Математическое моделирование пакетной передачи данных в территориально-распределенных вычислительных сетях

• Автор: Никитин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений.

Введение

Глава 1 СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ТРАНСПОРТНЫХ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

1.1 Структура вычислительных сетей и способы передачи данных

1.2 Пакетная передача данных , обзор видов транспортных сетей и основных требований, предъявляемых к ним.

1.3 Модели сетевых топологических структур.

Глава 2 ЗАМКНУТЫЕ МОДЕЛИ ТРАКТА ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

2.1 Структура линейных протоколов

2.2 Производительность стартстопных протоколов.

2.3 Модели нормальных и асинхронных процедур.
2.4 Поэтапная оптимизация параметров сети передачи данных.
2.4.1 Оптимизация длины кадра
2.4.2 Оптимизация ширины окна
2.4.3 Комбинированная оптимизация сетевых параметров
2.4.4 Динамическое управление шириной окна.
Глава 3 КОНВЕЙЕРНЫЕ МОДЕЛИ ТРАКТА ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
3.1 Структура транспортного уровня управления сетыо
3.2 Задержка сообщений в малонагруженной сети
3.2.1 Модель ненагруженного виртуального соединения
3.2.2 Оптимизация разбиения сообщений на пакеты
3.2.3 Оптимизация размера кадра
3.2.4 Расчет оптимальной длины кадра в неоднородной сети.
3.3 Задержка сообщений в нагруженном виртуальном соединении.
3.3.1 Метод выбора длины кадра и ширины окна.
3.3.2 Динамическое управление сетевыми параметрами
3.4 Выбор параметров сети по критериям системы и абонента.
3.4.1 Модели виртуального соединения с однородным трафиком.
3.4.2 Модели виртуального соединения с неоднородным трафиком.
Глава 4 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СЕТЕВЫХ СТРУКТУР И ПРОТОКОЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
4.1 Расчет длины кадра и ширины окна по критерию пропускной способности
4.2 Вычисление длины кадра по значению средней задержки сообщении.
4.3 Композиционный метод расчета сетевых параметров
4.4 Оптимизация характеристик сетевых структур
Выводы и заключение
Литература


Сравнительный анализ двух подходов показывает, что фактически транспортный и сетевой уровни выполняют одно и то же множество функций при различных стратегиях передачи данных в подсети связи [2]. Разница заключается в том, как разделены функции по сохранению последовательности передаваемых блоков данных и управлению потоками между сетевым и транспортным уровнями: при дейтаграммной стратегии эти функции выполняются транспортным уровнем, а при использовании метода виртуальных соединений - сетевым [4]. Обычно когда сеть ориентирована на диалоговый трафик, более предпочтительным считается режим дейтаграмм, а в случае доминирования файлового обмена - стратегия виртуального соединения [, ]. Вместе с тем следует отметить, что в целом режим виртуальных соединений имеет существенно большую сложность реализации по сравнению с дейтаграмным сервисом [, ]. Поскольку устоявшегося мнения о преимуществах и недостатках режимов дейтаграмм и виртуальных соединений нет [], то многие технологии построения сетей допускают обе стратегии передачи данных в подсети связи. Известная и широко используемая рекомендация ITU-T Х. Технология Х. В то же время общепризнанная технология Internet, получившая широкое распространение при создании территориальных сетей и организации межсетевого взаимодействия использует метод дейтаграмм [, 8]. Отметим также, что большинство реальных вычислительных сетей проектируется так, чтобы обеспечить совместное функционирование дейтаграммной службы и службы виртуальных соединений [9]. Подсеть связи является ядром вычислительной сети, объединяя в единую систему ресурсные ЭВМ и терминальные средства. В связи с этим ее операционные характеристики в значительной степени определяют удобство работы с сетыо [, , 6]. ISDN) [, ], сети с ретрансляцией кадров (Frame Relay) [, , 8], сети с асинхронным режимом передачи (ATM) [, ]. На базе этих систем связи реализуются широкое разнообразие телекоммуникационных технологий и наборов протоколов []. Несмотря на невысокое быстродействие, наиболее распространенным решением при построении распределенных корпоративных сетей для связывания удаленных подразделений и филиалов предприятий является применение аналоговых линий связи (особенно в России) и протоколов для управления последовательными линиями. Популярность такого решения обусловлена, прежде всего, его доступностью и относительно невысокой стоимостью [8, 7, 8]. Наибольшее распространение при этом получил стек протоколов TCP/IP, стандартизованный сообществом Internet и ставший фактическим стандартом для построения глобальных и корпоративных телекоммуникационных систем, семейство протоколов Х. ISO, а также ряд других наборов протоколов [], разработанных фирмами - производителями сетевых операционных систем (Novell Inc. Microsoft Corp. IBM Software Products, Banyan Systems Inc. Digital Equipment Corp. Hewlett Packard Company, Sun Microsystems Corp. Основными показателями эффективности функционирования транспортной системы вычислительной сети общепризнанно считаются пропускная способность подсети связи и среднее время передачи сообщений между взаимодействующими прикладными процессами [, , , ,,, , , , , 3, 1, 3, 4, 6, 0, 4]. Очевидно, что для держателей средств связи и владельцев, построенных на их основе распределенных вычислительных сетей, наиболее предпочтительным является требование достижения максимума пропускной способности, позволяющее организовать обслуживание потенциально наибольшего числа абонентов. Пропускная способность всей сети в значительной степени определяется возможностями отдельных каналов связи, эффективная скорость обмена по которым широко используется в качестве критерия оптимизации параметров линейного протокола. С другой стороны, одно из основных требований к вычислительным сетям со стороны пользователей состоит в обеспечении комфортного времени реакции удаленных обслуживающих подсистем [, ], которое складывается из двух компонент: задержки информации пользователя в подсети связи и времени обработки абонентского запроса в конкретной функциональной подсистеме. Вторая компонента во многом зависит от характера требования на обслуживание и внутренней организации удаленной сервисной службы.