OPNET Technologies - MODELER
1. OPNET Technologies
Le mot du fondateur sur le sujet de la modélisation de réseaux répondant à Jean-Pierre Soulès 01 Informatique (n° 1761), le 19/03/2004 :
Alain Cohen (OPNET) : « J'y ai pensé lorsque je faisais mes études au MIT, au milieu des années 80. Avec l'essor prévisible des réseaux, il m'a semblé qu'un outil de modélisation et de simulation de réseau avait de l'avenir. Nous avons décidé, mon frère et moi, d'en créer un, sur étagères, comme on dit. C'est ainsi qu'est né Modeler, qui s'est imposé dans le monde de la recherche et développement. Par la suite, nous n'avons pas voulu nous cantonner aux constructeurs, mais nous élargir aux exploitants en créant SP Guru pour les opérateurs, et IT Guru pour les entreprises ».
2. OPNET Modeler
2.1. Introduction
Modeler d’OPNET est réputé dans l’industrie pour la modélisation et la simulation de réseaux. Modeler permet de dessiner et d’étudier des réseaux de communications, des équipements, des protocoles et des applications avec facilité et évolutivité. Modeler est utilisé par les entreprises technologiques les plus performantes pour accélérer leurs procédés de recherches et développements.
L’approche orientée objet associée à des éditeurs graphiques intégrés de Modeler simplifie la composition des réseaux et des équipements. Ceci permet de réaliser facilement une correspondance entre votre système d’informations et votre modèle.
Modeler est basé sur une série d’éditeurs hiérarchisés qui parallélisent la structure du réseau réel, des équipements est des protocoles.
2.2. L’éditeur de projets
L’éditeur de projets représente un graphique de la topologie des communications du réseau. Ce dernier est constitué d’objets équipements et liens configurables via des boites de dialogues.
Les méthodes de copier coller des équipements et des liens à partir des palettes d’objets de l’éditeur permettent de réaliser le réseau. Il est également possible d’utiliser la fonction d’importation rapide de l’ensemble de la configuration. Il est possible d’utiliser la librairie OPNET ou de réaliser votre propre palette intégrant vos propres équipements et liens.
L’éditeur de projets intègre également un environnement géographique avec des caractéristiques dimensionnelles reprenant les composants utiles pour la modélisation de réseaux câblés ou sans fils.
L’utilisation du menu Protocoles permet de configurer rapidement les protocoles et d’activer des paramètres particuliers.
2.3. L’éditeur d’équipements
L’éditeur d’équipements modélise l’architecture des éléments du réseau et des systèmes en traduisant les flux de données échangés entres les équipements fonctionnels.
Les équipements fonctionnels sont appelés modules. Chaque module peut générer, envoyer et recevoir des paquets des autres modules pour réaliser sa fonction. Les Modules représentes les applications, les couches de protocoles, les algorithmes, les ressources physiques comme les buffers, les ports TCP et les bus de données.
Les Modules sont assignés à des modèles de processus (développés dans l’éditeur de processus) pour répondre à n’importe quelles demandes.
2.4. L’éditeur de processus
L’éditeur de processus utilise une puissante machine à états finis (FSM finite state machine) spécialisée pour supporter les spécifications à différents niveaux de détails pour les protocoles, les ressources, les applications, les algorithmes et les politiques de queuing. Les états de progressions définissent graphiquement l’état de progression du processus en réponse à chaque événement.
Chaque étape du modèle de processus contient du code C/C++ supporté par une librairie de fonctions définis par les logiques des protocoles. Chaque FSM peut définir des variables d’état et peut faire des appels aux codes dans les librairies disponibles. Les FSM sont dynamiques et simplifies considérablement les spécifications des protocoles qui gèrent les ressources et les sessions comme celles de TCP et d’ATM.
L’éditeur de processus est utilisable pour développer un modèle complètement nouveau de processus en partant des spécifications papiers.
Les frameworks de la modélisation de processus supportent le traitement complet du multi threads et les ordinateurs dont les architectures sont parallèles.
2.5. Les fonctionnalités principales
Initialement développé au MIT (Massachusetts Institute of Technology) et commercialisé en 1987 comme le premier simulateur de réseaux, Modeler d’OPNET continue d’être la référence sur l’état de l’art avec les fonctionnalités principale suivantes :
Modeler est le moteur le plus modulable et plus évolutif des moteurs de simulation. Pour des modèles de réseaux filaires et sans fil, il vous permet d’utiliser des runtimes de simulation qui utilisent des techniques d’accélérations.
Si vous prenez l’exemple d’une simulation d’applications dynamiques sur différents routages dans un environnement virtuel comprenant des milliers de terminaux sans fil sur un terrain accidenté, l’ensemble est plus rapide que la même application sur un terminal réel.
