UFPA PPGCC LPRAD 2014-02 - Edinaldo La-Roque - OPNET - Apresentacao do Simulador Discreto - 20140929-2023

LPRAD - Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho
PPGCC - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
UFPA - Universidade Federal do Pará
O Simulador Discreto OPNET Modeler
Edinaldo João Costa de La-Roque
edinaldo.laroque@gmail.com
Mestrando
Orientador: Prof. Dr. Carlos Renato Lisboa Francês
Co-Orientador: Msc. Carlos Patrick Alves da Silva
setembro/2014
http://www.lprad.ufpa.br

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Agenda
1. Introdução
2. Modelos de Redes
3. Modelos de Nós
4. Modelos de Processos
5. Modelos de Links
6. Tipos de Saída do Simulador
7. Execução de Simulação
8. Conclusão
Referências

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1. Introdução
O OPNET Modeler é um software simulador de eventos discretos, padrão de mercado,
voltado para redes de computadores, com o seguinte fluxo de uso:
1. Modelagem
• Redes
• Nós de rede
• Processos
• Links
2. Simulação
• Redes cabeadas
• Redes sem fio
• Cenários realísticos
3. Obtenção e Análise dos Resultados
• Seleção de estatísticas
• Exportação de resultados para arquivos texto ASCII e planilhas
• Análise gráfica de resultados

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2. Modelos de Rede
• Os modelos de rede consistem de subredes, nós e links;
• Os nós representam dispositivos ou grupos de dispositivos (servidores, estações de
trabalho, roteadores, LANs, nuvem IP, etc);
• Os links representam ligações ponto-a-ponto, barra ou rádio enlace;
• Modelos especializados (disponibilizados mediante aquisição de licença): IPv6,
MPLS, PNNI, UMTS, WiMAX, LTE, ZigBee, etc;
• Modelos de dispositivos genéricos e modelos de fabricantes:

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3. Modelos de Nós
Os modelos de nós incluem:
• Processadores: recebem entrada,
processam e geram saída, sem
armazenamento, e são completamente
programáveis (código-fonte pode ser
modificado);
• Filas: processadores com
funcionalidades de bufferização e
manipulação de coleção de pacotes de
dados;
• Transceptores: interfaces dos nós e
entre nós (fluxo de pacotes ou feedback
estatístico).
nó de rede

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3. Modelos de Nós (2)
Atributos dos objetos: controlam os aspectos comportamentais dos objetos.

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4. Modelos de Processos
Componentes de modelos de processos:
• Diagramas de transição de estado;
• Blocos de código C/C++;
• Chamadas de procedimentos do kernel OPNET;
• Variáveis de estado e variáveis temporárias.

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5. Modelos de Links
Modelam os efeitos da camada física entre os nós, como: vazão, delay, ruído, etc.
SONET/OC192: Link óptico síncrono de 10 Gbps
(OC192 = 51,84 Mbps x 192 = 9.953,28 Mbps)

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6. Tipos de Saída do Simulador
São 4 os tipos de saída de uma simulação com OPNET:
1. Vetores
• Lista de pares tempo-valor.
2. Estatísticas escalares
• Lista de valores que dependem de entradas paramétricas;
• Não plotáveis ao longo do tempo.
3. Animações
• Fluxos de pacotes;
• Movimentação dos nós;
• Inspeção de variáveis em tempo de execução (modo depuração).
4. Gráficos
• Comparação entre cenários simulados (baseline versus cenários modificados);
• Uso de distribuições de probabilidade para representar os dados (FDP, CDF, PMF, etc);
• Estudos paramétricos (exemplo: throughput versus qualidade de sinal).
par: tempo-RSRQ
nº eventos / seed

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7. Execução de Simulação
Coleta de Estatísticas - Modos:
• Normal: cada ponto é coletado a partir de uma estatística;
• Amostra: dados coletados de acordo com intervalo de tempo ou número de amostras definidos
pelo usuário;
• Bucket: todos os pontos de dados de um bucket são coletados e processados de acordo com
um parâmetro definido pelo usuário (Max, Min, Sum, Count, Sample Mean, Time
Average, Sum/Time, Summary).

