10 research outputs found

    Estimation of available bandwidth by generation of test packets through NetFPGA

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    Estimar el ancho de banda disponible requiere mediciones y análisis adecuados de los flujos de paquetes producidos donde, errores asociados a la generación y recepción de paquetes de prueba son complejos de controlar y en algunos casos están fuera del alcance de las herramientas de estimación. La marcación incorrecta de los paquetes, el uso de tarjetas de red estándar, el no uso de la capacidad real de transmisión, la recepción de los paquetes fuera de orden, la replicación, la manipulación inadecuada de las herramientas de estimación, entre otros, obstaculizan la correcta medición del ancho de banda disponible. A su vez, el rendimiento y precisión impuestos por el sistema operativo, el cual no permite dar prioridad al proceso a la generación, envío y recepción de los paquetes de prueba, son procesos complejos de controlar y en algunos casos están fuera del alcance de las herramientas de estimación. A continuación, se presenta el diseño de una herramienta que permite la generación de paquetes de prueba a nivel de hardware utilizando NetFPGA. Esta plataforma permite modificar su comportamiento por los arreglos lógicos programables que posee para generar y transmitir paquetes a velocidad del enlace e interactúa con la herramienta software de estimación de ancho de banda disponible llamada Traceband. Su diseño contiene diversos módulos que realizan la generación de los paquetes de prueba, la marcación del timestamp de envío de los paquetes de prueba y describe la forma en que la NetFPGA y Traceband se comunican a través del módulo Traceband Register.Estimate the available bandwidth required of appropriate measurements and analysis of packet flows produced and the measures contained in them, errors associated with generating and receiving test packets cannot be controlled and are outside the scope of tools estimation. Incorrect timestamp of test packets, using standard network card, the not using the real capacity of transmission of the network interfaces, receiving packets out of order, replication, packet corruption, among others, hinder the correct measurement of available bandwidth. The interchange of process in the operating system ago to be added unnecessary time between sending test packets and therefore are added errors in estimating the available bandwidth. The purpose of this article is to design a mechanism that allows for the generation of test packets at the hardware level using a technology called NetFPGA. This platform allows you to modify their behavior by having programmable logic arrays to generate and transmit packets to the link speed and in turn, interact with the software tool called Traceband estimate. The results raised the various modules for generating test packets and dialing the timestamp sent to the RAM of the NetFPGA; In addition to describing how the NetFPGA and Traceband must communicate it is through Traceband Register module

    Estimación de ancho de banda disponible por generación de paquetes de prueba a través de NetFPGA

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    Estimate the available bandwidth required of appropriate measurements and analysis of packet flows produced and the measures contained in them, errors associated with generating and receiving test packets cannot be controlled and are outside the scope of tools estimation. Incorrect timestamp of test packets, using standard network card, the not using the real capacity of transmission of the network interfaces, receiving packets out of order, replication, packet corruption, among others, hinder the correct measurement of available bandwidth. The interchange of process in the operating system ago to be added unnecessary time between sending test packets and therefore are added errors in estimating the available bandwidth. The purpose of this article is to design a mechanism that allows for the generation of test packets at the hardware level using a technology called NetFPGA. This platform allows you to modify their behavior by having programmable logic arrays to generate and transmit packets to the link speed and in turn, interact with the software tool called Traceband estimate. The results raised the various modules for generating test packets and dialing the timestamp sent to the RAM of the NetFPGA; In addition to describing how the NetFPGA and Traceband must communicate it is through Traceband Register module.Estimar el ancho de banda disponible requiere mediciones y análisis adecuados de los flujos de paquetes producidos donde, errores asociados a la generación y recepción de paquetes de prueba son complejos de controlar y en algunos casos están fuera del alcance de las herramientas de estimación. La marcación incorrecta de los paquetes, el uso de tarjetas de red estándar, el no uso de la capacidad real de transmisión, la recepción de los paquetes fuera de orden, la replicación, la manipulación inadecuada de las herramientas de estimación, entre otros, obstaculizan la correcta medición del ancho de banda disponible. A su vez, el rendimiento y precisión impuestos por el sistema operativo, el cual no permite dar prioridad al proceso a la generación, envío y recepción de los paquetes de prueba, son procesos complejos de controlar y en algunos casos están fuera del alcance de las herramientas de estimación. A continuación, se presenta el diseño de una herramienta que permite la generación de paquetes de prueba a nivel de hardware utilizando NetFPGA. Esta plataforma permite modificar su comportamiento por los arreglos lógicos programables que posee para generar y transmitir paquetes a velocidad del enlace e interactúa con la herramienta software de estimación de ancho de banda disponible llamada Traceband. Su diseño contiene diversos módulos que realizan la generación de los paquetes de prueba, la marcación del timestamp de envío de los paquetes de prueba y describe la forma en que la NetFPGA y Traceband se comunican a través del módulo Traceband Register

