Prsent le : 21/04/2011

Simulation ATM sous Opnet

Objectif : Examiner leffet des couches dadaptation ATMet les classes sur les performances du rseau ATM

Ralis par :MALKI Hasna MEBDOUI Rajaa MANSOURI Hakima

Encadr par :Mr A. HAQIQ

SommaireI-ATM application .................................................................................................................................... 3 Objectifs des rseaux ATM .................................................................................................................. 3 II-Architecture de rseau ATM ................................................................................................................ 4 III-Simulation ATM sous Opnet................................................................................................................ 6 IV-Les statistiques.................................................................................................................................. 11 La simulation : ................................................................................................................................... 11 Duplication du scnario : ................................................................................................................... 12 Excuter la simulation : ..................................................................................................................... 13 V-Rponses : .......................................................................................................................................... 14 IV-Rponses ........................................................................................................................................... 15 La comparaison : ............................................................................................................................... 15 Glossaire : .............................................................................................................................................. 18

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I-ATM applicationAsynchronous Transfer Mode (ATM) est un mode orient connexion, dune technologie de commutation de paquets. Les paquets dans un rseau ATM ont une longueur fixe 53 octets, et sont appels des cellules. La taille de la cellule a un effet particulier sur le transport de la voix dune manire efficace. ATM (Asynchronous Transfer Mode) est n du besoin des oprateurs tlphoniques de disposer une technologie leur permettant de vhiculer la voix, les donnes et l'image sur un mme rseau, utilisant le RNIS Large Bande (BISDN en anglais) ; similaire DQDB (Distributed-Queue Dual-Bus network) qualit par les oprateurs le prs ATM [13]. Avec la panoplie des rseaux, ATM tant la technologie permettant le transport simultan de la voix, des donnes et la vido quelque soit le types de rseaux. Cette technologie est utilisable la fois sur les rseaux locaux et distants, son processus de normalisation repose sur des organismes de standardisation UIT-T et l'ATM forum. ATM est une technologie universelle des rseaux de communication avec des dbits allant de quelque Mga plusieurs Giga bits par seconde : d'o la possibilit de ngociation de Qualit de Services. Ce concept a t mis en avant pour tre le protocole de la couche rseaux (couche trois du modle OSI). Pour avoir un rseau longue distance capable de s'adapter la demande des diffrents type de donnes, il faut un rseau performant en transmission, en commutation et en multiplexage. ATM (Asynchronous Transfer Mode) est l'aboutissement d'un certain nombre d'volutions dans les techniques de transfert. C'est l'volution des techniques de commutation de circuits (slots et simplicit) et de commutation de paquets (multiplexage statistique et flexibilit). C'est une technologie d'oprateurs tlphonique. La technologie ATM a t choisie en 1998 pour raliser le rseau de transport du RNIS large bande.

Objectifs des rseaux ATMSupporter tout type de communication (voix, vido, donnes). Offrir le mme service de bout en bout quels que soient les rseaux : LAN, MAN ou WAN. Fonctionner trs hauts dbits. Garantir une qualit de service (QoS) adapte aux dfrents types de trafic : Le trafic temps rel tolre certaines pertes mais pas de retard (comme la voix et la3

vido haute rsolution), tandis que le trafic sans contrainte de temps rel tolre une distorsion temporelle mais pas de perte (comme le transfert de fichiers).

Principe de commutation des cellules

II-Architecture de rseau ATM

Le modle ATM comporte 3 couches : La couche physique : utilisation des standards dj dploys des couches physiques tels que la fibre optique (SONET, SDH) et la paire torsade (T3/E3),... La couche ATM : construction de la cellule ATM, multiplexage/dmultiplexage et commutation des cellules La couche AAL (ATM Adaptation Layer) : adaptation du flux de donnes la structure des cellules. On distingue une AAL par type de trafic. La couche AAL est divise en deux sous-couches : La premire sous-couche permet de prparer les cellules pour la couche suprieure et le traitement des erreurs en mettant en uvre des4

