Framework INET y herramienta auxiliar ReaSE 103

Estas dos herramientas son la base del trabajo presentado en lo que resta de  memoria. Para empezar se muestra la figura 5.2‐2 con la estructura de componentes 

que interaccionan en OMNeT++3.3, INET  Framework y  ReaSE. A continuación se 

explica su significado.   

Fig.  5.2‐2  Estructura de interrelación de OMNeT++3.3, INET y ReaSE   

  Las clases básicas que sirven de apoyo y definen el sistema de funcionamiento  de todo el conjunto son las provistas por el núcleo (kernel) de OMNeT++3.3. Dentro de  OMNeT se instalan el Framework INET para trabajar con la pila TCP/IP y ReaSE para la  generación de escenarios realistas con estructura de las redes de Internet. 

Por defecto INET sólo puede trabajar con jerarquías de red de un solo nivel y 

encaminamiento plano. ReaSE genera topologías jerárquicas y usa encaminamiento y 

asignación de direcciones igualmente jerárquico. Para que ambas herramientas sean 

interoperables, ReaSE aplica un parche a INET, que modifica sus características para 

permitir las operaciones mencionadas con redes jerárquicas. Por otra parte ReaSE 

permite generar independientemente de OMNeT topologías realistas con múltiples 

dominios, varios niveles de jerarquía a nivel de routers y adición de hosts finales y 

servidores.  Estas  topologías  tienen  un  formato  compatible  con  la  definición  de 

topologías .ned, por lo que se pueden integrar directamente en instancias de modelos  de INET y ser modificadas para añadir los elementos nuevos creados y adaptarlas a las  modificaciones del modelo base. 

5.2.4.1. Framework INET 

El framework INET, [49], es un paquete de extensión para OMNeT++ que  permite simular redes de telecomunicaciones. Al igual que el resto de extensiones de  OMNeT++, es de código abierto, y sigue la filosofía de diseño de OMNeT++ en la que se  desarrollan paquetes específicos para áreas de simulación como extensiones sobre el 

núcleo base. Este framework contiene modelos de simulación para varios protocolos 

de Internet, entre ellos UDP, TCP, SCTP, IP, Ethernet, PPP, IEEE 802.11, MPLS, OSPF,  etc. En principio, se puede definir e implantar cualquier pila de protocolos, usando  tanto IPv4 como IPv6, pero la implementación del protocolo IPv6 no está completa en  el momento de elaboración de este documento. 

La definición de escenarios de simulación se realiza con el mismo lenguaje NED  que usa el simulador base OMNeT++. Se pueden crear tantos niveles de jerarquía  como se desee entre módulos, pudiendo crearse escenarios de alta complejidad. No 

obstante, la velocidad de ejecución de la simulación decrece enormemente conforme 

se aumenta el número de nodos de la red.   

Los  mensajes  entre  módulos,  la  definición  de  conexiones  y  canales  de 

comunicación  son  idénticos  a  la  que  provee  OMNeT++,  siendo  estos  elementos 

modificaciones de los módulos base mediante herencia para implementar variedad de 

alternativas. Los canales definidos incluyen conexiones punto a punto, conexiones 

Ethernet, enlaces ópticos y enlaces inalámbricos.   

Los protocolos y módulos simples son integrados en módulos compuestos para 

obtener entidades de red de alto nivel, como son servidores Web, conmutadores, 

tarjetas de red, puntos de acceso inalámbrico, etc. Los módulos compuestos se pueden  reutilizar para distintos tipos de escenarios, por ejemplo un servidor Web puede usarse  en redes cableadas o inalámbricas. 

Los tipos de red que se pueden definir incluyen redes cableadas, como redes 

TCP/IP,  redes  MPLS, redes  ópticas  o  redes inalámbricas  802.11.  Las  políticas  de 

dinámicos como RIP u OSPF, así como encaminamiento unicast o multicast. En el caso  de multicast sólo se puede realizar con rutas estáticas pre‐configuradas. En este  proyecto se realiza una aportación que permite implantar multicast dinámico. 

