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Emulación de redes y cómo traer condiciones del mundo real al ambiente de prueba

julio 24, 2019

Emulación de redes y cómo traer condiciones del mundo real al ambiente de prueba

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Emulación de redes: el problema de los factores de configuración

La emulación de redes es una tecnología relevante cuando pretendemos hacer pruebas relacionadas con el comportamiento de nuestra plataforma.

Veamos estas situaciones:

  • Hemos desarrollado una nueva aplicación y nos preguntamos cómo se comportará al ponerla en producción, considerando las condiciones de nuestros segmentos de red.
  • Digamos que tenemos una nueva aplicación y nos preguntamos cómo se comportará considerando que tenemos usuarios potenciales en dos sucursales remotas y que en la sucursal A tenemos un ancho de banda y en la sucursal B tenemos disponible un ancho de banda mucho menor.
  • Supongamos que tenemos una nueva aplicación pero en este caso tenemos 50 enlaces que difieren en tecnología, ancho de banda, nivel de paquetes perdidos, paquetes dañados, latencia, etc.
  • Estamos evaluando contratar un enlace de comunicaciones con cierta capacidad de ancho de banda y determinada tecnología y nos preguntamos cómo reaccionarán nuestras aplicaciones.
  • Estamos planificando contratar un servicio en la nube o estamos considerando la posibilidad de pasar a una arquitectura mixta en la nube y nos preguntamos cuál será el rendimiento que observarán nuestros usuarios.
  • Estamos seguros de que el nivel de ancho de banda de un enlace no es suficiente pero no estamos seguros de cuál es exactamente el nivel que debemos contratar.

Todas estas situaciones son parte del día a día de los responsables de TI y todas se responden desarrollando las pruebas necesarias.

Ahora bien, cuando nos proponemos hacer estas pruebas surgen dos opciones: simulación y emulación de redes. Se trata de dos conceptos que con frecuencia se utilizan indistintamente pero que en realidad son muy diferentes.

Simulación

En la simulación de redes la idea básica es utilizar un sistema para crear un modelo virtual de la red.

El modelo resultante habrá de incluir aspectos como el tipo de red, su topología o las configuraciones de los equipos que la componen, incluyendo estaciones de trabajo, teléfonos, servidores, switches, enrutadores, firewalls, etc.

Una vez definido un modelo inicial se pueden hacer las modificaciones necesarias para validar el efecto que un cambio específico pudiera ejercer al momento de aplicarse en la red real.

En los simuladores de red se maneja la máxima de que su utilidad siempre será directamente proporcional al nivel de similitud entre el modelo virtual y la red real.

En general, debemos asumir que alcanzar un buen nivel de similitud parte de disponer de un buen simulador y dedicar muchas horas de trabajo en establecer y mantener el modelo.

El uso de los simuladores de red suele estar relacionado con la prueba de concepto de nuevos dispositivos de red, la prueba del efecto que tendrá la inclusión de un nuevo protocolo o una solución de redes que implica la reconfiguración de equipos, etc.

Si el lector siente curiosidad por el tema de simulación de redes le recomendamos comenzar por revisar el siguiente documento.

Emulación

Por otro lado tenemos la emulación de redes, que ofrece una visión menos abstracta que la simulación ya que parte de copiar o reproducir el comportamiento de la red para luego reemplazarla o replicarla en un ambiente de pruebas.

Es decir, los emuladores son dispositivos que nos permiten reproducir las condiciones de trabajo de un segmento de red o de un enlace de comunicaciones y cuyo destino es ser integrado en la plataforma real durante un proceso de pruebas.

En la siguiente imagen se muestra cómo se utiliza un emulador de redes para reproducir las condiciones de trabajo de un enlace WAN:

emulación de redes 1

Descripción: Emulador en enlace WAN
https://www.ayscom.com/por-que-necesitas-un-emulador-de-red/

Aunque puede aplicarse emulación a segmentos LAN, en realidad cuando se habla de emulación de redes por lo general debemos entender que se trata de emulación de enlaces WAN.

Si el lector está evaluando un emulador de redes y requiere emular segmentos LAN, debe validar en la documentación del emulador si en realidad es capaz de soportar emulación LAN; pasa lo mismo si requiere emular segmentos inalámbricos.

No todos los emuladores de red presentan un alcance que abarca todas las tecnologías de red posibles.

Una vez resuelto el tema del alcance del emulador, está el aspecto de su capacidad.

Así, vemos que muchos promueven la cantidad de enlaces que simultáneamente pueden emular, de manera que, teóricamente, con un mismo dispositivo podamos emular toda nuestra plataforma de red.

El uso de emuladores suele estar relacionado con las pruebas de concepto de enlaces de comunicaciones, pruebas de aplicaciones en función de la plataforma de red que las sustentará, etc.

En este punto tenemos lo suficiente para entender la diferencia entre simulación y emulación de redes; por un lado la creación de un modelo virtual de la red y por otro la utilización de un dispositivo para replicar las condiciones de la red.

En adelante les proponemos revisar con más detalle el caso de los emuladores de red y su posible relación con las herramientas de monitorización.

El problema de los factores de configuración

La configuración de un emulador de red implica que se fijen ciertos parámetros o atributos que describen el comportamiento del segmento que se pretende emular.