    Esquema de timestamp en la recepción de paquetes de prueba a través de la Netfpga para la estimación de ancho de banda disponible en Traceband

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    Los servicios y aplicaciones que se ofrecen actualmente sobre internet como video bajo demanda, requieren estimación de parámetros que determinen la calidad de una conexión como el ancho de banda disponible. Para la estimación del ancho de banda disponible (ABW) se han desarrollado herramientas de software como Pathload, Spruce y Traceband. Estas herramientas presentan limitaciones en la precisión de la estimación debido a los retardos que sufren los paquetes en los procesos inherentes del sistema operativo. La herramienta requiere precisión en la captura del tiempo de llegada de los paquetes y esto se logra realizando el timestamp a nivel físico. Para ello se utiliza la NetFPGA dado que permite modificar el comportamiento como tarjeta de red adicionando módulos de acuerdo a las necesidades del proyecto. En el diseño del esquema de marcación de los tiempos de llegada de los paquetes de prueba se utiliza la herramienta Traceband, esta se encarga del envío y cálculo del ABW y la NetFPGA se encarga de realizar la marca de tiempo de llegada de los paquetes en la recepción en hardware y basados en este valor se realiza la estimación del ABW. Se diseñaron los módulos Timestamp e Identificación en la NetFPGA, y los cambios requeridos en Traceband para comunicarse con la NetFPGA

    Timestamp scheme in the reception of test packets through Netfpga for the estimation of available bandwidth in Traceband

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    Los servicios y aplicaciones que se ofrecen actualmente sobre internet como video bajo demanda, requieren estimación de parámetros que determinen la calidad de una conexión como el ancho de banda disponible. Para la estimación del ancho de banda disponible (ABW) se han desarrollado herramientas de software como Pathload, Spruce y Traceband. Estas herramientas presentan limitaciones en la precisión de la estimación debido a los retardos que sufren los paquetes en los procesos inherentes del sistema operativo. La herramienta requiere precisión en la captura del tiempo de llegada de los paquetes y esto se logra realizando el timestamp a nivel físico. Para ello se utiliza la NetFPGA dado que permite modificar el comportamiento como tarjeta de red adicionando módulos de acuerdo a las necesidades del proyecto. En el diseño del esquema de marcación de los tiempos de llegada de los paquetes de prueba se utiliza la herramienta Traceband, esta se encarga del envío y cálculo del ABW y la NetFPGA se encarga de realizar la marca de tiempo de llegada de los paquetes en la recepción en hardware y basados en este valor se realiza la estimación del ABW. Se diseñaron los módulos Timestamp e Identificación en la NetFPGA, y los cambios requeridos en Traceband para comunicarse con la NetFPGA.The services and applications that are currently offered over the Internet as video on demand, require estimation of parameters that determine the quality of a connection such as the available bandwidth. To estimate the available bandwidth (ABW), software tools such as Pathload, Spruce and Traceband have been developed. These tools present limitations in the precision of the estimation due to the delays suffered by the packets in the inherent processes of the operating system. The tool requires precision in capturing the arrival time of the packets and this is achieved by performing the timestamp at the physical level. For this, the NetFPGA is used since it allows modifying the behavior as a network card by adding modules according to the needs of the project. In the design of the marking scheme for the arrival times of the test packets, the Traceband tool is used, this is in charge of sending and calculating the ABW and the NetFPGA is in charge of making the arrival timestamp of the packets in & nbsp; reception in hardware and based on this value the ABW estimation is made. The Timestamp and Identification modules were designed in the NetFPGA, and the changes required in Traceband to communicate with the NetFPGA

    Design a test packet arrival time marking scheme in a bandwidth estimator available through the NETFPGA in order to reduce your estimation error

