PDF de programación - Practica 6 - Midiendo throughput en Ethernet

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS



Área de Telemática, Departamento de Automática y Computación



Universidad Pública de Navarra

Práctica 6

Midiendo throughput en Ethernet

1. Objetivos



El objetivo de esta práctica es familiarizarse con los equipos de red de área local

Ethernet y medir y comprender el throughput en una red real.



2. Throughput entre dos PCs [estimado 40 minutos]



En esta práctica usaremos de nuevo los puestos del Laboratorio de Telemática 1 con


armarios rack y equipo de red.



En esta primera fase conectaremos un PC a otro directamente para comprobar el límite

de velocidad de la tarjeta ethernet y posteriormente pondremos redes más complejas

entre ellos para ver el efecto.



En primer lugar utilizaremos PC-A para enviar a PC-B. Identifica los puertos de red en el

armario que corresponden con eth0de PC-A y PC-B (recuerda la práctica anterior con

estos equipos) y únelos con un cable cruzado (en el laboratorio normalmente azules).
Configura la dirección IP 10.0.0.1en PC-A y la 10.0.0.2en PC-B (de nuevo explicado


en una práctica anterior).
Comprueba que lo has hecho correctamente haciendo ping entre PC-A y PC-B.



En PC-A:
$ ping 10.0.0.2 
En PC-B:
$ ping 10.0.0.1 



Si no funciona asegúrate de arreglarlo antes de continuar.
Utilizaremos la herramienta iperf para enviar datos continuamente entre los PCs y

poder observar el tráfico y medir el throughput. iperf funciona lanzándose en los

ordenadores origen y destino de la información. Los programas se comunican a través

de la red y envían la cantidad de información que indiquemos. El propio iperfnos da su



propia medida del throughput que consigue enviar pero lo verificaremos observando la


red con wireshark.
En el ordenador destino debemos lanzar iperfen modo servidor para que reciba los

datos que le envíen desde el resto de iperf. iperfpuede recibir datos utilizando un

protocolo de transporte fiable llamado TCP o bien utilizando un protocolo de transporte

no fiable llamado UDP. El transporte fiable se asegura de que los datos llegan al otro



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lado y no se pierdan por el camino, retransmitiendo si fuese necesario. Al transporte no

fiable le da igual que se pierdan, por lo que conseguirán diferentes resultados. Un

ejemplo que nos encontramos hoy en día de TCP es cuando queremos recibir una

página web ya que queremos asegurarnos que se transmite toda la información entre
origen a destino; si faltase algún paquete no podríamos leer parte de esa página. Por

otro lado se usa UDP en conexiones de vídeo en tiempo real ya que aunque se pierda

parte de la información, podemos continuar reproduciendo el vídeo.



Los protocolos de transporte utilizan lo que se llaman valores de puerto para identificar
los diferentes programas que están usando esos protocolos. Los puertos son

simplemente números del 0 al 65535 (216-1).



Pon en PC-B un servidor iperf para recibir datos con transporte fiable en el puerto

10000. Eso se hace con el comando:



$ iperf ­s ­p 10000



Verás en la pantalla que el programa está esperando a que le lleguen datos. Esperará
indefinidamente e imprimirá por pantalla estadísticas cada vez que le lleguen datos. De

momento déjalo esperando en un terminal.
Pon en otro terminal de PC-B otro servidor iperfpara recibir datos con transporte no

fiable en el puerto 20000. Eso se hace con:



$ iperf ­s ­p 20000 ­u



Déjalo esperando en tu terminal. Con esto ya tenemos programas que esperan y

reciben los datos que les envíen desde otro ordenador.
Enviemos datos desde PC-A. Lanza iperfdesde PC-A en modo cliente. En ese modo



enviará datos continuamente a un servidor indicado. Continuamente, pero sólo durante
el tiempo que le indique. Por ejemplo, para enviar datos con transporte fiable al


servidor anterior lance en PC-A:



$ iperf ­c 10.0.0.2 ­p 10000 ­t 10



Esto hará que durante 10 segundos el programa envíe datos continuamente hacia


PC-B. Los datos se enviarán con un protocolo de ventana deslizante de los que se ven
en teoría y se confirmarán para asegurarse de que llegan. Pero lo que nos importa es

ver cuántos datos atraviesan la red. Observa que tanto el iperf cliente como el


servidor nos dicen cuánto throughput en Mbps han conseguido enviar pero queremos

ser capaces de medirlo de forma independiente.
Lanza wiresharken PC-A y en PC-B. Pon cada uno a capturar todo el tráfico de red

que se vea en eth0. Lanza entonces el cliente durante 10 segundos y espera a que

termine. Detén los wiresharks y observa el throughput en Mbps que han visto. ¿Cuánto

es el throughput que ha observado? ¿Coincide con el que dice iperf? ¿Por qué ese

throughput? ¿De qué velocidad dirías que es la tarjeta Ethernet de PC-A y PC-B?
Si usamos iperf con transporte fiable, iperfintenta enviar a toda la velocidad que


puede y vemos los límites del protocolo de transporte fiable empleado. Si usamos



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iperf con transporte no fiable es posible que enviemos datos tan deprisa que se

pierdan. iperf nos deja limitar esta velocidad controlando la carga que introduce el


programa en la red. Usa ahora el transporte no fiable para enviar datos al servidor. El


comando es parecido, sólo que con la opción ­uindica que es transporte UDP y puedes

usar la opción ­bpara especificar la velocidad de envío. Enviemos a varias velocidades

para probar:



$ iperf ­c 10.0.0.2 ­p 20000 ­u ­t 10 ­b 4Mbps 
$ iperf ­c 10.0.0.2 ­p 20000 ­u ­t 10 ­b 40Mbps 
$ iperf ­c 10.0.0.2 ­p 20000 ­u ­t 10 ­b 150Mbps 



Observa los resultados obtenidos. Realiza un experimento para medir ésto y

presentarlo al profesor. Prepara los wiresharks en el PC-A y PC-B y captura una traza


en la que se vean en sucesión rápida las tres pruebas de antes con 4Mbps, 40Mbps y
150Mbps. Cuando tenga las trazas en el origen y el destino, dibuja la gráfica del

throughput en la que se vean los tres envíos y se pueda ver los throughputs obtenidos.

Cuando tengas esta gráfica abre un terminal y haz:



$ ifconfig eth0 



Coloca el terminal de forma que se vea el resultado y la gráfica correctamente. Haz
una captura de pantalla. Graba la captura de pantalla de PC-A y PC-B con los nombres

cp1-origen.png y cp1-destino.png. Estos son los ficheros que deberás subir para

probar que has realizado el checkpoint 1. Si quieres puedes mostrar primero el

checkpoint al profesor de prácticas y generar los archivos cuando le haya dado el visto

bueno.



Checkpoint 1. Muestra tus resultados al profesor y sube los ficheros



Si ha llegado hasta aquí llama al profesor de prácticas y muéstrale los throughputs que

has obtenido. Explícale si tienen sentido y contesta a las preguntas.



3. Throuhput atravesando Ethernet [estimado 40

minutos]



Prepararemos un escenario en el que haya elementos de red entre PC-A y PC-B como


se ve en la figura 1. Queremos que PC-A y PC-B estén en redes Ethernet de 100Mbps

pero que estas dos redes estén unidas entre si por un enlace a 10Mbps. Para eso se

han configurado unos puertos a 10Mbps en los conmutadores del laboratorio. Debes


usar exactamente los conmutadores y puertos indicados.
En primer lugar prueba los dos PCs en el mismo conmutador. Conecta el puerto eth0

de PC-A al conmutador Ethernet (marca D-Link) inferior del armario. Conecta eth0de

PC-B a otro puerto del mismo switch (que no sean los puertos últimos 23 y 24)