Базовые функции VPN Designer NC

Пакет VPN Designer NC основан на программном пакете VPN Конструк-тор [1], предназначенном для определения оптимальной топологии VPN на основе оценки требуемой полосы пропускания в ее конечных точках, а также с учетом сто-имости использования полосы пропускания в каналах связи. Графический пользо-вательский интерфейс, база данных и редактор моделей пакета VPN Конструктор составили ядро пакета VPN Designer NC. Блок сетевых исчислений и модуль DNC программного пакета VPN Designer NC реализованы в виде внешнего подключае-мого модуля на основе программного пакета DEBORAH (Delay Bound Rating Algo-rithm). Пакет DEBORAH основан на методологии LUDB [24], является консольным приложением и предназначен для работы в Unix-подобных операци-онных системах. На рисунке 3 показан пример вывода результатов расчетов в па-кете DEBORAH.

На рисунке 4 представлено главное окно пакета VPN Designer NC. Сеть VPN создается с использованием двух типов объектов: узел и офис (на рисунке 4 обозначены, соответственно, синим и розовым кружками). Физические и виртуальные каналы создаются посредством соединения офисов и узлов между собой направ-ленными стрелками. Для создания потока VPN необходимо соединить два офиса стрелкой (в направлении от офиса-источника к офису-получателю). Другой стрел-кой соединить центральный офис с узлом физической сети (в направлении к физи-ческому узлу). Затем соединить периферический офис с необходимым физическим узлом (в направлении к офису). Таким образом задаются узлы входа и выхода потока планируемой VPN. Далее таким же способом задаются кросс-потоки. Пример создания простой последовательности из 3-х узлов и 3-х потоков показан на рисунке 4.

Рисунок 3 – Вывод результатов вычислений в DEBORAH

Для ввода параметров узла нужно кликнуть по нему два раза правой клавишей мыши, после чего в открывшемся меню «Информация об узле» задать задержку и скорость узла, а также, при необходимости, имя и цвет, что показано на рисунке 4. Для ввода параметров потока необходимо кликнуть по его виртуальному каналу два раза правой клавишей мыши, после чего в открывшемся меню «Информация о канале» задать размер максимальных всплесков и интенсивность, а также при необходимости цвет, что показано на рисунке 5. Пакет позволяет создавать сеть размером до 100 узлов и 100 потоков. Для вычисления границы задержки передачи трафика из конца в конец потока VPN необходимо в меню «Операции» выбрать «Решение задач – Расчет задержки». Результат вычислений отобразится в окне «Расчет задержки в DEBORAH», что показано на рисунке 5.

Рисунок 4 – Главное окно программы VPN Designer NC

Передача информации о сети в пакет DEBORAH из VPN Designer NC реали-зована следующим образом. Информация о созданной сети (параметры узлов и по-токов, число сетевых узлов, номера узлов входа и выхода каждого потока) записы-вается в текстовый файл с расширением «conf» в виде команд DEBORAH. Затем операционной системе передается команда для вызова DEBORAH, в которой также содержится адрес созданного текстового файла с информацией о сети. Данные опе-рации скрыты от пользователя и происходят автоматически. Результат вычислений сохраняется в текстовый файл формата txt, откуда затем считывается VPN Designer NC и выводится в нижней части главного окна. Для работы DEBORAH в Windows необходима установка Unix-подобной среды, например, Cygwin [24]. VPN Designer NC предназначен для работы в операционной системе MS Windows.

Рисунок 5 – Основные элементы пользовательского интерфейса пакета

VPN Designer NC

Пакет VPN Designer NC расширяет возможности пакета VPN Конструктор, и позволяет определять оптимальный маршрут для VPN на основе комплексного подхода: анализа доступной полосы пропускания и границы задержки передачи трафика из конца в конец, что повышает качество планирования VPN сетей. VPN Designer NC позволяет производить расчет границы задержки для отдельных сетевых маршрутов с учетом пересечения кросс-потоков с потоком планируемой VPN.

Заключение

После изучения основ теории сетевого исчисления Network Calculus можно сделать вывод, что:

Теория NC обеспечивает глубокое понимание проблем, возникающих в сети при обслуживании потоков трафика. Использование NC позволяет понять некоторые фундаментальные свойства работы механизмов обслуживания мультисервисного трафика, таких, как архитектура управления ресурсами IntServ (интегрированное обслуживание), оконное управление потоком (window flow control), планиров- щики пакетов, формирователи трафика. Модульность и масштабируемость NC делает ее ценным инструментом анализа сложных систем и сетей.

Пакет VPN Designer NC может быть использован как для научных исследований, так и для использования на практике при планировании се- тей VPN. Пакет имеет удобный пользовательский интерфейс и позволяет анализировать сети до 100 узлов и 100 потоков. VPN Designer NC имеет модульную структуру, что позволяет расширять функциональность пакета.

Список литературы

1. Росляков, А. В. Виртуальные частные сети. Основы построения и применения: научное издание / А. В. Росляков. – М.: Эко-Трендз, 2006. – 304 с.

2. Росляков, А. В. Разработка моделей и методов анализа виртуальных частных сетей с учетом особенностей их практической реализации: дисс. …д-ра тех. наук: 05.12.13 / Росляков Александр Владимирович. – Самара, 2008. – 353 с.