mcanismes de retransmission des messages errons ou de protection de l'information, permettant au rcepteur de corriger ces erreurs. La deuxime sous couche est charge de la fragmentation et du rassemblage des messages en cellules. La couche AAL dfinie quatre classes de services (A, B, C et D) ; quatre classes de protocoles associes numrots de 1 4. Classe A : AAL1 : est une classe de service qui offre un trafic dbit constant appel CBR (Constant Bit Rate) Quelques exemples : applications flux constant de donnes, application temps rel, voix et vido. Classe B : AAL 2 : VBR et VBR-RT Variable Bit Rate Le service VBR correspond un circuit virtuel pour des trafics variables dans le temps (services rigides avec de fortes variations de dbit). Une classe particulire VBR-RT (Real Time) prend en compte les problmes des applications temps rel. Quelques exemples : application flux variable avec des contraintes de temps (dlai de transit), multiplexage statistique d'applications temps rel, une vidoconfrence. Classe C : AAL 3/4 : ABR - Available Bit Rate Le service ABR permet d'utiliser la bande passante restante pour des applications dont le dbit est variables et sont sensibles aux pertes. Le service ABR ncessite un contrle de flux. Le temps de rponse n'est pas garanti. Quelques exemples : applications lastiques, Web surfing. Classe D: AAL 5: UBR -Unspecified Bit Rate AAL5 est utilis pour envoyer des paquets de donnes conventionnels travers le rseau ATM. Il fournit une interface qui accepte et dlivre de larges paquets de longueur variable (1..65,535 octets). La perte dune cellule provoque la perte du paquet entirement.

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III-Simulation ATM sous OpnetOn a dfinit 3 champs au niveau de serveur applications : FTP, VOIX, EMAIL.

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Pour les descriptions on a assign pour Ftp et Email la qualit high load et pour la voix, PCM (Pulse Code Modulation) qui s'agit d'une procdure utilise pour numriser la parole avant de la transmettre sur le rseau.

Apres la configuration de lquipement Applications on va configurer le Profile en ajoutant 3 profils pour : Ftp : FTP_P Voix : VOICE_P Email : Email_P Pour chaque profile on a attribu les applications dj cre, le nombre de rptition de lexcution

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On a cre 4 sous rseaux dont les noms sont : NorthEast, SouthEast, NorthWest et SouthWest, pour chaque sous rseaux (Subnet) il faut ajouter les quipements suivants :

Les liens entre les quipements doivent tre bidirectionnel avec un dbit de donnes de type DS1 qui peut atteindre 1.544 Mbits8

Dans chaque sous rseaux on a spcifi 2 machines dsignes pour la voix et les deux autres pour les donnes (ftp, email) Pour les machines de la voix on a configurer les paramtres de ATM Application Paramtres avec un dbit constant CBR Only . Le transport de la voix ncessite un dbit constant.

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Pour chaque commutateur (en total 6) il faut configurer la bande passante maximale et minimale alloues la file dattente.

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IV-Les statistiquesCliquer sur Choose Individual Statistics partir de nimporte quel endroit de projet et choisir les statistiques suivantes : Ftp, Voix et Email

La simulation :Cliquer sur le bouton de simulation Configure/Run Simulation dure de 10 minutes de simulation puis spcifi une

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Duplication du scnario :Dans le rseau quon a dj cre, nous avons utilis la classe de service CBR pour l'application de la voix et la classe de service UBR pour les applications FTP et applications e-mail. Pour analyser l'effet de ces diffrentes catgories de services, nous allons crer un autre scnario qui est semblable au scnario CBR_UBR quon a cr, mais il n'utilise quune classe de service, UBR, pour toutes les applications. En outre, pour tester l'effet de la Couche d'adaptation ATM, dans le nouveau scnario, nous utiliserons AAL5 pour lapplication voix au lieu dAAL2. Pour dupliquer le scnario, slectionnez Duplicate Scenario partir de menu Scnarios avec un nom UBR_UBR .Pour modifier tous les stations de la voix dans les quatre sous rseaux : Slectionner Show Network Browser de menu view.

