DaCoPAn Software Engineering Project - Система динамической визуализации событий работы протоколов при обмене данными между двумя сетевыми ЭВМ — D

Problem Scope
Internet protocols form the basis of data communication education
Motivation Almost no tools for studying real network protocols
A tool for homework & classroom teaching
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Протоколы Интернета - основа изучения обмена данных в сети
Практически нет инструментов для изучения реального поведения сетевых протоколов
Инструмент для самостоятельного и аудиторного обучения
Мотивация
Предметная область

Traditional methods
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Традиционные методы

Solution
A network with 2 computers
Run tcpdump
Save the network traffic into 2 files
Take these files, analyze & merge them
A file is output from the Analyzer
This file is input for the Animator
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Сеть с двумя сетевыми ЭВМ
Запуск tcpdump
Сохранение данных о сетевом трафике в 2 файлах
Анализ и объединение данных этих файлов
Файл, полученный с помощью Analyzer
Этот файл - входные данные для Animator
Решение

Uses for DaCoPAn
Teachers can use scenarios to show the most important ideas.
Teaching
Save time preparing lectures.
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Can download DaCoPAn for home use.
Students
Used as personal e-learning tool.
Can use the tool to assign exercises to the students.
Преподаватели могут использовать сценарии для показа наиболее важных идей
Обучение
Ускоряет процесс подготовки лекций
Могут загрузить DaCoPAn для домашнего использования
Студенты
Может использоваться как персональное электронное средство обучения
Инструмент может быть использован для упражнений студентам
Применение DaCoPAn

High level architecture Архитектура
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
DaCoPAn
analyzer

Analyzer
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
17:13:45.955758 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF)
17:13:45.955933 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 0 (DF)
17:13:45.956007 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF)
17:13:45.981674 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 51 (DF)
17:13:45.981817 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF) [tos 0x10]
17:13:47.524336 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 14 (DF) [tos 0x10]
17:13:47.524497 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 0 (DF)
17:13:47.524648 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 34 (DF)
17:13:47.524675 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF) [tos 0x10]
17:13:50.956903 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 15 (DF) [tos 0x10]
17:13:50.996908 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 0 (DF)
17:13:51.032471 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 33 (DF)
17:13:51.032499 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF) [tos 0x10]
17:13:45.938659 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF)
17:13:45.938700 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 0 (DF)
17:13:45.938902 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF)
17:13:45.964420 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 51 (DF)
17:13:45.964717 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF) [tos 0x10]
17:13:47.507242 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 14 (DF) [tos 0x10]
17:13:47.507264 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 0 (DF)
17:13:47.507409 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 34 (DF)
17:13:47.507572 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF) [tos 0x10]
17:13:50.939818 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 15 (DF) [tos 0x10]
17:13:50.979665 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 0 (DF)
17:13:51.015232 zeta.cs.karelia.ru.ftp > iota.cs.prv.dcs: tcp 33 (DF)
17:13:51.015397 iota.cs.prv.dcs > zeta.cs.karelia.ru.ftp: tcp 0 (DF) [tos 0x10]
tcpdump log 1
tcpdump log 2

Analyzer
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
... id="U1" source="H1" destination="H2" protocol="P3" time="0.000000"
children="U2" flow="F1">
0.000000
0.000105
1367
21
900322900
0
5840
0
0
1
0
0
0
0
10
0.000000
0.000105
0
...
Protocol Events File Фал событий протоколов

High level architecture Архитектура
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
DaCoPAn
animator

Requirements
Functionality defined by 10 very general use cases
Visualization needs defined by 13 prioritized network scenarios
Program needs to be extensible for visualizing any network protocols
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Требования
Функциональность определена с помощью 10 весьма общих прецедентов
Требования визуализации определены с помощью 13 сетевых сценариев с приоритетами
Программа должна легко обеспечивать расширения для визуализации любых сетевых протоколов

Design challenges
Need to design new visualizations for network scenarios
Different use modes for different user groups
Handle all data from Analyzer in a general extensible way
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Необходимость проектирования новых визуализаций для сетевых сценариев
Различные режимы использования для различных групп пользователей
Обработка всех данных Analyzer’а общим расширяемым способом
Проблемы проектирования

Design solutions 1
Generic data structures for network layers, protocols, fields and variables
Visualizations also generic
Generic framework to synchronize multiple animation types
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Типовые структуры данных для сетевых уровней, протоколов, полей и переменных
Визуализация также типовая
Типовая концепция для синхронизации разнообразных типов анимации
Решения 1

Design solutions 2
Scenario framework for "scripted presentation"
Two types of notes mapped to network data
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Концепция сценариев для “презентации по заданному сценарию”
Два типа заметок, связанных с сетевыми данными
Решения 2

Animator screenshot 1
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Снимок экрана 1

DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Animator screenshot 2
Снимок экрана 2

DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Animator screenshot 3
Снимок экрана 3

Traceability
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет Each use case tested for quality in the user interface
Each network scenario loaded, checked that visualization fits description
Трассируемость
Каждый прецедент проверен на качество в интерфейсе пользователя
Каждый сетевой сценарий загружался, проверялось соответствие визуализации и описания

Microsoft technologies
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Works optimally on Windows platform
Possibility to port to .NET by using J#
Технологии Microsoft
Оптимальная работа на платформе Windows
Возможность переноса под .NET используя J#

Testing the Animator
Used JUnit test classes, automated test runs
Unit Testing
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
12 different tests, more than 70 subparts
Integration testing
at least 3*10*8 = 240 man-hours
1800+ lines of testing code, 75 single tests
(Тестирование)
13 different .java classes
Использовались классы тестов JUnit, автоматический запуск тестов
Модульное тестирование
12 различных тестов, более чем 70 подразделов
Интеграционное тестирование
по крайней мере 3*10*8 = 240 человеко-часов
13 различных Java классов
1800+ строк кода тестов, 75 одиночных тестов

DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Human Factors
(Человеческие факторы)

Helsinki Group had 2 Spanish exchange students, 4 Finns
Cross cultural
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
English as a working language, all common meetings
Language issues
Different skill levels in English
User interface released in 4 languages
Petrozavodsk group had 5 Russian students
Команда г.Хельсинки состояла из 2 испанских студентов по обмену, 4 финских студентов
Трансграничность
Английский язык как рабочий на всех общих собраниях
Языковые проблемы
Различные уровни навыков в Английском языке
Интерфейс пользователя реализован на 4-х языках
Команда г.Петрозаводска состояла из 5 русских студентов
Human Factors
(Человеческие факторы)

Documentation
1 x Project plan
1 x Requirements document
3 x Design documents
2 x Implementation documents
1 x HTML Javadoc (Animator)
2 x Test plan documents
3 x Test execution documents
1 x Installation instructions
1 x Conclusion document
Documents produced
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Документация
Available at www.cs.karelia.ru
along with meeting agendas, photos, links..
1 x План проекта
1 x Документ требований
3 x Документов проектирования
2 x Документов реализации
1 x HTML Javadoc (Animator)
2 x Планов тестов
3 x Документов тестирования
1 x Инструкции по установке
1 x Итоговый документ
Полученная документация
Доступные на www.cs.karelia.ru
вместе с повестками собраний, фотографиями, ссылками, ...

Thank you!
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Спасибо!

Thank you!
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Спасибо!

Thank you!
DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Спасибо!

DaCoPAn Software Engineering Project
University of Helsinki
Petrozavodsk State University
Проект DaCoPAn
Университет Хельсинки
Петрозаводский Государственный Университет
Our customer
Наш заказчик
Markku Kojo, Senior researcher, University of Helsinki