ВКР Моделирование модуля активного управления трафиком сети передачи данных

Оригинальность по АП.Вуз на 27 февраля 2023 года более 70%.

Оригинал документа в pdf, конвертация в Word автоматическая (в word могут быть недочеты форматирования, которые вы легко отредактируете).

Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка используемой литературы

из 34 наименований и 4 приложений.

Во введении сформулированы цели и задачи, описана актуальность работы и методы,

используемые в работе.

В первой главе приводятся основные сведения о методах моделирования модуля ак-

тивного управления трафиков сети передачи данных и литературный обзор по заданной

тематике.

Во второй главе описаны программные средства, с помощью которых создается про-

граммный комплекс для моделирования модуля активного управления трафиком и ис-

следования сетевых характеристик элементов сети.

Третья глава посвящена способу взаимодействия с программным модулем и иссле-

дованию сетевых характеристик сетей, имеющих различные топологии и сетевые пара-

метры. В данной главе реализован программный модуль для среды Mininet, который

позволяет создавать виртуальные сети без правки исходного кода программы.

В заключении представлены результаты и выводы по проделанной работе.

В приложении представлены полные листинги программ, написанных в ходе подго-

товки выпускной квалификационной работы.

Список используемых сокращений 4

Введение 5

1 Моделирование сетей в среде Mininet и анализ их производительности 8

1.1 Обзор исследований в области моделирования в среде Mininet . . . . . . 8

1.2 Обзор исследований в области анализа производительности сетей и сете-

вых компонентов в среде Mininet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.3 Алгоритмы управления перегрузками в сети . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Исследование возможностей моделирования сетей и измерения сете-

вых характеристик в Mininet 13

2.1 Mininet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.1 Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.2 Создание простой сети с помощью Python и модуля Mininet . . . . 14

2.1.3 MiniEdit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2 Генерация и измерение сетевого трафика с помощью утилиты iPerf3 . . . 17

2.2.1 Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.2.2 Тестирование пропускной способности с помощью iPerf3 . . . . . . 17

2.3 Использование утилиты iproute2 для настройки интерфейсов сетевых эле-

ментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.1 Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.2 Утилита tc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3 Моделирование модуля активного управления трафиком сети переда-

чи данных 22

3.1 Создание модуля для среды Mininet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2 Тестирование программного модуля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.3 Пример простой сети с несколькими хостами . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Заключение 37

A Класс NetStatsPlotter 39

B Класс Monitor 41

C Класс CustomTopology 43

D Класс CustomModel 44

[1] Наливайко С. М. Автоматизация процессов моделирования и измерения сетевых

характеристик в Mininet // Информационно-телекоммуникационные технологии и

математическое моделирование высокотехнологичных систем: материалы Всерос-

сийской конференции с международным участием. — 2022. — P. 397–403.

[2] Open Networking Foundation. — URL: https://opennetworking.org.

[3] OpenFlow. — URL: https://opennetworking.org/sdn-resources/

customer-case-studies/openflow/.

[4] Software-defined networking. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/

Software-defined_networking.

[5] RESEARCH OF SDN NETWORK PERFORMANCE PARAMETERS USING

MININET NETWORK EMULATOR / Oleksandr I. Romanov, Anton I. Marinov,

Ivan O. Saychenko, Serhii S. Skolets // Information and Telecommunication Sciences. —

2021.

[6] Round Trip Time. — URL: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Glossary/

Round_Trip_Time_(RTT).

[7] Kaur K., Singh Japinder, Ghumman N. Mininet as Software Defined Networking

Testing Platform // International Conference on COMMUNICATION, COMPUTING

& SYSTEMS(ICCCS–2014). — EXCEL INDIA PUBLISHERS, 2014. — P. 139–142.

[8] Command-line interface. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Command-line_

interface.

