Student Thesis STUD-1969

BibliographyCasper, Mirko: Verzögerungszeiten von Vermittlungsstellen in einem Netzwerkemulationssystem.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Student Thesis No. 1969 (2005).
84 pages, german.
CR-SchemaB.8.2 (Performance Analysis and Design Aids)
C.2.2 (Network Protocols)
C.4 (Performance of Systems)
D.4.8 (Operating Systems Performance)
I.6.0 (Simulation and Modeling General)
KeywordsEmulation; Verzögerung; Virtualisierung
Abstract

Im Rahmen des NET-Projekts (Network Emulation Testbed) wurde an der Abteilung Verteilte Systeme ein Netzwerkemulationssystem auf Basis eines PC-Clusters aufgebaut. Das System besteht aus einer Kombination von flexibel konfigurierbarer Hardware und Emulationswerkzeug-Software, die spezielle Netzwerkeigenschaften nachbildet. Es ermöglicht vergleichende Leistungsmessungen von Netzwerkprotokollen und verteilten Anwendungen. Ein Haupteinsatzgebiet des Systems ist die Leistungsbewertung von Netzwerkprotokollen in mobilen ad-hoc Netzen.

Für die Emulation großer Szenarien wird dafür eine große Anzahl kommunizierender Geräte benötigt. Um die Limitierung der Knotenanzahl auf die der verfügbaren PCs aufzubrechen, wurde das Konzept virtualisierter Ressourcen eingeführt. Dadurch lassen sich mehrere virtuelle kommunizierende Geräte auf einem Cluster-PC nachbilden. Im NET-Emulationssystem geschieht die Kommunikation über verschiedene Cluster-PCs hinweg über einen Gigabit-Ethernet-Switch als Vermittlungsstelle. Die Kommunikation zwischen virtuellen Geräten auf demselben PC jedoch über ihnen gemeinsamen Speicher.

Um Festellen zu können, ob durch die unterschiedlichen Kommunikationspfade ein unerwünschter Unterschied von Verzögerungen zum Realverhalten entsteht, werden in dieser Studienarbeit Kommunikationsverzögerungen sowohl über gemeinsamen Speicher als auch den Ethernet-Switch gezielt gemessen.

Dazu wird zunächst die Messumgebung, das Network Emulation Testbed, beschrieben. Nach Erörterung grundlegender Messmethoden, wird das zur Messung erstellte Werkzeug vorgestellt. Durch Einsatz geeigneter Szenarien und Messlasten werden dann mehrere Tests durchgeführt, deren Ergebnisse die Verzögerungen auf den unterschiedlichen Kommunikationspfaden bei verschiedenen Lastsituationen charakterisieren.

Die Messergebnisse werden anschließend mit Verzögerungen verglichen, die bei realer Funkübermittlung auftreten. Damit können Schlussfolgerungen getroffen werden, ob die im NET auftretenden Verzögerungen eine genaue Nachbildung der realen Verhältnisse erlauben. Abschließend werden Hinweise gegeben, die zu einer weiteren Verbesserung der Emulationsgenauigkeit im NET dienen können.

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Network Emulation Testbed
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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed Systems, Distributed Systems
Project(s)NET
Entry dateApril 21, 2005
   Publ. Computer Science