3. Росляков, А. В. Оценка потребностей корпоративных пользователей в услугах виртуальных частных сетей / А.В. Росляков // Тез. докл. на VIII Международной НТК «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций», Уфа, 2007. – С. 126-128.

4. Лысиков, А. А. Теория сетевого исчисления и ее применение к VPN / А. А. Лысиков, А. В. Росляков // Тез. докл. на XVII Международной НТК "Проблемы техники и технологий телекоммуникаций", Самара, 2016 г. – С. 37-41.

5. Лысиков, А. А. Достоинства и недостатки теории Network Calculus при моделировании сетей VPN / А. А. Лысиков // Тез. докл. на XXII Российской НТК ПГУТИ, Самара, 2015. – С. 37-38.

6. Росляков А. В. Исследование характеристик виртуальных частных сетей при ограниченных ресурсах сетей общего пользования / А. В. Росляков // ВКСС. Connect! – 2007. – №5. – С. 56-63.

7. Росляков, А. В. Оптимальное распределение сетевых ресурсов для реализации виртуальных частных сетей / А. В. Росляков // Труды учебных заведений связи. – 2004. – №170. – С. 65-74.

8. Росляков, А. В. Оптимальное распределение ресурсов сети MPLS для реализации VPN / А. В. Росляков // Труды X международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (RLNC - 2004), Воронеж, 2004. – С. 35-40.

9. Росляков, А. В. Использование лагранжевых релаксаций для проектирования виртуальных частных сетей со сквозными ограничениями на качество услуг / А. В. Росляков, А. А. Ефремов // Труды Российского научно–технического общества радиоэлектроники, электроники и связи имени А. С. Попова. Серия: Научная сессия, посвященная Дню радио. Выпуск LXIII. – М., Радио и связь, 2008. – С. 222-224.

10. Лузгачев, М. В. Методы анализа вероятностных характеристик модели разделения ресурсов мультисервисной телекоммуникационной сети: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук: 05.13.17 / Лузгачев Михаил Васильевич. – М., 2010. – 19 с.

11. Леохин, Ю. Л. Научные основы управления параметрами структур корпоративных сетей: автореф. дис. … докт. тех. наук: 05.12.13 / Леохин Юрий Львович. – М., 2009. – 36 с.

12. Мищенко, Д. В. Анализ корпоративной банковской сети, построенной с применением технологии VPN: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.13.13 / Мищенко Дмитрий Владимирович. – М., 2009. – 19 с.

13. Ананьев, А. Н. Разработка и исследование математических моделей и методик расчета показателей качества функционирования корпоративных сетей региональных операторов связи: дис. … канд. тех. наук: 05.13.13 / Ананьев Алексей Николаевич. – М., 2002. – 266 с.

14. Иванов, И. П. Математические модели, методы анализа и управления в корпоративных сетях: дис. … док. тех. наук: 05.13.15 / Иванов Игорь Петрович. – М., 2010. – 249 с.

15. Sakr, G. Performance evaluation of VPN over the Internet: Doctorial (Ph. D) Thesis / Ghays Refaat Sakr. – Gisa, 2009.

16. Ahmad, R. D. Performance analysis of QoS-aware layer-2 VPNs over Fiber-Wireless (FiWi) Networks / R. D. Ahmad, Pin-Han Ho // IEEE Proceedings of the Global Communications Conference GLOBECOM, Miami, 2010. – P. 1-6.

17. On Reducing Response Time for VPN Traffic: research report / Rai I. A., Urvoy-Keller G., Biersack E. W. – Nice: Institut Eurecom, 2002. – 6 p.

18. Hachimi, M. E. QoS for MPLS-based virtual private networks / M. E. Hachimi, M. Breton, M. Bennani // Conférence Internationale sur les Nouvelles Technologies de la Repartition, 2007.

19. Паяин, С. В. Методика динамического управления загрузкой канала связи в корпоративных сетях с гарантированной доставкой данных: дисс. … канд. тех. наук: 05.13.17 / Паяин Семен Владимирович. – М., 2009. – 112 с.

20. Амарян, С. Р. Разработка метода выбора структуры и оценки пропускной способности корпоративных сетей связи: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.12.13 / Амарян Сергей Рубенович. – М., 2009. – 18с.

21. Cherkaoui, O. MPLS/VPN traffic engineering: SLA metrics / O. Cherkaoui, B. MacGibbon, M. Blais, A. Serhrouchni // International Symposium on the Convergence of IT and Communications, Denver, 2001. – P. 80-90.

22. Стрелковская, И. В. Исследование характеристик качества систем сложной структуры с применением тензоров на основе декомпозиции / И. В. Стрелковская, И. Н. Соловская, Г. Г. Смаглюк // Проблемы телекоммуникаций. – 2012. - №3. – С. 47-57.

23. Babu, M. Performance Analysis of IPSec VPN over VoIP Networks Using OPNET / M. Babu // International Jornal of advanced Research in Computer Science and Software Engineering. – 2012. – V.2 – I.9. – P. 38-44.

24. Aamir, M. Performance Analysis of DiffServ based Quality of Service in a Multimedia Wired Network and VPN effect using OPNET / M. Aamir, M. Zaidi, H. Mansoor // International Journal of Computer Science Issues. – 2012. – V.9. – I.3 – P. 368-376.