Оценка производительности вычислительного комплекса информационно-измерительной и управляющей системы специального назначения

• Автор: Баштанник, Николай Андреевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ
1Л Анализ существующих методов оценки производительности ВК
1Л Л Особенности ВК специализированных ИИУС
1 Л.2 Определение критериев производительности ВК
1.2 Анализ факторов, влияющих на производительность ВК
1.2.1 Влияние протокола и его настройки на производительность вычислительной сети ИИУС
1.2.2 Сравнительный анализ протоколов канального уровня
1.2.3 Сравнение производительности протоколов сетевого и транспортного уровней
1.3 Зависимость производительности сети ВК от служебного трафика
1.3.1 Назначение широковещательного трафика
1.3.2 Широковещательный трафик на канальном уровне
1.3.3 Широковещательный трафик на сетевом уровне
1.3.4 Способы снижения интенсивности широковещательного трафика
1.4 Влияние топологии связей на пропускную способность сети ВК
1.5 Постановка задачи исследования
Выводы
2 РАЗРАБОТКА АНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ

2.1 Анализ быстродействия ВК методами теории массового обслуживания
2.1.1 Модель взаимодействия среды передачи данных и модуля ВК
2.1.2 Вероятность обслуживания кадров в вычислительных сетях ЕЙаеше! реального времени
2.1.3 Модуль ВК в нестационарном режиме
2.1.4 Взаимодействие модулей ВК, ведущих последовательную обработку информационного потока
2.1.5 Взаимодействие АРМ с модулями ВК
2.2 Моделирование ВК сетью массового обслуживания
2.3 Оценка производительности коммутатора
2.4 Расчет вероятности своевременного обслуживания кадров в вычислительной сети ИИУС

2.4.1 Результаты моделирования
2.4.2 Прогнозные выводы о характере функционирования ВК ИИУС
Выводы
3 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.ВК СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ ИИУС
3.1 Экспериментальное исследование ВК ИИУС
3.1.1 Опытно-теоретический метод исследования ВК
3.1.2 Формальная модель экспериментального исследования ВК
3.1.3 Организация и проведение экспериментальных исследований

3.1.4 Структура формальной модели организации и проведения экспериментального исследования ВК
3.2. Методика проведения измерительных экспериментов
3.2.1 Элементы измерительного эксперимента
3.2.2 Этапы проведения эксперимента
3.2.3 Характеристики структурированной кабельной системы вычислительной сети ИИУС
3.2.4 Первичное исследование сети ВК
3.2.5 Недостатки специального программного обеспечения и архитектуры сети
3.2.6 Подключение анализатора протоколов к исследуемому ВК
3.2.7 Интерпретация результатов измерений
3.3 Исследование влияния ошибочных ситуаций на
производительность ВК
3.3.1 Виды ошибок в кадрах протоколов
3.3.1.1 Разновидности ошибочных ситуаций
3.3.1.2 Обнаружение ошибочных ситуаций
3.3.1.3 Ошибки, вызванные искажением длины кадра и контрольной суммы
3.3.2 Ошибки в работе протоколов
3.3.2.1 Несоответствие форматов кадров
3.3.2.2 Потери кадров и отсутствие квитирования
3.3.2.3 Аномальная адресация кадров
3.3.2.4 Превышение и несогласованные значения времени ожидания
Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА ОЦЕНКИ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВК
4.1 Экспериментальная оценка производительности ВК ИИУС

4.1.1 Условия проведения измерений сетевого трафика
4.1.2 Порядок проведения измерений
4.1.3 Результаты измерений
4.1.4 Замечания по характеру функционирования вычислительной

4.2 Эффективность методики оценки производительности ВК
Выводы
Заключение
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение 1 Оценка производительности ВК ИИУС
Приложение 2 Факторы, оказывающие влияние на производительность
ВКИИУС
Приложение 3 Таблицы
Приложение 4 Графики
Приложение 5 Схемы подключения рабочей станции анализатора
протоколов к сети ВК
Приложение 6 Интенсивность трафика ВК ИИУС в различных условиях
нагрузки
Приложение 7 Фрагмент записи сетевого трафика при, определении
времени реакции ВКИИУС
Приложение 8 Копия Акта об использовании результатов диссертации
Приложение 9 Копия Акта об использовании результатов диссертации
Приложение 10 Копия Акта об использовании результатов диссертации

массива кадров to0c зависит от многих факторов, в общем случае может считаться случайной величиной, распределенной по показательному закону [40, 41] с параметром //. Полной характеристикой to6c является закон распределения F(t) = P{toDc -< t), где P(toCc -< t) — вероятность того, что время обслуживания не превосходит некоторой величины t. В каждом конкретном случае вид закона распределения определяется эмпирическим путем на основании результатов измерительного эксперимента на ВК опытного образца ИИУС. Тем не менее, в задачах практического определения производительности вычислительных сетей [76] хорошим приближением может считаться показательный закон распределения времени обслуживания 1о0с кадров в модуле ВК. При показательном законе функция распределения
имеет вид F(t) = -e~ta, где д = — >-0 - интенсивность потока обслуживания

кадров. Состояние в произвольный момент времени элемента сети ВК «среда передачи данных — узел вычислительной сети» можно описать аналитической моделью системы массового обслуживания, которая, по сути, представляет собой систему уравнений, задающих состояние модуля ВК, ведущего обработку входного потока заявок. Для вывода системы уравнений введем следующие обозначения: P0(t) - вероятность отсутствия в момент времени t заявок в буфере сетевого контроллера модуля ВК; Px(t) — вероятность события, заключающегося в том, что в буфере находится один кадр, ожидающий обслуживания; Pk{t) - вероятность того, что в накопителе имеется к кадров (к<п). Найдем вероятность P0(t + M) того, что в момент / + At в накопителе модуля ВК не присутствует ни одного кадра. Очевидно, вероятность такого события есть сумма вероятности (1 г X • At)P0 (/) того, что в момент t в накопителе не находилось кадров и в течение времени At ни

один кадр не поступил на обслуживание и вероятности /j-At^Pk(t) события,

состоящего в том, что в момент t в буфере присутствовало к кадров, но за