Les modèles hiérarchisés de réseaux gère des topologies complexes avec un nombre de sous réseaux imbriqués illimité.
La programmation des modèles est orientée objet. Les équipements et les protocoles sont programmés sous forme de modules de classes incluant héritage et organisation des classes.
La modélisation est claire et simplifiée. C’est le cas pour la modification du comportement des différents objets au « niveau processus » et l’intégration entre eux au « niveau équipements ».
Il en est de même au « niveau réseau » pour la création des liens entre les équipements.
Il est possible de lancer scénarios au seing des projets afin de pouvoir comparer les différentes architectures.
Modeler reproduit chaque comportement sur une base de code C ou C++ (FSM finite state machine). Chaque élément est contrôlable par l’utilisateur.
Support complet pour la réalisation de protocoles. Plus de 1000 fonctions sont incluses et les librairies assurent l’aide à la réalisation des protocoles.
Réseaux sans fils point à point et multipoints: Le comportement des liens réseaux est ouvert et programmable. Les caractéristiques des délais, de la disponibilité, des bits errors et des débits des liens sont modifiables. Ceci comprend le niveau physique et les modifications des caractéristiques en fonction de l’environnement. La librairie Longley-Rice est intégrée en standard dans Modeler sans fil. Il en est de même pour les librairies TIREM et Free Space.
Modeler est la plateforme la plus évoluée intégrant de la simulation séquentielle et parallèle DES (discrete event simulation) sous la forme hybride et analytique et intégrant un noyau 64 bit et un bus HLA. En option SITL (system in the loop) permet de bénéficier d’une liaison entre le monde réel et le monde virtuel.
Totalement ouvert, Modeler possède des API pour des ajouts de programmes complémentaires. Pour assurer la confidentialité et la protection du savoir, les modèles peuvent être encryptés. Le code source est disponible pour tous les modèles.
Debugger Intégré: Il permet de valider rapidement une simulation ou de trouver les problèmes.
Outil d’analyse intégré: Interface simple pour visualiser les résultats d’une simulation. Interface permettant de visualiser des séries, des courbes, des fonctions de probabilité. Le tout exportable en bilan ou au format XML.
Animations: Il est possible de visualiser le comportement d’un modèle sous forme d’une animation. Il est possible de visualiser graphiquement les données statistiques pendant la l’exécution de la simulation.
Importation de données: Les formats texte, XML et les outils standard tels que ceux de Cisco, HP, CA, NetScout, BMC, Concord (CA), cflow, tcp-dump et autres sont supportés.
Analyse financière du coût des équipements. Exportation des coûts sous forme de bilans avec présentation du total des coûts.
Librairie complète incluant les applications plusieurs tiers, la voix, http, TCP, IP OSPF, BGP, EIGRP, RIP, RSVP,Frame Relay, FDDI, Ethernet, ATM, 802.11 sans fil, LANs’, 802.16, WiMax , IPv6, MPLS, DOCSIS, UMTS, IP Multicast, Circuit Switch, MANET, Mobile IP, IS-IS, les caractéristiques des satellites et bien d’autres. Tous ces modèles de normes sont fournis sous forme de FSM (finite state machine) avec le code source.
Les équipements réseaux. La librairie de modèles standard inclut de nombreux équipements des constructeurs sous une forme générique dont des routeurs, des switches, des stations de travail, des générateurs de paquets, L’ensemble s’assemble rapidement pour réaliser vos propres modèles en utilisant le module « Device creator ». Il est possible d’agréer du trafic venant d’un LAN ou d’un réseau matérialisé par un nuage.
Modélisation de réseaux de mobiles. Il existe des modèles de réseaux cellulaires, de mobiles ad hoc, de LAN sans fil Wifi, de réseaux sans fil WiMax, Long Term Evolution LTE, et de nombreux réseaux sur base d’équipements liés aux mobiles. Contrôle de chaque équipement, position dynamique ou trajectoire prédéfinie. Il est possible d’ajouter des cartes telles que CADRG/CID et des données venant d’autres fonds d’écrans contextuels comme DTED, USGS ou OpenFlight afin de mieux prendre en compte les considérations liées aux effets du terrain.
Gestion souple des licences: Droit d’utilisation la licence transportable. Fourniture automatique de numéro de licence via Internet et gestion web du management des licences.
2.6. Retour sur investissement
L’entreprise utilisatrice de Modeler bénéficie d’une augmentation de la productivité de la Recherche & Développement. L’utilisation d’éditeurs spécialisés et d’outils d’analyses performants vous permet de focaliser sur les spécificités de votre projet. D’une amélioration de la qualité de votre production. D’une réduction du temps de réalisation,
3. Compléments pratiques sur Modeler
3.1. La simulation
Une simulation OPNET Modeler c'est:
Un projet
Un ou plusieurs scénarios
Des modèles de noeuds
Des modèles de processus
Des descripteurs de statistiques
Plusieurs simulations exécutées avec des valeurs de random number seed (« graine ») différentes.
