Prowadzący: dr inż. Marcin Markowski

Nr grupy: 5

Termin: Pon TP 15:15

Sprawozdanie z laboratorium

Technologie Sieciowe 2

Szacowanie wymaganej przepustowości łącza

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było oszacowanie wymaganej przepustowości łącza internetowego dla poszczególnych usług sieciowych, a także obliczenie wymaganej minimalnej przepustowości łącza dla całości wykorzystywanych usług. Do analizy ruchu sieciowego wykorzystaliśmy program Wireshark.

Założenia

W firmie „Demo” pracuje 25 osób. Pracownicy przez 30% czasu przeglądają strony WWW. Na 2 stacjach przez cały dzień pracy uruchomione jest radio internetowe, na jednej stacji TV. Wszyscy pracownicy do komunikacji wykorzystują komunikatory Skype oraz telefonów IP lub softphonów (wybrać) oraz pocztę elektroniczną. 2  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 16 GB.

Wykonanie

Do wygenerowania ruchu sieciowego wykorzystaliśmy następujące programy:

Nazwa programu	Funkcja
Skype	Komunikator
Mozilla Firefox	Przeglądarka internetowa
Mozilla Thunderbird	Klient e-mail
Windows Media Player	Odtwarzacz – radio internetowe
Filezilla	Klient FTP

Testy zostały przeprowadzone dla 15-minutowego odcinka czasu, podczas którego wygenerowaliśmy ruch sieciowy. Następnie przy pomocy programu Wireshark przeanalizowaliśmy zebrane dane i uzyskaliśmy wyniki dla poszczególnych usług sieciowych.

Nazwa programu	Rodzaj danych
Skype	15 minutowa rozmowa w trybie wideokonferencji
Mozilla Firefox	Otwarcie kilku najpopularniejszych portali internetowych (np. onet.pl, wp.pl, interia.pl) oraz odtwarzanie filmów z serwisu youtube.com
Mozilla Thunderbird	6 odebranych wiadomości, 1 wysłana z załącznikami
Windows Media Player	15 minut słuchania Radia Wrocław
Filezilla	15 minut przesyłania pliku .zip na serwer oraz pobieranie obrazu płyty systemu Linux z serwera

Poniższa tabela prezentuje ogólne podsumowanie wygenerowanego przez nas ruchu sieciowego:

Ilość transmitowanych danych [MB]	Prędkość średnia [Mbit/s]	Czas [s]
1403,042	12,472	900

Wykres przetransmitowanych danych (bytes/ticks) od czasu (s)

W celu uzyskania wyników dla konkretnych usług sieciowych zastosowaliśmy odpowiednie filtry w programie Wireshark. Filtrowanie odbywa się poprzez zadanie odpowiedniego adresu źródłowego/docelowego lub portu. Przy wynikach dla każdej usługi podaliśmy parametry filtra, jakim posłużyliśmy się w celu uzyskania tych danych. Korzystaliśmy także z funkcji IO Graphs do wygenerowania wykresów oraz Protocol hierarchy do odczytania wartości przetransmitowanych danych.

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:

Prędkość transmisji pozostaje przez cały czas na niemal identycznym poziomie (transmisja jest symetryczna). Dzieje się tak, ponieważ obie strony rozmowy zarówno wysyłają, jak i odbierają dane (wideo+audio).

Mozilla Firefox: http

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
4,43	4,43	0,000	0,030	0,000

W przypadku przeglądania stron internetowych, dane są pobierane tylko w momencie ładowania konkretnej strony.

Mozilla Firefox (serwis youtube.com): ip.src == 74.125.218.52

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
249,03	249,03	0,000	3,258	0,000

Oglądanie filmów w serwisie youtbe.com odbywa się poprzez wstępne załadowanie krótkiej części filmu, a następnie w miarę oglądania pobierane są dane z wyprzedzeniem, aby zachować ciągłość odtwarzania (odtwarzacz stosuje buforowanie).

Mozilla Thunderbird: tcp.port == 993 (POP3) oraz tcp.port == 465 (SMTP)

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
1,15	0,06	1,09	0,001	0,208

Wykres dla POP3:

Wykres dla SMTP:

Jak widać z powyższych wykresów, dane w przypadku wysyłania i odbierania poczty e-mail generowane są tylko w momencie wykonania danej czynności.

Radio internetowe -Windows Media Player: ip.src == 37.48.92.172

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
19,26	19,26	0,000	0,132	0,000

Słuchanie radia internetowego jednostajnie obciąża łącze internetowe. Dane przesyłane są w sposób ciągły (streaming).

Filezilla: ftp, ip.src == 213.186.33.205 oraz ip.dst == 213.186.33.205

Ilość transmitowanych danych [MB]	Ilość pobieranych danych [MB]	Ilość wysyłanych danych [MB]	Prędkość down [Mbit/s]	Prędkość up [Mbit/s]
1097,230	625,86	471,37	8,464	1,232

Kiedy wysyłamy pliki na serwer FTP wykorzystujemy całą dostępną przepustowość łącza (jedynie w momencie, kiedy jakiś inny program także wysyła dane, prędkość ta zmniejsza się).