La parametrización, programación de baterías de simulaciones y ejecuciones se  realizan de un modo similar al visto en el apartado anterior. Lo  mismo para  la  generación de ficheros de salida, estadísticas y procesado de resultados. 

5.2.4.2. Herramienta ReaSE 

Para las pruebas del protocolo de encaminamiento multicast inter‐dominio 

PIM‐SM y sus modificaciones es necesario generar unos escenarios que simulen la  estructura existente en Internet. La calidad y realismo de los escenarios generados son  uno de los puntos fundamentales para obtener resultados coherentes con la realidad  que se está simulando. 

  En ese sentido hay que entender cómo es la estructura actual de Internet para  poder elaborar topologías realistas, [50]. La topología general se ve influenciada por el  sistema de asignación de direcciones IP y la ubicación que los gobiernos realizan de los 

puntos  neutros  de  interconexión  inter‐dominio.  Internet  puede  verse  como  un 

conjunto de dominios sistemas autónomos interconectados que en la práctica y para el  ámbito de este proyecto se pueden considerar coincidentes con los dominios de red.  Cada sistema autónomo es gestionado por una organización, por ejemplo un ISP, que  se encarga de la administración técnica, establece políticas de encaminamiento y se  asegura de que la información necesaria para el correcto flujo de datos e interconexión 

de las máquinas sea convenientemente compartida y distribuida entre las entidades 

implicadas en cada nivel de jerarquía en el sistema autónomo considerado.   

  Los dominios de Internet se pueden clasificar en dominios stub y dominios de  tránsito. Por un dominio stub sólo circula el tráfico que empieza y termina en el propio 

dominio.  Los  dominios  de  tránsito  carecen  de  tal  limitación,  su  función  es 

interconectar dominios stub de forma eficiente, ya que sin ellos, cada dominio stub  tendría que estar conectado directamente a todos los demás con los que deseara  intercambiar información. Un dominio de tránsito consiste en una serie de nodos y  enlaces troncales que se conectan a uno o varios dominios stub a través de una puerta  de enlace en éstos últimos. Algunos de los nodos del backbone están conectados a  homólogos en otro dominio de tránsito. Los dominios de tránsito están organizados en  una jerarquía, cada nivel contiene dominios que sirven de punto de interconexión para  los dominios de tránsito de nivel inferior y para dominios del mismo nivel. 

  Teniendo  en  cuenta  esta  estructura  existen  diversas  herramientas  que 

permiten generar topologías de acuerdo a ella. Una de las últimas herramientas 

diseñada específicamente para su uso como apoyo al framework INET es ReaSE, [50].  Consta de varios componentes. Por un lado contiene un parche que se aplica al 

realizar asignación de direcciones IP de forma jerárquica. Por otro una interfaz gráfica  de usuario (GUI) para generar las topologías. 

La GUI incluye una serie de parámetros para definir las topologías tanto a nivel  de dominios de red (nivel inter‐dominio) como a nivel de nodos de encaminamiento  (nivel intra‐dominio). En el nivel de dominios hay que especificar el número de éstos,  el grado de interconexión y el porcentaje de dominios de tránsito. En el nivel de nodos  de encaminamiento se indican el número total de routers, el porcentaje de éstos en el 

backbone, su grado de interconexión y el número de hosts finales en cada subred a  más bajo nivel. Las topologías generadas a nivel intra‐dominio constan de tres niveles  de jerarquía: “Core”, con los routers del backbone; “Gateway”, con los routers pasarela  para agregar subredes de primer nivel;  y “Edge”, con los routers del borde de la red a  los que se conectan directamente los host finales mediante enlaces punto a punto. En  las figuras 5.2‐3 y 5.2‐4 se puede ver la estructura de la topología construida a nivel  inter‐dominio e intra‐dominio. 

  Fig.  5.2‐3  Topología a nivel inter‐dominio 

  Fig.  5.2‐4  Topología a nivel intra‐dominio