-c)#exit

R2NAM (config-pmap)#descrpition marek ostatnia polisa

R2NAM (config-pmap)#exit

Konfiguracja Multilink na routerze R2NAM

R2NAM #conf t

R2NAM(config)#interface multilink 1

R2NAM(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

R2NAM(config-if)#servic-policy output marek

R2NAM(config-if)#servic-policy input marek

R2NAM(config-if)#ppp multilink fragment delay 20

R2NAM(config-if)#ppp multilink interleave

R2NAM(config-if)#ppp multilink multiclass

R2NAM(config-if)#no shutdown

R2NAM(config-if)#end

Konfiguracja interfejsow na routerze R2NAM

R2NAM#conf t

R2NAM(config)#interface GigabitEthernet 0/0

R2NAM(config-if)#ip address 192.168.0.254 255.255.255.0

R2NAM(config-if)#no shutdown

R2NAM(config-if)#end

interface GigabitEthernet0/1

ip address 192.168.4.1 255.255.255.0

duplex auto

speed auto

media-type rj45

interface Serial0/0/0

no ip address

encapsulation ppp

no fair-queue

ppp multilink

ppp multilink group 1

interface Serial0/0/1

no ip address

encapsulation ppp

no fair-queue

ppp multilink

ppp multilink group 1

interface Analysis-Module1/0

no ip address

shutdown

hold-queue 60 out

router rip

version 2

network 192.168.0.0

network 192.168.4.0

network 192.168.20.0

ip forward-protocol nd

no ip http server

no ip http secure-server

control-plane

line con 0

line aux 0

line 66

no activation-character

no exec

transport preferred none

transport input all

transport output pad telnet rlogin lapb-ta mop udptn v120 ssh

line vty 0 4

scheduler allocate 20000 1000

end

R2NAM#conf t

R2NAM(config)#interface GigabitEthernet 0/1

R2NAM(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0

R2NAM(config-if)#no shutdown

R2NAM(config-if)#end

R2NAM(config)#interface serial 0/0/0

R2NAM(config-if)#no fair-queue

R2NAM(config-if)#encapsulation ppp

R2NAM(config-if)#ppp multilink group 1

R2NAM(config-if)#no shutdown

R2NAM(config)#interface serial 0/0/1

R2NAM(config-if)#no fair-queue

R2NAM(config-if)#encapsulation ppp

R2NAM(config-if)#ppp multilink group 1

R2NAM(config-if)#no shutdown

(konfiguracja modułu NAM na stronie)

Konfiguracja RIP v2 na routerze R2NAM

R2NAM#conf t

R2NAM(config)#router rip

R2NAM(config-router)#version 2

R2NAM(config-router)#network 192.168.0.0

R2NAM(config-router)#network 192.168.4.0

R2NAM(config-router)#network 192.168.20.0

Konfiguracja modułu NAM na routerze R2NAM

R2NAM>enable

R2NAM#show interfaces brief podglad wszystkich interfejsów

R2NAM#conf t

R2NAM(config)#interface analysis-Module 1/0

R2NAM(config-if)#ip address 192.168.6.1 255.255.255.0

R2NAM(config-if)#no shutdown

R2NAM(config-if)#exit

R2NAM#show ip interface brief

R2NAM#service-module analysis-Module 1/0 session logowanie do NAM

password: root

root@vod.vod.pl# ip interface external uruchamiamy zewnetrzny interfejs

Ethernetowy modułu NAM

#ip address 192.168.7.1 255.255.255.0 konfiguracja interfejsu

zewnetrznego

#ip broadcast 192.168.7.255

#ip interface internal

#ip gateway 192.168.7.254

#exsession on

#ip domain mike.pl stworzenie domeny mike.pl

#root@vod.mike.pl# ip host R2NAM

#root@R2NAM.mike.pl# show ip

#logout

// przełacznik Catalyst 2950 interfejsem FastEthernet 0/3 laczymy przewodem z interfejsem GigabitEthernet 0/0 na routerze R2NAM;

//karte sieciowa Ethernet dowolnej stacji roboczej (hosta) konfigurujemy nastepujaco

IP 192.168.7.2

Gateway 192.168.7.254

DNS automatycznie

//podłączamy hosta do przełacznika Catalyst 2950

//w pasku adresu okna przegladarki internetowej hosta wpisujemy adres http:// 192.168.7.1

//jesli modul NAM na routerze R2NAM został skonfigurowany poprawnie po odczekaniu paru

//sekund pownnismy zobaczyc na ekranie monitora wyświetlona witryne www slużaca do //logowania sie do modułu NAM

password: admin

// po zalogowaniu sie do modułu NAM mammy do dyspozycji szereg narzedzi analitycznych i statystycznych do badania natężenia ruchu pakietów w sieci LAN

Konfiguracja programu VLC

Po zainstalowaniu na 2 komputerach (w odrębnych podsieciach) programu VLC w wersji 0.9.4 uruchamiamy program z następującymi ustawieniami:

1) Wybieramy z menu: PLIK/STRUMIENIUJ , określamy adres multicastowy strumienia.

