ČVUT F-Tester EDU

Výuková sestava pro názorné pochopení fungování komunikačních sítí, jejich testování a emulování. 

Na jednoduché a snadno přenosné sestavě zařízení lze demonstrovat funkci dnešních sítí na bázi protokolů TCP/IP/Ethernet a ověřovat jejich parametry v emulovaném prostředí bez velkých finančních nákladů. Sestava zahrnuje 2x generátorů a analyzátorů datových toků F-Tester® a 1x emulátor sítě E-Shaper:

• Zařízení F-Tester® je určeno pro měření parametrů komunikačních sítí. Lze definovat měřicí scénář s libovolnou časovou sousledností generovaných dat. Výsledky jsou vyhodnoceny korelovanými časovými průběhy aktuální ?přenosové? rychlosti, zpoždění ve smyčce a ztrátovosti.
• Zařízení E-Shaper je určeno pro emulaci parametrů komunikačních sítí za účelem ověření ICT systémů za různorodých, typicky zhoršených a mezních podmínek. Je možno napodobit i extrémní typy kanálů, např. pro komunikaci do vesmíru (mise na Měsíc apod.).

Zařízení jsou součást širší rodiny F-Lab. Konfigurace se provádí pomocí webového rozhraní na připojeném počítači (port 1GE), případně i mobilním telefonu či tabletu (při doplnění o interní WiFi kartu). Pro realizaci výukových úloh jsou vhodné následující scénáře:

• Emulovaný komunikační kanál pomocí zařízení E-Shaper měřený F-Testery:

a) učitel nastaví určitý typ kanálu s typickými parametry a studenti odhadují, o jaký typ kanálu se asi jedná;

b) studenti nastavují typy kanálů a porovnávají naměřené výsledky s předpoklady.

• Měření s reálným komunikačním kanálem, např. modemy xDSL nebo BPL adaptéry.
• Testy reálné či kombinované (částečně emulované) sítě mezi dvěma koncovými body s možností ověřován správného nastavení pravidel síťového provozu apod.
• Testy připojení k internetu proti centrálnímu serveru, možnost porovnání s výsledky různých speed-testerů.
• Spolupráce emulátoru se zařízením F-Tester – náměr vlastností reálné sítě lze exportovat jako předpis pro E-Shaper.
• Emulace komunikace pro ověření funkce SW aplikací (včetně studenty vytvořených programů) za různých (zhoršených) podmínek.

Testovací možnosti:

• Testy propustnosti pomocí protokolu TCP

- konfigurovatelné parametry včetně počtu souběžných toků a časové posloupnosti testů

- volba varianty TCP protokolu Reno, Cubic nebo BBR

• Testy propustnosti pomocí protokolu UDP

- ověření mezí propustnosti, nebo stability při konstantním toku

- vyhodnocení zpoždění ve smyčce, jeho kolísání a též ztrátovosti paketů

• Typické případy využití

- generování toku UDP s různou a v čase proměnnou velikostí paketů (schody, dávky, pila a další složitější časové průběhy)

- měření časové závislosti propustnosti pomocí toku TCP

- generování většího počtu toků zároveň mezi různými kombinacemi síťových sond

- emulace toků na základě předdefinovaných charakteristik nebo ze záchytu dat (např. pro aplikace http, VoIP, IPTV, speciální průmyslové protokoly)

- generování toků pro ověření odolnosti proti DoS nebo DDoS útokům

Emulační možnosti:

Nezávislé nastavení parametrů oba směry přenosu – fixní hodnoty, nebo proměnné v čase

- Omezení propustnosti

- Přídavné zpoždění při přenosu

- Definovaná ztrátovost paketů

- Generování duplicitních paketů a paketů mimo pořadí

Možná rozšíření:

• Doplnění karty WiFi, RF konektorů a antén v režimu 2xMIMO – testování reálné WiFi komunikace nebo možnost bezdrátového připojení k ovládání zařízení.

• Varianta F-Tester® 5G je vybavena kartou pro testování mobilní sítě LTE a 5G s RF konektory pro antény v režimu 4xMIMO a sledováním polohy GPS.

• Server s porty 10GE pro centrální prvek, proti kterému se spouští testy s více studentských pracovišť. Lze dodat včetně HW, nebo jen SW pro virtualizaci. Při nižších nárocích na centrální testovací prvek lze na jeho místě využít i běžné zařízení F-Tester® s portem 1GE.

Dva příklady uspořádání laboratorních úloh – vlevo autonomní testování emulovaného kanálu (samostatné studentské pracoviště) – vpravo kooperativní úloha využívající sítě WiFi a společného testovacího serveru.

Demonstrační úlohy jsou založeny na dvojici zařízení – minipočítačů, na kterých běží náš testovací a analyzační SW, mezi kterými je vložen další minipočítač, který se může chovat jako vybraný komunikační kanál (např. napodobuje svými vlastnostmi a dynamickým chováním bezdrátovou část mobilní či družicové sítě) nebo jako rozsáhlá globální síť, jakou je typicky celý internet s množstvím síťových prvků, spolupracujících operátorů, včetně úzkých hrdel a rizik přetížení.

Technické parametry: 

• Datové rozhraní:
  • 2 x RJ-45 Ethernet 10/100/1000BASE-T v režimu síťový most
• Dohledové rozhraní:
  • 1 x RJ-45 Ethernet 10/100/1000BASE-T
  • 1 x DB9 – RS232
• Úložný prostor: SSD 256 GB
• Napájení: 12 V DC, maximální příkon 12 W
• Rozsah pracovní teploty: 0 – 85C
• Ovládání a dohled: WEB rozhraní, terminál
• Stupeň krytí: IP40
   

Příslušenství