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    El trabajo de investigación titulado “Diseño de un esquema de marcación de tiempos de llegada de paquetes de prueba en un estimador de ancho de banda disponible a través de la NetFPGA con el fin de reducir su error de estimación”, fue desarrollado por la Ing. Nydia Susana Sandoval Carrero bajo la dirección del profesor Cesar Darío Guerrero Santander. Existen en la literatura diversas herramientas que buscan estimar el ancho de banda disponible de extremo a extremo. Estas herramientas basan sus cálculos en las marcaciones de tiempo cuando los paquetes de prueba usados por las herramientas, llegan al receptor de la medición. Dado que esta marcación se realiza a nivel de software, existen diferentes fuentes de error principalmente asociadas a variaciones generadas por otros procesos que toman control del sistema operativo. El propósito de esta investigación es diseñar un mecanismo que permita realizar el marcado de tiempo de los paquetes a nivel de hardware utilizando una tecnología denominada NetFPGA. Esta plataforma permite modificar su comportamiento por los arreglos lógicos programables que esta posee e interactuar con el software de estimación, en este proyecto es la herramienta TRACEBAND. Como resultado de esta investigación, se plantean módulos para realizar el marcado de tiempo o timestamp utilizando la estructura HATS. Se diseñó un módulo de identificación de los paquetes de prueba usando los identificadores de tipo de protocolo y puerto destino. El almacenamiento de los timestamp se realiza en la RAM de la NetFPGA para luego ser leídos desde TRACEBAND. Adicionalmente, se describe la forma en que la NetFPGA y TRACEBAND deben comunicarse a través del módulo REGISTER IO de la NetFPGA y las llamadas IOCTL con sus funciones readreg y writereg en TRACENBAND.LISTA DE FIGURAS 8 LISTA DE ECUACIONES 9 LISTA DE TABLAS 10 ANEXOS 11 ABREVIATURAS 12 RESUMEN 13 ABSTRACT 14 INTRODUCCIÓN 15 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 16 2. OBJETIVOS 19 2.1 OBJETIVO GENERAL 19 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 19 3. MARCO REFERENCIAL 20 3.1 MARCO CONCEPTUAL 20 3.1.1 Redes IP 20 3.1.2 Estimación de parámetros de rendimiento sobre internet 23 3.1.2.1 Mediciones Pasivas. 23 3.1.2.2 Mediciones Activas 24 3.1.3 Ancho de banda 25 3.1.3.1 Medición de ancho de banda disponible (Available Bandwidth Estimations ABW). 28 3.1.3.2 Modelo de Velocidad de Paquetes PRM 28 3.1.3.3 Modelo de Separación de Paquetes PGM 29 3.1.4 Plataforma NetFPGA 30 3.1.4.1 Descripción de la plataforma NetFPGA 31 3.1.4.2 Diseño de referencia de la NetFPGA de la plataforma NetFPGA 32 3.1.4.3 Análisis de la plataforma NetFPGA 33 3.1.5 Marca de tiempo en paquetes de datos (TIMESTAMP) 36 3.2 ESTADO DEL ARTE 38 3.2.1 Herramientas de estimación de ancho de banda disponible. 38 3.2.2 Estudios comparativos de las herramientas 41 3.2.3 Descripción de TRACEBAND 43 3.2.4 Utilización del módulo TIMESTAMP en aplicaciones con la NetFPGA 44 4. METODOLOGÍA 50 5. RESULTADOS 52 5.1 MÓDULOS TIMESTAMP Y COMUNICACIÓN EN LA NetFPGA 52 5.1.1 Módulo Timestamp 52 5.1.2.1 Código módulos encargados del timestamp 55 5.1.3 Módulo Identificación 57 5.1.3.1 Código en Verilog para el módulo de identificación. 60 5.2 COMUNICACIÓN TRACEBAND CON LA NETFPGA 66 5.2.1 Análisis de TRACEBAND RECEIVER 67 5.2.2 Comunicación entre Traceband_rcv y la NetFPGA 68 6. CONCLUSIONES 72 ANEXOS 74 REFERENCIAS 81MaestríaThe research paper entitled "Designing a scheme dialing arrival times of test packets on an estimate of bandwidth available through NetFPGA order to reduce estimation error" was developed by the Ing. Nydia Susana Sandoval Carrero under the direction of Professor Cesar Dario Guerrero Santander. There are various tools in the literature seeking to estimate the available bandwidth from end to end. These tools base their calculations on the marks of time when the test packets used by tools, arrive at the receiver measurement. Since this marking is done at the software level, there are several sources of error associated with variations mainly generated by other processes that take control of the operating system. The purpose of this research is to design a mechanism for performing marking time of the packets at the hardware level using a technology called NetFPGA. This platform allows you to modify your behavior programmable logic arrays that this has and interact with the software estimation, this project is the TRACEBAND tool. As a result of this investigation, they posed modules for marking time or timestamp using the HATS structure. An identification module test packets using identifiers protocol type and destination port was designed. Storing the timestamp is made in the RAM NetFPGA then be read from TRACEBAND. In addition, the way the NetFPGA and TRACEBAND must communicate through the REGISTER IO module NetFPGA and IOCTL calls with READREG and WRITEREG in TRACENBAND functions described.Modalidad Presencia