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7. Execução de Simulação (2)
Configurando a simulação
Os cenários fornecem automaticamente uma duração e um seed para o pseudo-gerador de
números aleatórios. A entrada de vários seeds provoca múltiplas simulações, necessários para
obter intervalos de confiança (nível de confiabilidade de estimativa).
OPNET Debugger (ODB)
O modo de depuração
pode ser ativado para
execução passo-a-passo
da simulação, bem
como para a inspeção
de variáveis.

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Executando a simulação
A janela de progresso mostra o tempo transcorrido, o tempo simulado, o número de eventos
simulados, a velocidade média da simulação em eventos/segundos, etc.

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Modo de depuração - Inspecionando eventos
• A animação pode visualizada
tanto durante quanto após a
simulação;
• A simulação pode ser pausada
para que se possa inspecionar
atributos, eventos, pacotes e
fluxos de transmissão de dados.

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Modo de depuração - Inspecionando pacotes
No modo de depuração, o conteúdo dos pacotes pode ser visualizado em tempo de execução.
Filtros podem ser aplicados para
selecionar o que se deseja inspecionar.

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Visualizando resultados
Somente as estatísticas selecionadas durante a configuração da simulação serão disponibilizadas
para visualização.

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Visualizando resultados (2)
Várias distribuições disponíveis para apresentação dos resultados.

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Seeds aleatórios versus Experança (média)
• Elementos modelados estocasticamente dependem de uma fonte geradora de números
aleatórios, a partir da qual baseam seus comportamentos;
• Os elementos podem incorporar a variabilidade através de ações e decisões apropriadas, à
medida em que são tomadas;
• Quanto maior o número de simulações, mais os resultados se aproximam do
comportamento típico (médio) de um sistema real.

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Intervalos de confiança
• Associação de probabilidades a um conjunto de saídas (carga de tráfego, erro de bit, etc);
• Intervalos de confiança indicam a confiabilidade de uma estimativa, com base em um
experimento ou uma série de experimentos aleatórios;
• Determinam se os valores coletados podem ser usados de maneira confiável para fazer
declarações sobre o comportamento típico de um sistema modelado.
Exemplo:
Pode-se encontrar o parâmetro x entre
um par de pontos extremos estocásticos,
com uma probabilidade de 95%.

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Múltiplas simulações
No OPNET Modeler, as múltiplas simulações podem ser executadas de três maneiras:
1. Sequencial: licença única de runtime;
2. Paralela: na mesma máquina, exigindo uma única licença runtime (os modelos precisam
ser codificados para simulação paralela);
3. Distribuída: múltiplas simulações automaticamente distribuídas por entre múltiplas máquinas,
usando múltiplas licenças runtime ou uma licença de site.

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Estudo paramétrico
Pela média amostral, pode-se
afirmar que o throughput oscilou
entre 0,6 e 1,6 Mbps quando a
qualidade de sinal (RSRQ) se
manteve entre -0,8 e -0,7,
aproximadamente.
Para um RSRQ abaixo de -0,8, o
throughout foi inferior a 0,6 Mbps
para as 30 simulações.
30 simulações com
seeds diferentes
Eixo X: Throughput
Eixo Y: RSRQ (qualidade sinal)
Região de melhor vazão do
sistema para este caso específico

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8. Conclusão
OPNET Modeler é um software simulador discreto para redes de computadores, com modelo de
licenciamento comercial (software proprietário), tendo como principais características:
1. Interface gráfica amigável de alta produtividade;
2. Modelagem de cenários realísticos;
3. Modelos de dispositivos genéricos, bem como modelos específicos de fabricantes;
4. Permite o planejamento, a criação, implantação e testes de novos modelos de
dispositivos, protocolos, tecnologias, etc;
5. Software bem documentado por vídeos, documentos escritos e no código-fonte;
6. Permite inspeção dinâmica de atributos do ambiente em simulação (em tempo de
execução);
7. Gera resultados em forma de vetores, números escalares, animações e gráficos;
8. Permite estudos paramétricos;
9. Permite execução paralela distribuída por várias máquinas.

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Referências
OPNETWORK 2012 - Session 1572 - Introduction to OPNET Modeler - R&D Solutions
for Commercial and Defense Networks.

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Perguntas?

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