This diploma thesis deals with a development of a network emulator operating in TCP/IP computers networks. This work contains a specification of transmission parameters and an analysis of concurrent systems both proprieties and open-sources. Afterward describes a relalization of the emulator itself. The core of the emulator uses well-known Linux tools tc, netem and iptables. An API of the program is realized by web service and for user interaction has been developed a web user interface. At the end of this work are listed and then discussed measured results of the emulator capabilities.

The transportation industry has been transforming because of rapid digitalization and autonomy. Because of this the demand for more connected and autonomous vehicles is increasing for both private individuals and businesses. Reducing human interaction emphasizes the need for higher road safety. Autonomous vehicles, in general, have different sources of faults which might lead to severe accidents and injuries. Testing and validating autonomous vehicles can be useful for avoiding such cases. Remote driving is a potential fallback option whenever autonomous vehicles fail. The remote operator can take direct or indirect control of the remotely-operated vehicle whenever the need arises. Tele-operated driving has three main parts - the vehicle, the remote operator, and communication between the two. Communication plays an important role in this feedback control system. Any communication disturbance in the video feed from the vehicle to the remote operator or in the commands from the operator to the vehicle can result in safety violations and even accidents. These disturbances can have different sources. This work presents a methodology to inject network disturbances to analyze the effect of these disturbances on vehicle manoeuvrability. A driving simulator, CARLA, was used as a vehicle model to solve this problem and to allow human-in-the-loop. NETEM was used to inject different faults on the outgoing traffic to emulate network disturbances. The implementation was done on LocalHost to avoid any delays that might occur due to the presence of physical devices in the network. It was concluded from the Time-to-Collision (TTC) results that road safety decreased whenever the fault was injected in a vehicle-following case. Another important insight was that the packet loss of 5% always showed a TTC violation for a 6-sec threshold. The highest steering reversal rate was also observed for 5% packet loss. It was observed from the results that the steering reversal rate (SRR) was consistently higher in the faulty run. This indicates that the drivers were more distracted. Based on the results, it is observed that network disturbances affected driving in a remote driving setup. The results can be further utilized for more comprehensive studies to understand how simulator-in-loop can be used for testing, verification, and validation. / Transportbranschen har förändrats på grund av snabb digitalisering och autonomi. Efterfrågan på mer uppkopplade och autonoma fordon ökar hos både privatpersoner och företag. Men minskad användarinteraktion ökar behovet av högre säkerhet hos fordonen. Autonoma fordon har i allmänhet olika felkällor som kan leda till allvarliga olyckor och skador. Att testa och validera autonoma fordon blir viktigt för att undvika sådana fall. Fjärrkörning är ett potentiellt komplement när autonoma fordon inte är tillräckligt säkra. Fjärroperatören kan ta direkt eller indirekt kontroll över det fjärrmanövrerade fordonet när behovet uppstår. Telestyrd körning har tre huvudkomponenter - fordonet, fjärroperatören och kommunikationen däremellan. Kommunikation spelar en viktig roll i detta återkopplade system. Varje störning i kommunikationen av videoflödet från fordonet till fjärroperatören eller i kommandon från operatören till fordonet kan resultera i bristande säkerhet och till och med olyckor. Dessa störningar kan ha olika källor. Detta arbete presenterar en metod för att injicera nätverksstörningar för att kunna analysera effekten av dessa på fordonets manövrerbarhet. En körsimulator, CARLA, användes som fordonsmodell och anpassades för att kunna styras av en mänsklig fjärroperatör. NETEM användes för att injicera olika fel på den utgående nätverkstrafiken för att efterlikna nätverksstörningar. Implementeringen gjordes på LocalHost för att undvika fördröjningar som kan uppstå på grund av närvaron av andra fysiska enheter i nätverket. Av TTC-resultaten drogs slutsatsen att trafiksäkerheten minskade när fel injicerades i ett fall där fjärroperatören följer att annat fordon. En annan viktig insikt var att en paketförlust på 5% alltid gav överträdelser med för låg TTC vid en gräns för lägsta tillåtna värde på 6 sekunder. Även de högsta observerade värdena på styrvändningstakt (steering reversal rate) observerades för 5% paketförlust. Resultaten visade att styrvändningstakten konsekvent var högre vid felinjicering. Detta tyder på att förarna var mer distraherade. Baserat på resultaten är en observeration att nätverksstörningar kan påverka säkerheten vid fjärroperation. Metodiken kan användas för mer omfattande studier för att förstå hur simulator-i-loopen kan användas för testning, verifiering och validering.

Diplomová práca sa zaoberá vývojom emulátoru prenosových parametrov dátovych sietí nad protokolovou sadou TCP/IP. Práca opisuje špecifiká sieťovej časti Linuxového jadra ako aj realizáciu emulátoru pomocou userspace programov ako tc, netem, ifb a iptables ovládajúcich jadro. Program pre emuláciu je realizovaný v jazyku Python a je ovládaný cez grafické rozhranie vytvorené s PyQt5. Aplikácia bola otestovaná a verifikovaná, že je dostatočne presnou reprezentáciou špecifikovanej WAN siete a že taktiež využíva prostriedky efektívne.

The master’s thesis deals with Domain Name System (DNS) and its practical use. It describes hierarchy of domain names, resource record types, protocol used, as well as DNSSEC extension. The most utilized implementations of authoritative and recursive DNS servers are presented. Virtualization, containers and other tools with potential use in labs are described. Two lab scenarios in virtualized environment with instructions for students were designed and developed in this thesis.

New developments in web transport such as HTTP/2 and first and foremost QUIC promise fewer connections to track as well as shorter connection setup times. These protocols have proven themselves on modern reliable connections with a high bandwidth-delay-product, but how do they perform over cellular connections in rural or crowded areas where the connections are much more unreliable? A lot of new users of the web in todays mobile-first usage scenarios are located on poor connections. A testbench was designed that allowed for web browsing over limited network links in a con- trolled environment. We have compared the network load time of page loading over the protocols QUIC, HTTP/2 and HTTP/1.1 using a variety of different network conditions. We then used these measurements as a basis for suggesting which protocol to use during different conditions. The results show that newer is not always better. QUIC in general works reasonably well under all conditions, while HTTP/1.1 and HTTP/2 trade blows depending on connection conditions, with HTTP/1.1 sometimes outperforming both of the newer protocols.