BC/NW 2006, №1, (8) : 12.4

Верификация аппроксимированной зависимости вероятности столкновения от сетевых параметров для CSMA/CD

Л.И. Абросимов, Н.А. Соболева

(Москва, Московский энергетический институт (технический университет), Россия)

Cегменты Ethernet успешно используются в корпоративных вычислительных сетях (КВС) и совместно с новейшими быстродействующими коммуникационными устройствами обеспечивают доступ рабочих станций пользователей к сетевым информационным ресурсам. Рост трафика пользователей и повышение требований к качеству обслуживания приводит к необходимости количественно оценивать производительность сегментов КВС, поэтому разработка математических моделей, количественно оценивающих вероятностно-временные характеристики функционирования КВС, является актуальной.

Для исследования протокола CSMA/CD была разработана имитационная модель [1]. Применение для инженерного проектирования разработанной модели ограничено тем, что для каждого набора параметров приходится выполнять полный цикл моделирования. Для задач проектирования более целесообразно использовать простые аналитические зависимости, полученные для установившегося режима, но для этого необходимо иметь аналитическое соотношение, которое позволяет вычислять вероятность р столкновения.

Попытки получить аналитическое выражение для вычисления р, привели к громоздкому аналитическому выражению, которое не может быть использовано для инженерных расчетов [2].

В результате проведенного анализа функционирования исследуемого сегмента установлено, что в качестве интегрального параметра, функционально связанного с параметрами N, L, , С, , следует использовать коэффициент полезной загрузки сегмента; была выведена аппроксимирующая функция, выражающая зависимость вероятности р столкновения от коэффициента r загрузки [2].

Для проверки адекватности полученной функции был проведен эксперимент.

Состав стенда:

SS1 - Sun Sparc Station 1. Процессор 1х40 MHz. ОЗУ 16 МБайт. OS Red Hat Linux 9.2

SS1+ - Sun Sparc Station 1+. Процессор 1х40 MHz. ОЗУ 40 МБайт. Дисковод 3.5’. OC Red Hat Linux 9.2

PII - Pentium II 233 MHz. ОЗУ 288 МБайт. Сетевые карты Intel 21041 и Realtek8139 . CDROM. ОС Windows 2003 AS ( Для ряда экспериментов использовалась ОС KNOPPIX 3.7).

PI – Pentium I MMX 200 MHz. ОЗУ 160 МБайт. Сетевая карта Intel 21041. CDROM. OC Windows 2000 AS.

HUB1 – Хаб SURECOM EtherPerfect 508T. Имеет коаксиальный вход.

SWITCH1 – Коммутатор COMPEX SAS2224. Режим – рабочий коммутатор сети ИВЦ МЭИ, имеет подключение к Интернет.

В результате эксперимента получаем значение количества коллизий для различных интенсивностей поступления пакетов в сеть. По найденным значениям определяем вероятность столкновения для сравнения с точками аппроксимирующей функции.

В эксперименте пакеты имеют фиксированную длину.

В итоге по данным эксперимента были построены сравнительные графики вероятности столкновения от коэффициента загрузки.

Литература

1. Абросимов Л.И., Соболева Н.А. Исследование фрагмента Ethernet методами имитационного и аналитического моделирования. Электронный журнал ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ. Теория и практика, 2004, №1 (4), раздел 10, статья 3. http://network-journal.mpei.ac.ru

2. Абросимов Л.И., Соболева Н.А. Инженерная формула для расчета вероятности столкновения кадров в сегменте Ethernet//МФИ-2005. Труды Международной научно – технической конференции «Информационные средства и технологии» 18 – 20 октября 2005г.:. Т.3. – М.:Янус-К 2005, с. 64-67