Моделирование процессов передачи и обработки трафика в вычислительных сетях на основе аналитических и имитационных методов

• Автор: Семехина, Марина Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ:
СОКРАЩЕНИЯ
Введение
Глава 1. Теоретические основы моделирования вычислительных сетей
1.1 Моделирование сложных систем
1.2 Языки описания сетевых моделей
1.3 Формализм теории массового обслуживания
1.4 Технологии имитационного моделирования
1.5 Примеры описания сетевых моделей
1.6 Анализ сетевого трафика методами теории временных рядов
1.7 Современные средства моделирования ВС
1.8 Определение объектов исследования. Информационная модель ВС
1.9 Возможности комплексного моделирования ВС
Выводы и постановка задачи
Глава 2. Особенности аналитического расчета сетевых характеристик
2.1 Методы баланса потоков
2.2 Итерационный расчет
2.3 Расчет ВС на основе МУА-метода при различных вариантах
распределения трафика
2.4 Декомпозиция сетей массового обслуживания
Выводы
Глава 3. Имитационное моделирование процессов обработки и передачи трафика в ВС
3.1 Основные определения
3.2 Представление структуры сети
3.3 Алгоритм работы построенной модели
3.4 Перспективы развития имитационной модели в области параллельных
вычислений
3.5 Общие принципы применения модели
Выводы
Глава 4. Особенности реализации методов моделирования ВС
4.1 Аспекты проектирования информационной системы
4.2 Апробация работы и анализ результатов
Выводы
Заключение:
Список литературы
Приложение 1 - Аспекты проектирования ИС «СиМАКС»
Приложение 2 - Акт о внедрении в опытную эксплуатацию системы «СиМАКС»

СОКРАЩЕНИЯ
ВС - вычислительные сети.
ТМО - теория массового обслуживания.
СП - сети Петри.
ПО - программное обеспечение.
IT - information technologies (информационные технологии).
Введение
Формулировка проблемы. Использование компьютерных сетей для решения самого широкого круга вычислительных задач началось в 80-х годах прошлого столетия. Но и сегодня мы наблюдаем активное внедрение сетевых технологий во все новые сферы деятельности. Интеллектуальную инфраструктуру современной организации сегодня нельзя представить без программных комплексов учета, поддержки принятия решений, экспертных систем, баз данных и т.п. Все эти средства нуждаются в надежной и качественной транспортной платформе. С растущими информационными потребностями общества все больше требований предъявляется к качеству работы вычислительных сетей (ВС), которые становятся все более сложноорганизованными. Надежность и производительность ВС часто являются критически важными факторами в деятельности организаций самых различных масштабов. В то же время ВС остаются уязвимыми для аппаратных и программных сбоев, атак злоумышленников.
Актуальность темы. Подобные факторы делают целесообразным использование средств анализа и моделирования ВС для обеспечения их оптимальной работы и профилактики сбоев. К средствам, моделирующим работу сетей, можно отнести COMNET от CACI Products Company, SimuNet от Telenix, OPNET от MIL3, NetCracker, OMNeT++, NS-2, NS-3 и другие. Работы современных исследователей в области теоретических основ моделирования трафика в ВС можно разделить на несколько групп [39]. К первой относятся работы, развивающие классический подход теории массового обслуживания (ТМО). Здесь важное место занимают исследования Вишневского В.М. [25,26], а также других авторов (Тарасов В.Н, Костров В.О.) [50,70]. Применительно к вычислительным сетям, ТМО рассматривает сети массового обслуживания и предлагает аналитические и численные методы расчета характеристик работы ВС. Большинство методов теории массового обслуживания основаны на предположении об отсутствии последействия у потока сообщений в сети.

Сеть Петри [49,61], соответствующая модели, будет выглядеть следующим образом (рисунок 1.4):
PG tq am лтамж rfj.easf. шшшт
Рисунок 1.4. Сеть Петри Отметим, что для представленной модели не имеет значения характер распределений входного потока и времени обслуживания, в фокусе внимания только возможные события и состояния системы. В позиции PG происходит генерация новой заявки. Через переход TG имеется два потока меток: (PG, PG) и (PG, QUEUE). Поток (PG, QUEUE) переводит заявку через переход TG со временной задержкой в систему, поток (PG,PG) служит для генерации новой заявки в позиции PG. Переход SEIZE (мгновенный) означает, что заявка заняла канал обслуживания (встала в очередь), при этом ресурс R переходит из начального состояния «свободен» в состояние «занят» - метка из позиции ресурса R переходит в позицию Р1. Переход ADVANCE (с временной задержкой) моделирует обработку заявки в обслуживающем приборе, после чего ресурс снова переходит в состояние «свободен» (метка из позиции Р2 переходит снова в позицию R), а заявка через переход RELEAZE освобождает канал обслуживания и переходит в позицию РЗ, и далее через переход TERMINATE удаляется из системы.
Далее приведено текстовое описание этой же модели на языке ЯОСМ
[42]:
MODEL СМО ();
PLACEPG:MARK=l/l DATA;
QUEUE,Р ,P1,P3 DATA;
R:MARK= 1 SIMPLE