Анализ и моделирование трафика в корпоративных компьютерных сетях

• Автор: Репин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Общая характеристика состояния проблемы

исследования и моделирования трафика в корпоративных компьютерных сетях.

1.1. Методы и средства экспериментального исследования и

анализа трафика

1.2. Моделирование трафика в корпоративных компьютерных

1.3. Уточнение основных направлений исследования.

Выводы по главе 1

Глава 2. Методика экспериментального исследования трафика в

корпоративных компьютерных сетях.

2.1 Постановка задачи исследования трафика в ККС.
2.2. Формирование структурного представления исследуемой сети
и выбор точек съема информации.
2.3. Обеспечение подключения измерительных средств к выбранным точкам доступа.
2.4. Определение формата записи данных при измерении трафика
2.5. Планирование и проведение экспериментального исследования трафика.
2.6. Разработка алгоритмов и прикладного программного обеспечения для сбора и обработки данных о параметрах трафика.
Выводы по главе 2
Глава 3. Методы и алгоритмы анализа трафика в компьютерных сетях на основе статистики экстремальных значений.
3.1. Постановка задачи. Общие замечания о возможностях применения статистики экстремальных значений для анализа трафика
3.2. Математические основы метода анализа данных с использованием статистики экстремальных значений.
3.3. Анализ трафика с использованием статистики экстремальных значений.
3.4. Практический пример анализа трафика с использованием
статистики экстремальных значений
Выводы по главе 3
Глава 4. Анализ и моделирование нестационарного трафика в корпоративных компьютерных сетях.
4.1. Постановка задачи.
4.2. Анализ структуры и свойств нестационарного трафика
4.3. Формирование модели изменения интенсивности
нестационарного трафика.
4.4. Дополнительные элементы формирования модели изменения
интенсивности нестационарного трафика.
4.5. Имитационное моделирование узла ККС как СМО в условиях
нестационарности потока заявок на обслуживание
Выводы по главе 4
Глава 5. Применение разработанных средств методического и программноалгоритмического обеспечения для исследования трафика в ККС
5.1. Исследование трафика в Центральном сегменте корпоративной сети отрасли образования.
5.2. Анализ почтового трафика Информационновычислительной Сети Московского Энергетического Института Технического
Университета.
Выводы по главе 5
Заключение.
Литература


ЮСС разнообразны, но в большинстве случаев относятся к категории стационарных. Вторая глава посвящена разработке единой комплексной методики экспериментального исследования трафика в корпоративных компьютерных сетях. Методика включает в себя базовые принципы построения, перечень и анализ основных этапов исследования, рассмотрение вопросов организации и проведения соответствующего эксперимента, создание эффективных программных средств для реализации предлагаемой методики. К числу базовых принципов, с учетом которых строится методика, относятся системность, универсальность применения, а также полнота собираемых данных, информационная безопасность, техническая безопасность подключения измерительных устройств, мобильность, унификация используемых технических решений, переносимость программного обеспечения. Детально рассмотрены основные этапы исследования трафика в рамках предложенной методики, их содержание и особенности реализации. Подробно обсуждаются вопросы планирования эксперимента. Наконец, заключительная часть главы связана с разработкой прикладного программного обеспечения для сбора и обработки данных о параметрах трафика, позволяющего в полной мере реализовать предложенную методику. В третьей главе предлагается и исследуется алгоритм анализа трафика в корпоративных компьютерных сетях на основе статистики экстремальных значений, один из известных статистических методов, который однако для анализа трафика ранее не применялся. Метод базируется на предварительном получении информации о максимальных значениях наблюдаемой переменной в течение некоторого числа циклов повторяемости (для трафика это, как правило, сутки). Рассмотрен алгоритм анализа, основанный на использовании некоторого шаблона, называемого «вероятностной бумагой». Приведен практический пример анализа трафика с использованием статистики экстремальных значений. В четвертой главе рассматривается проблема анализа и моделирования нестационарного суточного трафика в корпоративных компьютерных сетях. Рассмотрение ведется на примере типичной реализации изменения суточного трафика. Проведен анализ структуры нестационарного трафика Выделены две его структурные составляющие: детерминированная и стохастическая компоненты. Поставлена задача построения их математических моделей в параметрической форме, как наиболее удобной для использования при моделировании сетей. Рассмотрено два подхода к выделению детерминированной компоненты: на основе предварительной фильтрации с помощью фильтра скользящего среднего и непосредственное получение регрессионной модели тренда по реализации процесса. Установлено, что второй подход дает более точные результаты. Стохастическая компонента опреде. Для этой компоненты доказано, что она представляет собой стационарный гауссовский случайный процесс, который может быть адекватно описан моделью авторегрессии не выше 3-го порядка. Полученные параметрические модели могут быть использованы для моделирования суточного изменения интенсивности трафика с помощью разработанного в работе алгоритма моделирования. Рассмотрены некоторые дополнительные процедуры формирования модели, позволяющие повысить достоверность моделирования. В частности, предложен способ построения модели, дополнительно учитывающей нестационарность суточного трафика по дисперсии стохастической компоненты. В завершение главы обсуждается вопрос о моделировании изменения интенсивности потока заявок. Отмечено, что построение соответствующей модели практически ничем не отличается от построения модели интенсивности. Пятая глава посвящена практическому использованию полученных научных результатов для анализа трафика в реально функционирующих ККС, а именно при исследовании трафика в Центральном сегменте корпоративной сети отрасли образования и почтового трафика Информационно-вычислительной сети Московского энергетического института. Результаты исследований планируется использовать при последующей модернизации указанных сетей. В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.