[9] Implementation of simplified custom topology framework in Mininet / Chandan Pal,

S Veena, Ram P. Rustagi, K. N. B. Murthy // 2014 Asia-Pacific Conference on Computer

Aided System Engineering (APCASE). — 2014.

[10] Shivayogimath Chaitra N., Reddy N. V. Uma. Performance Analysis of a

Software Defined Network Using Mininet // Artificial Intelligence and Evolutionary

Computations in Engineering Systems: Proceedings of ICAIECES 2015 / Ed. by Subhransu Sekhar Dash, M. Arun Bhaskar, Bijaya Ketan Panigrahi, Swagatham Das. —

Springer, 2016. — P. 391–398.

[11] Performance Analysis of Congestion Control Mechanism in Software Defined Network

(SDN) / M. Z. A. Rahman, N. Yaakob, A. Amir et al. — 2017.

[12] Link Layer Discovery Protocol. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Link_

Layer_Discovery_Protocol.

[13] A Performance Evaluation of TCP BBRv2 Alpha / Jose Gomez, Elie Kfoury,

Jorge Crichigno et al. // 2020 43rd International Conference on Telecommunications

and Signal Processing (TSP). — IEEE, 2020.

[14] TCP BBR v2 Alpha/Preview Release. — URL: https://github.com/google/bbr/

blob/v2alpha/README.md.

[15] BBR: Congestion-Based Congestion Control / Neal Cardwell, Yuchung Cheng,

C. Stephen Gunn et al. // ACM Queue. — 2016. — Vol. 14. — P. 20–53.

[16] tc-netem(8) — Linux manual page. — URL: https://man7.org/linux/man-pages/

man8/tc-netem.8.html.

[17] tc-tbf(8) — Linux manual page. — URL: https://man7.org/linux/man-pages/man8/

tc-tbf.8.html.

[18] CUBIC for Fast Long-Distance Networks : RFC : 8312 / RFC Editor ; Executor:

Injong Rhee, Lisong Xu, Sangtae Ha et al. : 2018. — 02. — URL: https://www.

rfc-editor.org/rfc/rfc8312.txt.

[19] Metrics for the Evaluation of Congestion Control Mechanisms : RFC : 5166 / RFC

Editor ; Executor: S. Floyd : 2008. — 03. — URL: https://www.rfc-editor.org/rfc/

rfc5166.txt.

[20] TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Recovery

Algorithms : RFC : 2001 / RFC Editor ; Executor: W. Richard Stevens : 1997. — 01. —

URL: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2001.

[21] Mininet. — URL: http://mininet.org/.

[22] Mininet Python API Reference Manual. — URL: http://mininet.org/api/

annotated.html.

[23] pip. — URL: https://pypi.org/project/pip/.

[24] iPerf - The ultimate speed test tool for TCP, UDP and SCTP. — URL: https://iperf.

fr/iperf-doc.php.

[25] iPerf 3 user documentation. — URL: https://iperf.fr/iperf-doc.php.

[26] iproute2. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Iproute2.

[27] ip(8) — Linux manual page. — URL: https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc.

8.html.

[28] tc(8) — Linux manual page. — URL: https://man7.org/linux/man-pages/man8/tc.

8.html.

[29] ss(8) — Linux manual page. — URL: https://man7.org/linux/man-pages/man8/ss.

8.html.

[30] TOML. — URL: https://toml.io/en/.

[31] sleep(3) — Linux manual page. — URL: https://man7.org/linux/man-pages/man3/

sleep.3.html.

[32] Internet of Things (IoT) for Next-Generation Smart Systems: A Review of

Current Challenges, Future Trends and Prospects for Emerging 5G-IoT Scenarios /

Kinza Shafique, Bilal A. Khawaja, Sameer Qazi Farah Sabir, Muhammad Mustaqim //

Information and Telecommunication Sciences. — 2020.

[33] ns-3 - Network Simulator. — URL: https://www.nsnam.org.

[34] gns3. — URL: https://www.gns3.com.