Szybkość pobierania podobnie zależy od obciążenia łącza w konkretnym momencie i wykorzystuje możliwie największą cześć przepustowości łącza.

Wyliczenie przepustowości łącza dla zadanej firmy

Wykorzystując założenia podane na początku sprawozdania oraz wyniki pomiarów, możemy obliczyć wymagane przepustowości dla poszczególnych usług, z których korzystać będzie firma.

Liczba jednostek	Nazwa usługi	Częstotliwość korzystania z usługi	Wymagana prędkość down [Mbit/s]	Wymagana prędkość up [Mbit/s]
25	WWW	30% dnia	25 x 0,030 x 0,3 = 0,225	0
2	Radio internetowe	cały dzień	2 x 0,132 = 0,264	0
1	TV	cały dzień	1 x 3,258 = 3,258	0
25	Poczta e-mail	Cały dzień (?)	25 x 0,001 = 0,025	25 x 0,208 = 5,2
2	Wideokonferencja	2x 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 8,464 = 8,464	0
1	Backup bazy danych (16GB)	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

Wybór i opis łącza internetowego

Siedziba firmy 'Demo' mieści się przy ul. Powstańców Śląskich we Wrocławiu. Najkorzystniejszą usługą dostępną w tej lokalizacji wydaje się być Inter-Netia. Dostępna przepustowość 100 Mb/s w obie strony całkowicie zaspokoi potrzeby firmy i zapewni komfortowy dostęp do wszystkich usług. Inter-Netia oferuje 24-miesięczną umowę, w tym za pierwsze 8 miesięcy opłata wynosi jedynie 1 zł, natomiast od 9 miesiąca opłata wynosi 59,90 zł. Ponadto jednorazowo należy wnieść opłatę aktywacyjną, która wynosi 9 zł.

Pytania

Które usługi mają profil ruchu symetryczny, a które asymetryczny?

Usługi o profilu symetrycznym to np. VoIP, wideokonferencje. Natomiast usługi asymetryczne to np. ftp, www, radio internetowe.

W jakich przypadkach w firmie niezbędne jest symetryczne łącze do Internetu?

Łącze symetryczne jest konieczne, jeśli zależy nam na dużej przepustowości „w górę” (np. kiedy wysyłamy do sieci duże ilości danych. Łącze symetryczne zapewnia identyczne prędkości download i upload.

Co to jest CIR?

Skrót CIR oznacza gwarantowaną przepustowość łącza przez dostawcę telekomunikacyjnego.

Czy najważniejszym parametrem dla usługi sieciowej jest pasmo (przepustowość)?

Przepustowość jest jednym z najważniejszych parametrów, na jaki powinniśmy zwracać uwagę przy wyborze odpowiedniej oferty. Niemniej należy uważać na marketingowe chwyty operatorów, którzy najczęściej w materiałach promocyjnych stosują określenie „prędkość do X Mbit/s”, co oznacza, że operator nie gwarantuje zapewnienia podanej prędkości i najczęściej okazuje się ona dużo niższa. W droższych ofertach operatorzy stosują CIR (przepustowość gwarantowaną), ponadto często gwarantują także niezawodny czas działania usługi (np. 99,99% w skali roku). Jeśli zależy nam na publicznym adresie IP, powinniśmy wybrać taką ofertę, w którą taka opcja jest wliczona lub istnieje możliwość jej wykupienia.

Jakie usługi sieciowe wymagają także zapewnienia innych parametrów sieci (podać
te parametry)?

Jeśli chcemy, aby zasoby naszej sieci wewnętrznej były dostępne także z Internetu, to wymagany jest publiczny adres IP. Ponadto niektóre usługi (np. youtube.com czy oglądanie transmisji telewizyjnych) sprawdzają na podstawie adresu IP z jakiego kraju następuje połączenie i udzielają, bądź nie, dostęp do oferowanej zawartości.

Czy cena za łącza Internetowe rośnie liniowo wraz z przepustowością tego łącza?

Istnieje wiele usług oferowanych przez różnych operatorów na innych zasadach, jednak zazwyczaj cena usługi rośnie wolniej niż oferowana przepustowość łącza.

Wnioski

Obliczanie przepustowości łącza w przedstawiony sposób jest dość wygodne, jednak wymaga czasu i dość sprawnego komputera (im większa próba czasu, tym więcej pakietów do przeanalizowania – w naszym wypadku, po 15 minutach mieliśmy ok. 1,5 GB danych do przeanalizowania). Otrzymane wyniki są raczej szacunkowe – wszystko zależy od tego, jak wygląda plan pracy przedsiębiorstwa i jak rozkłada się korzystanie z poszczególnych usług w czasie przez użytkowników. Obecnie jednak oferty operatorów są na tyle korzystne i atrakcyjne cenowo, że nawet małe firmy i użytkownicy prywatni mogą wykupić usługę, która będzie aż nadto wystarczająca do zapewnienia komfortowego korzystania z Internetu.