    Evaluación de la calidad de enlaces de telecomunicaciones a través de herramientas de estimación del ancho de banda disponible en redes de computadores heterogéneas

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    Currently, the global network "Internet" has been the medium through which companies, universities, schools, homes and individuals carry out telecommunications activities. The infrastructure of Internet provider companies faces new challenges every day due to the growth in demand with more content, such as video streaming, webinars, virtual classes, data processing, storage, and cloud processing. Given the high data consumption at present it has been difficult to maintain optimal levels of quality of service, network applications demand more telecommunications resources. Although the network infrastructures that support these applications have evolved, there is a need for greater and more efficient administration of the trunk links, which play a primary role in sustaining services. To evaluate the quality of telecommunications links in heterogeneous computer networks with the support of Available Bandwidth Estimation (ab_bw) Tools, is to find the values that allow improving the performance of various protocols and applications that can be implemented in heterogeneous networks. To estimate the ab_bw, the current tools insert test packages in addition to those already existing on the network. This additional traffic in a network is called Overhead, which will allow the bandwidth estimation analysis tools to be intrusive when using part of the channel bandwidth that they are measuring. In this project, the performance evaluation of the trunks, wired and wireless will be carried out in a heterogeneous computer network infrastructure, using available bandwidth estimation tools such as IGI, Pathload and Traceband. Thus, for the experimental evaluation of the links, two real network scenarios were implemented, where the cross traffic was generated synthetically using the Mgen tool. This study verified that the metrics of the estimation tools can be used to evaluate and know the performance of wired and wireless links, which can be up to 96% reliable for network administrative tasks.En la actualidad, la red global “Internet” ha sido el medio a través del cual las empresas, universidades, colegios, hogares y personas desarrollan las actividades de telecomunicaciones. La infraestructura de las empresas proveedoras de internet cada día se enfrenta a nuevos desafíos debido al crecimiento de la demanda con mayor contenido, como es el caso del vídeo streaming, webinar, clases virtuales, procesamiento de datos, almacenamiento y procesamiento en la nube. Así mismo, dado el alto consumo de datos en le redes de computadores, actualmente se ha dificultado mantener niveles óptimos de calidad de servicio, las aplicaciones de red demandan más recursos de telecomunicaciones siendo este, uno de los principales motivos de mantener dichos niveles. Aunque, las infraestructuras de red que soportan esas aplicaciones han evolucionado, es necesario una mayor y eficiente administración de los enlaces troncales, que juegan un rol primario en el sostenimiento de los servicios. Así, evaluar la calidad de enlaces de telecomunicaciones en redes de computadores heterogéneas con la ayuda de herramientas de estimación del ancho de banda disponible (ab_disp), es hallar los valores que permitan mejorar el rendimiento de varios protocolos y aplicaciones que se pueden implementar en redes heterogéneas. Para realizar una estimación del ab_disp, las herramientas actuales insertan en la red evaluada paquetes adicionales de prueba, que son llamados Sobrecarga (Overhead). En consecuencia, la sobrecarga convierte las herramientas de análisis de estimación de ancho de banda disponible, en intrusivas al utilizar parte del ancho de banda del canal que están midiendo. Por lo tanto, este proyecto se llevará a cabo la evaluación del rendimiento de los enlaces troncales, cableado e inalámbrico en una infraestructura de redes de computadores heterogéneas, utilizando herramientas de estimación de ancho de banda disponible como IGI, Pathload y Traceband. Así, para la evaluación experimental de los enlaces, se implementaron dos escenarios reales de red, donde el tráfico cruzado fue generado de manera sintética utilizando la herramienta Mgen. Finalmente, este estudio permitió comprobar que las métricas de las herramientas de estimación se pueden utilizar para evaluar y conocer el rendimiento de enlaces cableados e inalámbricos, demostrando que pueden ser confiables hasta en un 96% para desarrollar labores administrativas de red