2) Kolejnym krokiem jest wybór opcji strumieniowania , w naszym przypadku możemy zastosować 0x01 graphic

3) Klikamy na STREAM.

Nastęsnie na dowolnej stacji stacji roboczej uruchamiamy program i ustawieniach odczytu transmisji z sieci określamy adres UDP taki sam jak podaliśmy wcześniej (239.5.5.5). Powinniśmy cieszyć sie z usługi wideo w sieci LAN. Czy oby na pewno?

REZULTAT: Usługa wideo w naszej sieci nie jest dostąpna. Dlaczego? Moze popełniliśmy bład?

Otóż napotkaliśmy mały problem w sensie , który zostanie omówiony w podsumowaniu projektu.

Serwer plików Cesar FTP

CesarFTP jest łatwym w użyciu i konfiguracji serwerem FTP.

CesarFTP obsługuje grupy użytkowników dzięki czemu nie musimy przydzielać praw osobno każdemu użytkownikowi. Dużą zaletą systemu jest bardzo dobry wirtualny system plików. W większości innych serwerów FTP musisz układać swoje katalogi w systemie plików w taki sposób w jaki mają być wyświetlane na serwerze FTP. W serwerze CesarFTP tworzysz strukturę katalogów w podobny sposób jak podczas tworzenia struktury płyty CD w programie do nagrywania. Dzięki aplikacji możliwe jest udostępnianie użytkownikom Internetu, plików znajdujących się na dysku twardym domowego komputera. Oprogramowanie pozwala wrowadzić limity prędkości pobierania plików oraz limity ilości połączeń z serwerem. CesarFTP daje możliwość wysyłania do użytkowników wiadomość. Zablokowanie dostępu do serwera (ban) oraz chwilowe pozbawienie użytkownika możliwości korzystania z ftpa (kick), nie powinno sprawiać większego problemu nawet początkującemu adminstratorowi.

1)Uruchamiamy program

2) Konfigurujemy ustawienia z folderami do udostępniania w sieci

3) Uruchamiamy serwer plików

Na dowolnym komputerze w dowolnej podsieci naszego projektu ( skonfigurowanym adekwatnie do podsieci) uruchamiamy usługe pobierania plików z serwera FTP.

REZULTAT: Usługa pobierania plików jest dostępna w naszej sieci. Czy na pewno zawsze? O tym w podsumowaniu.

VoIP

Podłaczone w podsieciach naszego projektu telefony CISCO 7940 pracujące w technologii VoIP działąja i mogliśmy prowadzic rozmowy pomiedzy dwoma końcowymi obszarami sieci naszego projektu z bardzo dobra jakościa dźwięku.

PODSUMOWANIE

Pomimo starań umysłowych całego zespołu projekt nie został całkowicie zrealizowany. Na drodze do pełni szczęsci ze świadczenia usług multimedialnych w naszej sieci LAN stanęły poniższe problemy:

Transmisja grupowa wideo i obrazów jest zapewniona tylko w obszarze 1 domeny, w której dostępna (nadawana) jest usługa. Do obsługi ruchu pomiędzy routerami wykorzystaliśmy protokołu RIP w wersji 2 który jest łatwymi i przyjemnym w konfiguracji protokołem wektora odległości. Do obsługi grupowej wideo potrzebujemy protokołu routującego wykorzystującech przynajmniej 2 metryki. Nie uwzględniliśmy opcji wykorzystania innych protokołów rutujących umożliwiających szersze wykorzystanie zasobów sieciowych a tym samym efektywniejsze zarzadzanie ruchem w sieci oraz zapewnienie QoS w sieci. Realizacja szerokiego zakresu usług z rożnymi wymaganiami co do jakości zestawianych połączeń wymaga użycia więcej niż tylko jednej metryki. Użytkownik chcący zrealizować wideo-konferencję opisze swe wymagania QoS przy użyciu dwóch metryk. Jedna określać będzie żądane pasmo podczas gdy druga określi wartość maksymalnego dopuszczalnego opóźnienia. Zauważmy, że w tym przypadku mamy do czynienia z wielokryterialnym problemem optymalizacyjnym. Implikuje to tym samym większą złożoność algorytmu zestawiania połączeń. Wang i Crowcroft wykazali, że algorytmy zestawiania połączeń punkt-punkt w których pod uwagę brane jest więcej niż jedno kryterium są NP-zupełne, czyli naturalnym jest, że także algorytmy połączeń punkt-grupa są NP-zupełne. Można to uzasadnić w inny sposób. Klasycznym, znanym w naukach informatycznych od dawna problem NP-zupełnym jest problem drzewa Steinera. Drzewo Stainera modeluje jednokryterialne minimalne drzewo transmisji grupowej. Skoro zatem znalezienie drzewa transmisji rozgłoszeniowej dla jednego kryterium jest problemem NP-zupełnym, to tym bardziej algorytm znalezienia dwukryterialnego minimalnego drzewo transmisji typu multicast jest NP-zupełny. Oznacza to, że problem ten cechuje się wykładniczą złożonością obliczeniową.Przykładem ilustrującym wykorzystanie wielokryterialnych algorytmów budowy drzew transmisji multicastowej jest IPTV. W celu zrealizowania transmisji telewizyjnej musi być zagwarantowana minimalna przepustowość łączy. Dodatkowo opóźnienie transmisji nie może być zbyt duże, w przeciwnym wypadku wpłynie to na negatywne postrzeganie przez widzów jakości przesyłanej transmisji. Nie bez znaczenia jest także poziom traconych. W przypadku wykorzystywanych obecnie algorytmów kompresji nawet stosunkowo niewielki poziom utraty pakietów powoduje bardzo duże zakłócenia transmisji (dla usługi IPTV poziom utraty pakietów nie może być większy niż 10-6).

W celu zbudowania optymalnego drzewa dystrybucji multicastowej stosuje się protokoły routingu multicastowego, które bazują na specjalnie do tego celu przygotowanych algorytmach. Podstawowym zadaniem protokołu jest utworzenie optymalnej ścieżki pomiędzy nadawcą (lub kilkoma nadawcami) informacji a odbiorcami danych multicastowych. Sposób konstrukcji drzewa ma istotne znaczenie dla optymalizacji sieci pod względem wydajności. Biorąc pod uwagę złożoność algorytmu chcemy minimalizować zużycie zasobów sprzętowych (w tym przypadku routerów lub ewentualnie zarządzalnych przełączników) i poprawiać parametry transmisji (np. minimalizując opóźnienia w przekazach).

Algorytmy tworzenia drzew dystrybucyjnych można podzielić ze względu na sposób w jaki te struktury są tworzone. Najprostszymi algorytmami są tzw. prymitywne (ang. simply-minded), następnie trochę bardziej złożone, to algorytmy tworzące drzewa od źródła (ang. source trees) oraz kolejne, najbardziej złożone to algorytmy drzewa współdzielonego (ang. shared trees). W dystrybucji multicast zakłada się dowolną ilość odbiorców w sieci Internet co pociąga za sobą różne uwarunkowania co do rozmieszczenia odbiorców w topologii tejże sieci. Dlatego ze względu na rozproszenie odbiorców w sieci możemy wyróżnić dwa tryby:

tryb gęsty (ang. dense mode) - kiedy to w pewnym obszarze duża liczba podsieci posiada przynajmniej po jednym członku grupy. Istnieje wtedy konieczność przekazywania pakietów do wszystkich tych podsieci.
tryb rzadki (ang. sparse mode) - kiedy to członkowie grup znajdują się w dużym rozproszeniu.

UWAGA!! Do spełnienia założeń projektu skorzystać musimy z jednego z poniższych protokołów transmisji grupowej. Są nimi :

protokoły wewnątrzdomenowe tj:

a) Protokół DVMRP (ang. Distance-Vector Multicast Routing Protocol);

b) Protokół MOSPF (ang. Multicast Extensions to Open Shortest Path First);

c) Protokół PIM-SM (Protocol Independent Multicast - Sparse Mode) lub PIM-DM (PIM -Dense Mode);

protokoły międzydomenowe tj:

a) Protokół (MGBP) Multiprotocol Extensions to Border Gateway Protocol;

Wyznaczenie QoS w naszej sieci sprowadzało sie do zbudowania policy-map oraz klas, którym przypisuje sie w zależności od potrzeb priorytety ruchu w siecach LAN i WAN.

