Models and methods for the estimation of networks functioning quality

 

 

 

РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ WAN

 

 

 

Абросимов Л.И., Боронин А.В.

 

 

(г. Москва, Московский энергетический институт (Технический университет) Россия)

 

 

 

Практический интерес к вычислительным сетям (ВС) как к локальным (LAN), так и к распределенным (WAN) в настоящее время объясняется потребностями пользователей ЭВМ в быстром и надёжном обмене информацией.

WAN, используемые для глобальных и корпоративных ВС, обычно содержат в своем составе файл-серверы, коммутирующие узлы, группы пользователей и каналы связи. Для эффективной эксплуатации и модернизации WAN используют критерии производительности ВС [1].

Для определения параметров производительности WAN необходимо учитывать множество характеристик структуры, трафика, протоколов, аппаратных и программных сетевых средств. Разработке комплекса средств для решения задачи определения производительности WAN посвящен настоящий доклад.

Задачи разработки

Разработка комплекса определения производительности рассматриваемой WAN производилась в соответствии с методом контуров [2] и потребовалось выполнение следующих этапов.

·        Разработать математическую модель и общую схему алгоритма РХПВС.

·        Проанализировать систему нелинейных уравнений (СНУ) метода контуров.

·        Разработать алгоритм локализации решения СНУ. на основе проведённого анализа СНУ.

·        Исследовать трудоёмкость различных итерационных методов решения СНУ и выбрать эффективный метод.

·        Разработать алгоритм и структуры данных необходимые для автоматизированного составления СНУ.

·        Программно реализовать алгоритм РХПВС для моделирования WAN с произвольной структурой.

·        Разработать методику оценки эффективности алгоритма РХПВС.

·        Провести экспериментальную проверку работоспособности алгоритма РХПВС и оценить точность вычислений.

·        Исследовать область применения алгоритма РХПВС для моделирования WAN при помощи разработанной методики.

·        Исследовать трудоёмкость алгоритма РХПВС в зависимости от размерности исходных данных и точности вычисления.

Результаты разработки

Интерфейс ввода исходных данных обеспечивается основным окном программы (Рис.1 )

Рис. 1.  Основное окно программы

Окно структурной модели сети (см. пример структуры WAN на рис.2) обеспечивает графическое представление всех возможных связей между узлами структуры сети. Различные контура, описывающие перемещение транзакций, задаются в основном окне программы, используется номера ребер и номера узлов.

Рис. -2. Структурная модель сети

Программа автоматически для каждого контура формирует систему нелинейных уравнений (СНУ), каждое из которых в соответствии с методом контуров [2] имеет вид:

     

                                                                             (1)

где λ_i,q - интенсивность потока транзакций контура q в узле i

- интенсивность обслуживания узлом I

n_q – количество транзакций в контуре q

Реализованный в программе алгоритм решения системы уравнений (1) позволяет рассчитать λ_i,q  и вычислить все требуемые характеристики:

Коэффициент ρ_i,q загрузки узла .                                               (2)

Для пользователей WAN, работающих в диалоговом режиме, среднее время отклика t^d_i,q вычисляется по формуле                   (3)

В окне построения графиков программа отображает зависимости следующих характеристик производительности сети от параметров узлов:

-                               базовые интенсивности λ_0,q потока сообщений в контурах;

-                               максимальные коэффициенты r_i загрузки узлов сети;

-                               средние времена   отклика сообщений в контурах.

Изменяемые параметры:

-                               интенсивности m_s обслуживания в серверах;

-                               интенсивности m_p обслуживания в каналах связи;

-                               количество W_g рабочих станций в группах.

Примеры построения зависимости характеристик производительности WAN от интенсивности обслуживания в каналах связи для различных вариантов приведены на рис.3.

Рис. 3. Зависимости коэффициентов загрузки узлов от интенсивности обслуживания в серверах

Выводы

Реализация программного комплекса обеспечивает определение следующих основных характеристик производительности  [1]: производительность узлов WAN, комплексную производительность WAN, рабочую производительность WAN и пиковую производительность WAN.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абросимов Л.И. Основные положения теории производительности вычислительных сетей. Вестник МЭИ М:. Изд-во МЭИ, №4 2001, с. 70 - 75

2. Абросимов Л.И. Анализ и проектирование вычислительных сетей: Учебное пособие - М.:, Изд-во МЭИ. 2000. - 52 с