MIIT102 Fundamentos de Modelado y Simulación

INET Framework - Laboratorio 4: Incorporación de Switch Ethernet y Protocolo TCP

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Tabla de Contenidos

Introducción

En este laboratorio, los estudiantes aprenderán a incorporar un Switch Ethernet a una red existente y a implementar el protocolo TCP entre un cliente y un servidor utilizando las aplicaciones TcpBasicClientApp y TcpGenericServerApp. Al finalizar, los participantes comprenderán cómo configurar redes en OMNeT++ y cómo simular el tráfico TCP.

Objetivos

  • Incorporar un Switch Ethernet a la red existente.
  • Utilizar un canal personalizado basado en DataRateChannel.
  • Implementar el protocolo TCP entre un cliente y un servidor mediante las aplicaciones TcpBasicClientApp y TcpGenericServerApp.

1. Creación del Proyecto

  • Crear un nuevo proyecto vacío en OMNeT++ llamado lab2EthSwitch.
  • Establecer la referencia al proyecto inet4.5.

2. Configuración de la Red

  • Crear un archivo NED vacío y nombrarlo lab4.ned.
  • Agregar un elemento Network, un ipv4NetworkConfigurator y dos StandardHost en la red.
  • Renombrar el ipv4NetworkConfigurator a configurator y los dos hosts a client y server respectivamente.
  • Insertar un elemento ethernetSwitch entre los dos hosts.

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3. Configuración del Canal Personalizado

  • Agregar un canal personalizado seleccionando Channel y luego haciendo clic en cualquier parte del lienzo.

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  • Renombrar el canal como GigabitEthernet.
  • Utilizar la conexión recién creada para conectar los dos hosts al Switch Ethernet.

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  • Modificar el canal GigabitEthernet en el código del archivo NED para que esté basado en DataRateChannel, con los siguientes parámetros:
import inet.networklayer.configurator.ipv4.Ipv4NetworkConfigurator;
import inet.node.ethernet.EthernetSwitch;
import inet.node.inet.StandardHost;
 
network TwoHostSwitch
{
    @display("bgb=422,228");
 
    submodules:
        configurator: Ipv4NetworkConfigurator {
            @display("p=223,31");
        }
 
        client: StandardHost {
            @display("p=93,161");
        }
 
        server: StandardHost {
            @display("p=307,161");
        }
 
        ethernetSwitch: EthernetSwitch {
            @display("p=200,104");
        }
 
    connections:
        client.ethg++ <--> GigabitEthernet <--> ethernetSwitch.ethg++;
        ethernetSwitch.ethg++ <--> GigabitEthernet <--> server.ethg++;
}
 
channel GigabitEthernet extends ned.DatarateChannel
{
    datarate = 1Gbps;
    delay = 1us;
    ber = 1e-10;
}

4. Generación del Archivo .ini

  • Para este laboratorio, se utilizarán las aplicaciones TcpBasicClientApp en el cliente y TcpGenericServerApp en el servidor.
  • Limitar el tiempo de simulación a 600 segundos (10 minutos).
  • Crear un archivo de inicialización vacío (omnetpp.ini) y añadir el siguiente código:
[Config AppTCP]
network = TwoHostSwitch
sim-time-limit = 600s
 
*.client.numApps = 1
*.client.app[0].typename = "TcpBasicClientApp"
*.client.app[0].connectAddress = "server"
*.client.app[0].connectPort = 10021
*.client.app[0].requestLength = 100B
*.client.app[0].replyLength = 100B
*.client.app[0].numRequestsPerSession = 2
*.client.app[0].thinkTime = 1s
*.client.app[0].idleInterval = 20s
 
*.server.numApps = 1
*.server.app[0].typename = "TcpGenericServerApp"
*.server.app[0].localAddress = "server"
*.server.app[0].localPort = 10021
*.server.app[0].replyDelay = 1s

5. Ejecución de la Simulación

  • Correr la simulación en OMNeT++. Podrás ver los mensajes de las sesiones TCP que se establecen entre el cliente y el servidor.

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6. Módulos Utilizados en Este Laboratorio

DatarateChannel

Las conexiones de red cableadas, por ejemplo, los cables Ethernet, se representan con conexiones OMNeT++ estándar utilizando el tipo DatarateChannel NED. Los parámetros datarate y delay del canal deben proporcionarse para todas las conexiones cableadas.

Documentación de DatarateChannel

EthernetSwitch

EthernetSwitch modela un conmutador Ethernet. Los conmutadores Ethernet desempeñan un papel importante en las LAN Ethernet modernas.

Documentación de EthernetSwitch

TcpBasicClientApp

Cliente para un protocolo genérico de tipo petición-respuesta sobre TCP. Puede utilizarse como modelo aproximado de usuarios HTTP o FTP.

Documentación de TcpBasicClientApp

TcpGenericServerApp

Aplicación de servidor genérico para modelar protocolos o aplicaciones del estilo petición-respuesta basadas en TCP.

Documentación de TcpGenericServerApp

7. Preguntas y Actividades Adicionales

  • ¿Cuál es la secuencia de mensajes para el inicio y finalización de las sesiones TCP?
  • ¿Qué host inicia y termina las sesiones en esta simulación?
  • ¿Cuántos segmentos TCP se envían entre el cliente y el servidor en cada sesión?
  • Aumente el valor del requestLength a 1024 bytes. Con esta nueva configuración, ¿cuántos segmentos TCP se enviarán entre el cliente y el servidor en cada sesión? Explique su respuesta.
  • Agregue un cliente y modele la generación de tráfico FTP hacia el servidor.
  • Agregue un cliente y modele la generación de tráfico HTTP 1.1 hacia el servidor.
  • ¿Cuál es el throughput del tráfico recibido por el cliente para cada aplicación? Sugerencia: utilice la estadística packetReceived.

8. Implementación de Aplicación UDP

Instrucciones

  • Utilizando de referencia los laboratorios anteriores y la documentación del INET Framework, genere una simulación de tráfico UDP entre el cliente y el servidor.
  • Utilice la aplicación UdpBasicApp en el cliente y UdpEchoApp en el servidor.

9. Referencias

10. Ejecución de Múltiples Simulaciones

Si deseas correr varias simulaciones con diferentes parámetros, agrega las siguientes líneas al archivo omnetpp.ini:

repeat = 10  # Ejecuta la simulación 10 veces

Esto generará resultados múltiples que puedes analizar para obtener promedios, intervalos de confianza y otras métricas estadísticas.

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