    Editorial

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    La Universidad Autónoma de Bucaramanga – UNAB y los miembros del Comité Editorial de la Revista Colombiana de Computación – RCC, se complacen en presentar esta nueva edición de la Revista con un total de siete artículos; derivados de trabajos de investigación relacionados con el área de la Computación. De igual modo, manifestamos nuestro agradecimiento a los autores, evaluadores, comité científico, equipo administrativo de la Revista y, estudiantes del Programa de Ingeniería de Sistemas de la Unab, por la labor realizada

    Modelos Matemáticos Basados en Consumos Computacionales para el Estudio de Rendimiento de Sondas de Análisis de Tráfico en Redes de Datos

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    196 p.La monitorización de tráfico es una operación crítica dentro de las tareas de gestión de red. Por ello, es necesario disponer de herramientas y equipos que analicen el tráfico de red y detecten posibles anomalías, fallos de configuración, ataques o intrusiones. Este trabajo de Tesis se centra en el estudio de equipos denominados sondas de análisis de tráfico que realizan labores de monitorización. Tras analizar la evolución de estos sistemas desde las primeras redes Gigabit Ethernet hasta las redes 5G actuales, la Tesis propone modelos analíticos dirigidos a medir el rendimiento de dichos dispositivos. Se presentan tres modelos basados en teoría de colas: en el primero, sobre un cola tándem con un único servidor activo, se formula un proceso de decisión de Markov que optimiza el throughput de una sonda de análisis; en el segundo, se analiza y se mide el rendimiento de un sistema de captura de paquetes mediante un modelo de cola con vacations; por último, el tercero plantea una red abierta de colas para tomar decisiones en el despliegue de funciones virtuales de red (VNFs) de un servicio de Misión Crítica sobre una red 5G. Cada modelo se resuelve con una técnica diferente y posteriormente se valida, bien sea comparando sus resultados con medidas experimentales de una sonda real o bien mediante simulación

    Contribución al diseño de conmutadores transparentes avanzados basados en tecnología Ethernet

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    Aunque los conmutadores Ethernet son ya el elemento clave en las redes actuales campus, empresariales y de centros de proceso de datos por sus altas prestaciones, coste moderado y mínima configuración, los protocolos de capa dos actuales no tienen la escalabilidad y robustez suficientes para utilizarse en redes campus de tamaño medio y precisan el uso de encaminadores (routers) que compartimenten la red. Estas redes de tamaño y capacidad crecientes requieren nuevos dispositivos que superen las limitaciones de escalabilidad de los puentes y la complejidad de configuración de los encaminadores. Desde 2004 se vienen estandarizando dos propuestas divergentes aunque ambas basadas en introducir encaminamiento por estado de enlaces en capa dos: TRILL y Shortest Path Bridges. Asimismo han aparecido diversas propuestas propietarias de fabricantes e investigadores. Pero aún no existe consenso sobre la adecuación de dichas soluciones a los problemas planteados por la escalabilidad de Ethernet en los escenarios mencionados debido a las dificultades del problema planteado de hacer Ethernet escalable manteniendo la compatibilidad y la simplicidad en la arquitectura. Este trabajo aporta varias contribuciones en el campo de los conmutadores Ethernet Avanzados para redes campus y centros de datos que se enmarcan en una línea propia de investigación de conmutadores Ethernet auto-configurables, desarrollada en la Universidad de Alcalá en los últimos seis años, que, partiendo de la investigación en protocolos de prohibición de giros y de encaminamiento jerárquico ha desembocado en la reciente arquitectura de conmutadores All-Path/ARP-Path que recupera la simplicidad de los puentes a través de su evolución como tales en vez de la hibridación con protocolos de encaminamiento. Entre las contribuciones de la Tesis se incluyen protocolos de Ethernet de encaminamiento basados en árbol y protocolos jerárquicos Up/Down y múltiples contribuciones a la definición, especificación, análisis y validación de la nueva familia de protocolos All-Path
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