Atributos generales como el ancho de banda contratado son necesarios, pero también elementos como la latencia y el nivel de pérdida de paquetes permiten crear una emulación más ajustada a la realidad.

Es interesante pensar que estos atributos de configuración son aquellos elementos que describen el comportamiento del enlace, muchos de los cuales son considerados como perturbaciones o fallas.

Tengamos en cuenta también que la precisión es una de las características más importantes de los emuladores de red, entendida como la capacidad que tiene el emulador de replicar con exactitud todos los factores que describen el segmento de red que se pretende emular.

Entonces, las casas fabricantes se esfuerzan en generar emuladores que incluyen una gran cantidad de factores de configuración con la esperanza de hacer cada vez más precisos sus productos.

Los factores que se incluyen en la configuración de un emulador dependen, por supuesto, del fabricante; sin embargo, en la mayoría de los emuladores conseguimos los siguientes:

Latencia
Ancho de banda disponible
Paquetes perdidos
Paquetes duplicados
Paquetes corruptos o dañados
Nivel de retraso en la entrega de paquetes
Jitter o variabilidad en el tiempo de entrega

A partir de esos factores y dependiendo de la orientación que se requiera en la prueba pueden requerirse factores específicos como aquellos asociados a la transmisión de video o a segmentos inalámbricos, por ejemplo.

Ahora bien, disponer de estos atributos y que sus valores sean lo más ajustado a la realidad no siempre es sencillo.

Para aquellos enlaces que ya están en producción puede ser un poco más sencillo, pero demanda la medición de estos atributos y desarrollar el trabajo de preservar data histórica y generar estadísticas sobre ella.

En el caso de que estemos evaluando la posible adquisición de un enlace de comunicaciones obtener estos valores resulta más complicado y muchas veces debemos conformarnos solo con datos teóricos.

Un punto que hace aún más compleja la recolección de datos fiables sobre los factores de configuración es que dichos factores no son estáticos en el tiempo. Es decir, en un segmento de red o en un enlace WAN la latencia no es la misma durante todas las horas de día o durante todos los días de la semana.

Queda claro entonces que el nivel de conocimiento sobre la plataforma, el manejo de data histórica y el análisis sobre dicha data es crucial para el éxito de un plan de pruebas basado en emuladores de red.

De hecho hay una máxima que se convierte en el gran objetivo del mundo de pruebas basado en emuladores: ¨Hay que traer condiciones del mundo real al ambiente de pruebas¨.

Luego la pregunta a responder es cómo hacemos para obtener esas condiciones del mundo real.

Emuladores de red y herramientas de monitorización

La capacidad de visualización de una herramienta de monitorización de propósitos generales como Pandora FMS puede ofrecernos todo el conocimiento necesario sobre el comportamiento de la red.

Nos referimos aquí a la posibilidad de obtener información de cada elemento de la plataforma, sean dispositivos de red, enlaces de comunicaciones, comportamiento de los segmentos LAN, servidores, aplicaciones servicios e incluso procesos.

Así que, además de todos los beneficios inherentes al desarrollo de una plataforma de monitorización fundamentada en Pandora FMS, es posible utilizarla para definir los parámetros de configuración para los diferentes escenarios de prueba que se evaluarán utilizando emulación de redes.

Por ejemplo, digamos que necesitamos información sobre el comportamiento del ancho de banda disponible en un enlace de comunicaciones.

Utilizando Pandora FMS podemos obtener esta información. Si el lector está interesado en el cómo, puede comenzar por leer este interesante artículo.

Ahora pensemos cómo podemos obtener información sobre la pérdida de paquetes. Pues teniendo Pandora FMS es perfectamente viable y el siguiente artículo nos explica cómo.

Así podríamos seguir con todos los factores de configuración.

Ahora bien, resuelto el aspecto de cómo obtener los datos de mundo real para configurar nuestros emuladores queda el aspecto de la medición de los resultados.

Este asunto parte del hecho de que los emuladores replican la red y permiten la prueba, pero debe establecerse un proceso de medición de los resultados.

Digamos, por ejemplo, que estamos evaluando el comportamiento de una nueva aplicación y el impacto que su puesta en producción pueda tener en el resto de la plataforma.

Una vez configurado el emulador y activas las pruebas es necesario medir el comportamiento de la aplicación en cuestión y de las otras aplicaciones, además de parámetros como el rendimiento de los servidores asociados, el nivel de afectación de otros segmentos de red, etc.

Estas pruebas exigirían un trabajo muy exhaustivo si se hicieran individualmente, pero utilizando una plataforma de monitorización como Pandora FMS ya instalada y entonada puede ser mucho más sencillo.

Finalmente, podemos decir que el reto de establecer esquemas de pruebas utilizando emuladores de red se integra de forma natural al trabajo desarrollado por una plataforma de monitorización como Pandora FMS.

¿Quiere conocer mejor Pandora FMS? Si cuenta con más de 100 equipos para monitorizar puede contactar con el personal de Pandora FMS Enterprise a través del siguiente formulario.

Y si cuenta con un número menor de dispositivos puede utilizar la versión OpenSource de Pandora FMS, de la cual encontrará más información aquí.


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