Russian Language English Language

5 Модели и методы для организации управления ВС

5.1 Маршрутизация одиночных сообщений в корпоративной сети

5.2 Математическая модель маршрутизации пакетов в глобальной информационной сети


Экспресс информация

Архив номеров

Редколлегия журнала

Подписка на новости

Гостевая книга

Представление материалов для публикации

Письмо в редакцию

На начало


2003, №1, ( 3)



Place for sale
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК НАДЕЖНОСТИ ПРОСТЕЙШЕЙ СХЕМЫ ДУБЛИРОВАНИЯ

BC/NW 2003г., №1(3)/ 5.2




МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАРШРУТИЗАЦИИ
ПАКЕТОВ В ГЛОБАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ

 

Денисов Е.А.

 

(г. Москва, МГТУ «Станкин», Россия)

 

 

Анализ эффективности функционирования глобальной вычислительной сети невозможен без сравнительной оценки применяемых методов маршрутизации. В качестве конечного уровня детализации модели маршру­тизации логично рассматривать устройства маршрутизации и соединяющие их каналы передачи информации.

Основные параметры модели маршрутизации.

1.       Типы информационных потоков (пользовательский или служебный, значение приоритета передачи, раз­мер одной единицы информации, максимальное время жизни пакета).

2.       Параметры каналов связи (тип канала, скорость и задержка передачи пакетов, вероятность сбоя при передаче пакета на единичной длины, размер служебной части пакета).

3.       Параметры сегментов сети (распределения времени генерации пакетов и количества информационных единиц в одном пакете).

4.       Используемые методы управления объемом информационных потоков (управление объемом поступающих и транзитных потоков, управление началом сеанса связи, управление объемом потоков на линиях связи).

5.       Используемый метод маршрутизации (тип метода, метрические параметры, интервалы времени: действия маршрутов, проверки маршрутизатором своих соседей, синхронизации маршрутных матриц, распределения скорости и задержки обработки информации различных типов).

Архитектура любой имитационной модели может быть разложена на две отдельные составляющие: структурную и поведенческую.

В качестве структурного компонента построенной модели была выбрана открытая сеть массового обслуживания (СеМО, см рис. 1-4).



Рис. 1. Фрагмент СеМО, соответствующий симплексному каналу связи



Рис. 2. Фрагмент СеМО, соответствующий полудуплексному каналу связи



Рис. 3. Фрагмент СеМО, соответствующий дуплексному каналу связи



Рис. 4. Фрагмент СеМО, соответствующий устройству маршрутизации

 

·          ОП, ОП1, ОП2 – обслуживающие приборы;

·          R1, R2 – устройства маршрутизации;

·          B и B* – успешное и неуспешное окончание передачи пакета;

·          RU и RPi – функциональный блок и порты устройства маршрутизации.

 

Основными поведенческими подпроцессами в работе сети являются передача пакетов и изменение маршрутных матриц.

В соответствии с распределениями времен генерации и длины абонентские пакеты каждого типа информационных потоков добавляются во вход­ную очередь начального устройства маршрутизации. Маршрутизация пакетов происходит в порядке их приоритета по заданному закону распределения времени и состоит в задании пакету приоритетного списка направлений передачи. Далее пакет попадает в выходную очередь мар­шру­тизатора и производится попытка приоритетной передачи в каналы связи всех находящихся в ней пакетов. Предварительно для каждого из них про­из­водится проверка истечения лимита времени нахождения в сети. Низкоприоритетные пакеты теряются при переполнении очередей.

При передаче пакета по каналу связи производится проверка на отсутствие ошибок. В случае возникновения искажений пакет передается обратно в выходную очередь маршрутизатора-отправителя. Если пакет передан нормально, то он попадает во входную очередь следующего маршрутизатора. Далее процесс повторяется до обработки пакета маршрутизатором, находящимся в одной локальной сети с абонентом-получателем.

Модель поддерживает три способа изменения матриц маршрутизации.

1.       Служебные пакеты с подтверждением действия маршрутов (во всех маршрутных записях, полученных от данного маршрутизатора корректируется время генерации пакета).

2.       Синхронная передача служебных пакетов с копиями текущих матриц маршрутизации (по схеме запрос-ответ).

3.       Асинхронная передача служебных пакетов с копиями матриц маршрутизации в случае их изменения (по схеме уведомление-запрос-ответ).

Процесс передачи первого пакета начинается со входной очереди мар­­шрутизатора-ис­точ­ника и заканчивается его обработкой на приемной сто­роне. Для способов 2 и 3 обработка служебных пакетов в маршрутизаторе-приемнике порождает генерацию и помещение в выходную очередь сле­дующего пакета в цепочке.

Каждая запись маршрутной матрицы имеет следующие поля:

·          номер адресуемой локальной сети;

·          номер маршрутизатора-источника;

·          номер порта-источника;

·          время возникновения записи;

·          значение метрики расстояния.

Построенная модель реализована в виде инструментального программного средства имитационного моделирования на основе метода статистических испытаний, объектно-ориентированной архитектуры и событийного принципа моделирования. В настоящее время в программе реализован метод двухуровневой иерархической маршрутизации одиночных пакетов с независимым применением синхронной и асинхронной модификаций методов простой дистанционно-векторной маршрутизации и рельефов.

Для данных методов маршрутизации модель позволяет получить за приемлемое время адекватные значения вероятностно-временных характеристик сетей с размерностью более 100 узлов. При увеличении количества узлов сети время моделирования имеет линейную зависимость от среднего количества устройств маршрутизации, проходимых одним пакетом.

Модель предоставляет возможность проводить анализ как стационарных, так и переходных состояний в процессе работы глобальной сети.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.       Олифер В.Г. Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб.: «Питер», 1999.

2.       Обельченко С.Е. Разработка специальных систем связи. М.: ИПК РРиС, 1998.

3.       Климов Г.П. Стохастические системы обслуживания. – М.: Наука, 1966.