3.2. Librairies standards Modeler
Modèle standard (normes, recommandations, spécifications...) et implémentations constructeurs :
IEEE Specifications (e.g., 802.1q, 802.3, 802.11, etc.)
ANSI Standards (e.g., X3.139, T1.513, etc.)
ATM Forum Specifications (e.g., UNI 3.1, TM 4.0, etc.)
RFC Documents (e.g., RFC-793, RFG-1058, RFC-1771, etc.)
Implémentations constructeurs (e.g., VLAN tagging, EIGRP, etc.)
3.3. Composants de librairies
Les composants des librairies standard permettent de créer rapidement des architectures de réseaux
Générateurs de trafics (workstations, serveurs, stations) avec ou sans profils d'utilisations.
Équipement réseaux (hubs, bridges, switches, routers, etc.)
Liens (SONET, PPP, FDDI, 10BaseT, ISDN, xDSL, wireless, etc.)
Modèles constructeurs (Cisco Systems, 3Com, Lucent, HP, 3Com, Ascend, Avici, Bay Networks, Cabletron, eXtreme, Fore Systems, Foundry, Hewlett Packard, Juniper Networks, Lucent, NEC, Newbridge, Nortel etc.)
Les autres librairies disponibles :
Circuit-switched / SS7 Server Modeling
IP Multicasting
DOCSIS
MPLS
UMTS
PNNI
Ipv6
3.4. Modèles des objets réseaux
Ensembles de nodes, links et subnets
Nodes = serveurs, stations de travail, routeurs, etc.
Links = liaison point-à-point et bus
Existe des modèles génériques et des modèles vendeurs
Modèles génériques Modèles vendeurs
3.5. Convention des noms des objets
Les modèles standard OPNET respectent une convention de nom spécifique pour chaque noeud :
<protocoln>…<protocoln >_<function>_<modifier>
<protocoln> est une abréviation spécifiant un protocole particulier supporté par le noeud. La variable n représente le nombre d'interfaces de ce protocole au sein du noeud.
<function> est une abréviation indiquant la fonction générale du noeud, e.g. gateway, workstation, server.
<modifier> indique le niveau de dérivation du modèle
3.6. Nom des équipements des constructeurs
Nom des modèles constructeurs :
Constructeurs contribuant : 3Com – Ascend – Avici -Bay Networks – Cabletron Cisco
Systems – eXtreme -Fore Systems – Foundry -Hewlett Packard -Juniper Networks –
Lucent – NEC – Newbridge – Nortel
Convention de nom :
<Vendor_Name>_<Device_Name>_<Number_of_Slots>_<Configuration>
Exemple : CS_4000_3s_e6_f_fr2_sl2
=> Routeur CISCO 4000 avec 3 slots, 6 ports ethernet, 1 port FDDI, 2 port
frame relay et 2 ports SLIP
Convention de nom :
<protocol>_<modifier>
Exemple :
10BaseT_adv
3.7. Création de nouveaux objets
Il est possible de dériver un nouveau modèle à partir d'un objet existant, Le nouveau modèle reflète l'objet qui devra être simulé (autres paramètres par défaut, nouvelles interfaces, implémentation d'un autre scheduler...)
3.8. Configuration de multiples nœuds de communication
Plusieurs méthodes existent pour la modification de paramètres de configuration à travers multiples nœuds :
- Multiples nœuds peuvent être sélectionnés, soit de façon manuelle soit à partir de requêtes logiques sur les attributs des nœuds. Les attributs d’un nœud peuvent ensuite être copiés sur les autres nœuds de la sélection
- Utilisation de la fonctionnalité « attribute template » qui permet de modifier dynamiquement les attributs de son choix sur multiples objets
Utilisation de la fonctionnalite « Attribute template » sur un sous ensemble de noeuds
3.9. Le cycle traditionnel d’un projet
. Création de projets
. Création d'un scénario de base
. Choix des statistiques à collecter
. Lancement des simulations
. Duplication du scénario
. Lancement d'une nouvelle simulation
. Comparaison des résultats
Configuration simple de réseaux
Un réseau peut être modélise de façon simple par un nuage IP ou nuage d’autre technologie, ayant des paramètres de communication tels que:
- les paramètres des interfaces d’accès au réseau, y compris le débit d’accès sur chacun des liens
- les paramètres de latence lors de la traversée du réseau
- un débit global à travers le réseau