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Apres on va reconfigurer toutes les stations voix avec un UBR only

Daprs cette image on a chang la classe de service AAL2 AAL5 ; cette configuration sera applique sur toutes les stations voix

Excuter la simulation :1. Aller au menu Scenarios et sectionner Manage Scenarios 2. Modifiez les valeurs dans la colonne Rsultats pour (ou) pour les deux scnarios. Comparer la figure suivante :

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V-Rponses :Nous remarquons qu'avec la classe de service CBR (courbe en bleu) que la variation du retard des paquets est presque nulle par rapport la classe de service UBR courbe en rouge). La comparaison de dlai de retard de paquet de bout en bout de deux scnarios UBR_UBR et CBR_UBR.

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IV-RponsesD'aprs le graphe on remarque que dans le scnario CBR_UBR le temps de retard des paquet de bout en bout reste fixe tout au long de l'envoie des paquets contrairement au scnario UBR qui se varie partir de l'instant 1m 42 s jusqu'a l instant 4 m pour quil reste stable par la suite, et que dans UBR_UBR ce temps de retard est lev par apport de celui de CBR_UBR. La comparaison de temps de rponse de tlchargement (ftp)

On remarque que pour CBR le temps de tlchargement FTP est presque stable sur la valeur 0.45 par contre le UBR on remarque qu'il existe une variation tout au long de simulation, ainsi quon a besoin de beaucoup de temps pour tlcharger un fichier sur UBR que celui sur CBR.

La comparaison :Comparaison du temps de rponses de tlchargement entre le scnario CBR_UBR et UBR_UBR

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On remarque que pour UBR le temps de tlchargement Email est variable au dbut 1m 42 s jusqu' se quil arrive un pic de 0.23 puis il commence diminuer contrairement au CBR qui est reste presque stable partir de la 6eme min.

On remarque que pour le scnario de CBR (courbe bleu) que le moyen du temps de rponse de tlchargement dun email commence augmenter linstant 1min42s avec un t et il atteint une temps de 0,16 s il devient stable partir de linstant 6min. Par contre le temps moyen pour le scenario ABR est inferieur au celui de CBR .

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On remarque daprs ce graphe que le temps de tlchargement ftp est presque stable car le ubr nassure aucune garantie Rsum : Les applications temps rel ncessite un dbit constant (CBR) et pour les donnes ncsite une classe qui assure la bonne rception des donnes et qui gre tout ce qui concerne le flux (ABR)

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Glossaire :ATM : Asynchronous Transfer Mode Vbr (variable bit rate) : dbit variable

CBR constant bit rate : dbit constantData rate : dbit de donnes DS1 digital signal 1 ou T1 : fournissant l'utilisateur un circuit numrique de grande capacit simple pour des applications de voix ou de donnes avec un dbit de 1.544 mbits. Packet End-to-end delay : temps de retard de bout en bout cest le temps que met un paquet rejoindre sa destination. Packet delay variation : PDV SONET/SDH (Synchronous Optical NETwork) :C'est le protocole physique le plus couramment utilis en-dessous de l'ATM. UNI (User to Network Interface) :C'est le protocole de bas niveau permettant d'acheminer des cellules d'un utilisateur terminal du rseau ATM un nud non-extremal de ce rseau. On utilise galement le protocole NNI au mme niveau. NNI (Network to Network Interface) :C'est le protocole de bas niveau permettant d'acheminer des cellules entre deux nuds non extrmaux du rseau ATM. On utilise galement le protocole UNI au mme niveau logique entre deux nuds dont l'un est extrmal. Ubr classe de service dans ATM dans laquelle aucune garantie de qualit de service nest donne la source. Abr classe de service ATM qui autorise une source modifier son dbit disponible en fonction dinformation en prvenance des commutateurs interne de rseau. Cbr classe de service avec un dbit ngoci est garantie durant toute la dur de la connexion Vbr classe de service dans laquelle le dbit de la source varie entre deux valeurs ngocies est garantie par le reseau

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