Implementación de Modelos de Tráfico en Redes IP

Introducción
Crecimiento espectacular de Internet
Interconexión de nuevas redes
Aumento del tráfico soportado por la red global
Cambio del perfil de los usuarios
Aparición de nuevos servicios multimedia
Necesidad del modelado de tráfico telemático
Diseño de redes de acceso y productos Internet
Diseño eficiente de esquemas de control del tráfico
Objetivo: Implementación de varios generadores de tráfico sintético en tiempo real utilizando la tecnología TCP/IP

Redes con tecnología TCP/IP:Modelo arquitectónico
Desarrollada durante la segunda mitad de la década de los 70
Permite la interconexión de redes heterogéneas
(Gp:) Red Física
(Gp:) Router
(Gp:) Host
(Gp:) Host
multi-homed

Elementos básicos:
Red física
Router
Host
Dirección IP « Conexión red
Transformación de direcciones IP en direcciones físicas: ARP

Redes con tecnología TCP/IP:Protocolo IP
Servicio de entrega de datagramas sin conexión, no fiable y “con el mejor esfuerzo” (best-effort)
Se encarga de: definir el formato de los datagramas IP, realizar el encaminamiento y manejar mensajes de error y de control (ICMP)
(Gp:) VERS
(Gp:) HLEN
(Gp:) TIPO SERVICIO
(Gp:) LONGITUD TOTAL
(Gp:) IDENTIFICACIÓN
(Gp:) flags
(Gp:) DESPLAZAM. FRAGMENTO
(Gp:) TIEMPO VIDA
(Gp:) PROTOCOLO
(Gp:) SUMA VERIFICAC. ENCABEZADO
(Gp:) DIRECCIÓN IP DE LA FUENTE
(Gp:) DIRECCIÓN IP DEL DESTINO
(Gp:) OPCIONES IP (si las hay)
(Gp:) RELLENO
(Gp:) DATOS
(Gp:) · · ·
(Gp:) 0
(Gp:) 4
(Gp:) 8
(Gp:) 16
(Gp:) 19
(Gp:) 24
(Gp:) 31

Redes con tecnología TCP/IP:Protocolo UDP
Servicio de entrega de mensajes sin conexión y no fiable basado en el protocolo IP
Unidad básica de transferencia: datagrama de usuario
Utilización de puertos de protocolo para la identificación del destino final de un datagrama de usuario
(Gp:) PUERTO UDP DE ORIGEN
(Gp:) LONGITUD DEL DATAGRAMA UDP
(Gp:) SUMA DE VERIFICACIÓN UDP
(Gp:) DATOS
(Gp:) · · ·
(Gp:) 0
(Gp:) 16
(Gp:) 31
(Gp:) PUERTO UDP DE DESTINO

Redes con tecnología TCP/IP:Protocolo TCP (1/2)
Servicio de transporte de flujo fiable
Unidad básica de transferencia: segmento
Características del servicio:
Orientado a flujo de bytes
Flujo no estructurado
Orientado a conexión
Conexión full-duplex
Transferencia con memoria intermedia
Utilización de la conexión para la identificación del destino final de un segmento de datos
Elementos para proporcionar fiabilidad:
Empleo de números de secuencia

Redes con tecnología TCP/IP:Protocolo TCP (2/2)
Esquema de acuses de recibo acumulativos
Mecanismo de ventana deslizante de tamaño variable
Algoritmo adaptable de retransmisión
(Gp:) HLEN
(Gp:) PUERTO TCP DE DESTINO
(Gp:) NÚMERO DE SECUENCIA
(Gp:) NÚMERO DE ACUSE DE RECIBO
(Gp:) OPCIONES TCP (si las hay)
(Gp:) RELLENO
(Gp:) DATOS
(Gp:) · · ·
(Gp:) 0
(Gp:) 4
(Gp:) 10
(Gp:) 16
(Gp:) 24
(Gp:) 31
(Gp:) PUERTO TCP DE ORIGEN
(Gp:) RESERV.
(Gp:) CÓD. BITS
(Gp:) VENTANA
(Gp:) SUMA DE VERIFICACIÓN TCP
(Gp:) PUNTERO DE DATOS URGENTES

Redes con tecnología TCP/IP:Estratificación por capas
Software de protocolo dividido en varias capas para facilitar el diseño
(Gp:) Capas
conceptuales
(Gp:) Unidades
de datos
(Gp:) Aplicación
(Gp:) Transporte
(Gp:) Internet
(Gp:) Interfaz red
(Gp:) Hardware
(Gp:) Flujos o
Mensajes
(Gp:) Segmentos o
Datagramas UDP
(Gp:) Datagramas IP
(Gp:) Tramas de
red física

Modelo de interacción cliente–servidor
Interfaz entre aplicaciones y software de protocolo dependiente del sistema operativo
Interfaz socket

Definición de los modelos de tráfico:Modelos implementados
Modelo generalista:
Modelo semi-markoviano de dos estados (UDP o TCP)
Modelos estructurales de fuentes particulares:
Correo electrónico (TCP)
Tráfico WWW (TCP)
Transferencia de ficheros (TCP)
Tráfico de voz (UDP)
Tráfico de vídeo (UDP)

Definición de los modelos de tráfico:Modelo generalista
Modelo generalista semi-markoviano de dos estados
Aplicable a fuentes particulares de diversa naturaleza
Puede englobar distintos modelos abstractos simples como: el On-Off, el IPP, el MMPP y los FRP
Parámetros:
(Gp:) Tiempo
(Gp:) Tamaño
paquetes
(Gp:) · · ·
(Gp:) Estado 1
(Gp:) Estado 2
(Gp:) Estado 1

Tiempo en estado 1
Tiempo en estado 2
Tamaño de los paquetes en estado 1
Tiempo entre paquetes en estado 1
Tamaño de los paquetes en estado 2
Tiempo entre paquetes en estado 2
Modelado: distribución de probabilidad