Próbowaliśmy wykorzystać technike rozszerzonych list dostępu (extended access-list) do interfejsów na routerach, ale ta technika nie spełniała założen projektu i została przez nas wykluczona.

WNIOSKI I KONTYNUACJA PROJEKTU

Przyjęty prze grupę plan działań i podąrzanie tym kierunkiem okazały sie być mało pomocne w realizacji założeń projektu. Jednak bardzo pomocnym okazało sie zbudowanie takiej sieci co więcej próby realizacji założeń projektu. Doprowadziły one do wniosków:

a) niemożliwe jest świadczenie usług transmisji grupowej wideo bez zakłóceń w sieciach opartych na protokole routingu RIP v2 zbudowanych w sali laboratorium nr3 Instytutu Informatyki;

b) możliwe byłoby zbudowanie takiej sieci przy dyspozycji żywą struktura sieci LAN ( z chmurką ) , gdzie routing międzydomenowy jest zapewniony przez odpowiednie do założeń protokoły transmisji grupowej i zmiany kierunku działania;

c) transmisja grupowa wideo jest specyficzną (wymagająca) usługą sieci multimedialnych, dlatego wymaga odrębnego podejścia w sensie realizacji połaczeń w sieciach LAN i WAN;

d) jesli wymagania dotyczące transmisji grupowej wideo zostaną osiągniete w zbudowanej sieci z wyznaczonymi priorytetami dostępu użytkowniak ado poszczególnych usług, pozostałe usługi (VoIP, FTP) będa działały bez niespodziewanych problemów;

e) w zależności od szeroości pasma mediów transmisyjnych i charakteru sieci z jaką mamy do czynienia zależnym od potrzeb użytkowników naszej sieci musimy zadecydować o priorytetyach uług w sieciach multimedialnych;

Przy kontynuacji projektu należy rozważyć użycie protokołu routującego tj: EIGRP lub polecany przez nas OSPF v2 , ktore umożliwią stworzenie drzew decyzyjnych routerów.

W kolejnym etapie należy wybrac jeden z protokołów routingu trasnsmisji grupowej kompatybilnego z protokołem routingu wybranego w poprzednim kroku i zrealizowanie polityki priorytetów usług w sieci (QoS za pomoca policy-map).

Moduł NAM powinien być opisany od strony możliwości administracji siecią oraz narzędzi do analizy ruchu w sieci przez administratora, wykorzystując do tego web-GUI.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
sprawozdanie.sieci.6.marek, Politechnika Lubelska, Studia, Semestr 6, sem VI, VI-semestr, 05labsieci
Sprawozdanie z sieci nr 5
sprawozdanie sieci WLAN - Tkaczyk, Sieci Komputerowe
Sprawozdanie z Sieci Komputerowych
!Sprawozdanie 2, Uczelnia od Vekh, SPRAWOZDANIA SIECI
SZWAL SPRAWOZDANIE 5, Sieci Komputerowe
szablon sprawozdan, Sieci komputerowe
Sprawozdanie-Sieci komputerowe, laboratorium 1 i 1a, Kopia
SZWAL SPRAWOZDANIE 2, Sieci Komputerowe
!Sprawozdanie 1, Uczelnia od Vekh, SPRAWOZDANIA SIECI
Sprawozdanie 2, Uczelnia od Vekh, SPRAWOZDANIA SIECI
Sprawozdanie 3, Uczelnia od Vekh, SPRAWOZDANIA SIECI
!Sprawozdanie 4, Uczelnia od Vekh, SPRAWOZDANIA SIECI
!Sprawozdanie 3, Uczelnia od Vekh, SPRAWOZDANIA SIECI
sprawozdanie.sieci.6.marek, Politechnika Lubelska, Studia, Semestr 6, sem VI, VI-semestr, 05labsieci
przykladowe sprawozdanie sieci
Protokół Smtp, Studia, sprawozdania, sprawozdania od cewki 2, Dok 2, Dok 2, POLITECHNIKA LUBELSKA, P
Sprawozdanie SKM styk S w sieci ISDN
[ĆW 3] Wyrównanie sieci poziomej sprawozdanie

więcej podobnych podstron