ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕТЕВОГО ТРАФИКА
СЛУЧАЙНЫМ ТОЧЕЧНЫМ ПРОЦЕССОМ
3.1. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ
Исследование новых методов и средств повышения производительности компьютерных сетей приводит к необходимо-
сти научно обоснованной постановки задач анализа и синтеза этих сетей, а также разработке методов их конструктивного
решения. На практике реализация этих методов наталкивается на серьезные трудности. Как показывают экспериментальные
данные, протекающие в указанных сетях процессы достаточно сложны и не поддаются наглядной интерпретации в рамках
известных моделей. Последнее затрудняет понимание механизма передачи и обмена информации и, в конечном счете, при-
водит к возобладанию феноменологических подходов. В связи с этим актуальными являются систематизация эксперимен-
тальных данных, определение необходимого и достаточного минимума наиболее характерных или, как их еще называют,
фундаментальных параметров и разработка на их основе математических моделей процессов в сетях.
При разработке моделей необходимо руководствоваться следующими соображениями. Во-первых, учесть, с одной сто-
роны, основные особенности поведения процессов, согласованного (не противоречащего на макроскопическом уровне) с
экспериментальными данными, с другой – «физически» объяснить наблюдаемые закономерности, во-вторых, предложить
относительно несложный инструментарий для эффективного исследования информационных ресурсов. И уже в рамках па-
раметризированной модели попытаться сформулировать основные задачи по прогнозированию и управлению компьютерными
сетями.
Перейдем к описанию основных этапов разработки моделей процессов в сети.
Полагаем, что обмен информации осуществляется между распределенными в пространстве случайно соединенными се-
тью источниками и приемниками. Такое обозначение пользователей является условным, поскольку в зависимости от кон-
кретной ситуации последние могут выступать как в роли источника, так и приемника.
Технология передачи информации предусматривает, что поток байтов разбивается на отдельные пакеты (пакетизирует-
ся) фиксированной длины и информация далее передастся на пакетном уровне по дуплексному (двунаправленному) каналу
взаимодействия. На приемном конце данные снова собираются в поток байтов. Сетевая конфигурация включает в себя узлы,
в которых расположены сетевые устройства (буфера, маршрутизаторы, коммутаторы и т.д.), обеспечивающие требуемые
маршруты прохождения пакетов.
Транспортирование и распределение информации в сетях производится пакетными сериями (пачками пакетов). Техно-
логия генерации прерывистого потока пачек (сетевого трафика) осуществляется через механизм управления, который реали-
зуется с помощью протоколов как прикладного, так и транспортного/сетевого уровней (например, протоколами TCP/IP сети
Интернет).
Укажем наиболее существенные причины, приводящие к формированию пачечности сетевого трафика. Допустим, что
источник-пользователь обслуживает несколько приемников. В случае, если даже источник генерирует регулярный поток
пакетов, информация до каждого приемника из-за ограничений на скорость работы сетевых устройств, например из-за огра-
ниченного объема памяти буферов и возникающих в связи с этим очередей, доставляется пакетными сериями. С точки зре-
ния приемника-пользователя получаемые данные задерживаются из-за невозможности их передачи на некоторых интервалах
(состояниях) времени. В качестве еще одного примера формирования пачечности сетевого трафика можно указать опреде-
ляемый вышеуказанными протоколами механизм определения оценки пропускной способности сети для какой-либо пары
источник-приемник. Этот механизм реализуется путем пробных и локальных воздействий (фазы медленного старта TCP-
соединения), определения текущего окна перегрузки (разрешенных к передаче числа пакетов до прихода пакетов подтвер-
ждения). Вследствие этого для надежной (безошибочной) доставки пакетов необходимо затратить дополнительное время на
передачу пакетов подтверждения и повторения передачи потерянных пакетов. Очевидно, на указанном отрезке времени про-
цесс передачи информации блокируется. Отметим также, что из-за нерегулярного влияния перечисленных факторов при пе-
редаче и распределении информации поведение сетевого графика приобретает случайный характер, т.е. трафик в сети фор-
мируется случайным образом.
Для наглядной интерпретации вышеуказанных особенностей поведения процессов в сети и поиска путей параметриза-
ции этих процессов наиболее предпочтительным является моделирование сетевого трафика режимом ON/OFF.
Рассмотрим протекающий во времени стационарный случайный точечный процесс восстановления, у которого интер-
валы между точками – независимые случайные величины, имеющие одинаковую плотность распределения (рис. 3.1,
а). Это-
му процессу можно придать колебательную форму (рис. 3.1,
б). Пусть началу интервала ON (R > 0) соответствует какая-либо
точка. Тогда следующей точке будет соответствовать окончание интервала и наступление интервала OFF (
R = 0). В результа-
те получаем последовательность чередующихся ON/OFF интервалов, длительности которых случайны, независимы и для
каждого из ON или OFF интервалов одинаковы распределены.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- …
- следующая ›
- последняя »
