Исследование и разработка методов расчета показателей производительности сетей ЭВМ с неоднородным трафиком

• Автор: Коннов, Андрей Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 КРАТКИЙ ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АНАЛИЗА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
1.1 Использование теории сетей массового обслуживания для исследования компьютерных сетей1

1.2 Расчет характеристик сетей пакетной коммутации

1.2.1 Определение задержки источникадресат

1.2.2 Определение загрузки каналов и других устройств

1.2.3 Модели сетей с ограниченной буферной памятью в узлах коммутации

1.2.4 Расчеты объемов буферов и вероятностей потерь пакетов

1.3 Методы управления потоками в сетях пакетной коммутации

1.4 Методы и средства моделирования сетей.

1.4.1 Вероятностный подход к исследованию ВС.
1.4.2 Аналитические методы.
1.4.3 Аппроксимационный подход к исследованию ВС.
1.4.4 Численные методы.
1.4.5 Имитационное моделирование.
1.4.5.1 Дискретное имитационное моделирование
1.4.5.2 Непрерывное имитационное моделирование.
1.4.5.3 Сетевое имитационное моделирование.
1.4.5.4 Имитационное моделирование на основе языка системного моделирования
1.5 Общие сведения и особенности моделирования на
1.5.1 Генерирование заявок и случайных величин.
1.5.2 Моделирование устройств
1.5.3 Отчеты.
1.6 .
1.7 Другие программные системы
1.8 Цели и задачи исследования
ВЫВОДЫ.
2 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ К ИССЛЕДОВАНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.
2.1 Сети массового обслуживания и их классификация.
2.2 Уравнения равновесия потоков на уровне интенсивностей
2.3 Уравнения равновесия потоков на основе математических моделей мультиплексирования и демультиплексирования потоков.
2.4 Модификация уравнений равновесия потоков для исследования сетей с ограниченной буферной памятью ч
2.5 Модификация уравнений равновесия для исследования сетей ЭВМ с
неоднородным трафиком
ВЫВОДЫ.
3 МОДЕЛИРОВНИЕ СЕТИ ОРЕНБУРГСКОГО ФИЛИАЛА ЦЕНТРОБАНКА РФ
3.1 Описание форматов электронных сообщений для подготовки отчетности кредитными организациями.
3.2 Моделирование сети Оренбургского филиала Центробанка РФ
4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВНИЕ СЕТИ КАФЕДРЫ ВУЗА
4.1 Моделирование сети кафедры вычислительной техники ГОУ ВПО ОГУ
4.1.1 Методика сбора сетевого трафика
4.1.2 Расчет основных характеристик
4.2 Проектирование сети кафедры.
4.2.1 Решения и рекомендации по улучшению временных характеристик сети кафедры.
4.2.2 Проектирование сети кафедры при помощи i
4.3 Исследование корпоративных сетей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Согласно данным о трафике сети кафедры получены элементы матрицы вероятностей передачи заявок путем деления количества отправленных/полученных килобайт по соответствующему протоколу для каждого ПК на общее количество килобайт трафика, собранного по этому протоколу. Далее по данным вновь полученной матрицы получены матрицы вероятностей передачи заявок для грех протоколов занесением соответствующих вероятностей передач пакетов от сервера к рабочим станциям в соответствующие ячейки искомой матрицы. Проведены расчеты основных характеристик сети для 3-х типов трафика. Показано, что результаты расчетов совпадают с полученными в разработанной программной системе расчета сетевых моделей с неоднородными потоками и системе OPNET Modeler. В приложениях содержатся акты о внедрении результатов диссертации. Так как поступление данных имеет вероятностный характер при детерминированной их обработке в каналах связи и узлах коммутации, то модели теории массового обслуживания используются для анализа и проектирования компьютерных сетей. Исследование компьютерной сети и протоколов передачи данных с помощью простейших однофазных или двухфазных моделей массового обслуживания, позволяет получить только качественное представление о характере протекающих информационных процессов, по причине того, что не учитывает взаимодействия устройств и процессов в компьютерной сети, которое не является простым. Однако вышеописанные процессы естественно отображаются в моделях сетей массового обслуживания, которые нашли широкое применение для анализа компьютерных сетей [1]. Для анализа характеристик протоколов второго, третьего и четвертого уровней применяются модели теории сетей массового обслуживания. На канальном уровне эти модели используются для определения эффективной скорости передачи данных. При анализе сквозных протоколов, модели теории сетей массового обслуживания позволяют находить задержку сообщений источник-адресат, определять параметры управления потоками и т. Сетевые модели отдельных частей компьютерной сети адекватно отражают процесс обработки сообщений в этих устройствах и позволяют рассчитывать характеристики и осуществлять выбор различных параметров, таких как объем буферной памяти узлов коммутации. Необходимо также учитывать сложную структуру отдельных узлов при расчете сети передачи данных в целом. Необходимость решения задач выбора топологии и пропускных способностей каналов связи, отыскания оптимальных маршрутов и т. Такой подход требует дальнейшего уточнения характеристик сети с помощью более реальных моделей, учитывающих особенности сетевых протоколов. Это приводит к итерационной процедуре проектирования компьютерных сетей. Согласно предположению о независимости, т. Так как длительности обслуживания сообщения в каналах передачи пропорциональны длине этого сообщения и поэтому зависимы. Так же дополнительные зависимости вносятся процессами сборки и разборки сообщений на пакеты при передаче по сети. Тем не менее, сравнения результатов аналитического моделирования с помощью сетей массового обслуживания и результатов имитационного моделирования показали, что предположение о независимости не вносит существенных погрешностей. Этот факт объясняется в основном использованием средних характеристик, которые менее чувствительны к описанной выше зависимости [1]. Устройства и процессы обычно моделируются различными центрами обслуживания при применении теории сетей МО для анализа характеристик компьютерных сетей. Процессоры узлов коммутации моделируются центрами типа FCFS, а каналы передачи данных - однолинейными или многолинейными центрами FCFS. Для моделирования терминалов и учета задержек, обусловленных временем подтверждения об успешной доставке пакета (АСК) или временем ожидания timeout, обычно используются центры типа IS. На характеристики сети пакетной коммутации значительное влияние оказывают способы доставки пакетов и методы маршрутизации [3]. Моделирование методов маршрутизации и различных способов доставки пакетов осуществляется путем выбора соответствующего типа сети массового обслуживания и матрицы маршрутов Р={р„Л структура которой учитывает топологию сети.