LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Управління трафіком в мережах з заданою якістю обслуговування на основі прогнозуючих моделей

моделювання роботи мережі ATM з системою управління трафіками.

Учетвертому розділі наводяться результати імітаційного моделювання корпоративної мережі і порівняльний аналіз різних алгоритмів управління трафіком - базового методу rate-based і запропонованого методу з використанням прогнозуючої моделі (Predicted). Вхідні дані:

  • час роботи 300010000 тактів (1 такт ~ 0.01 сек.);

  • алгоритм контролю перевантажень Rate-based, модель прогнозу швидкості передачі Predicted(V) і модель прогнозу швидкості передачі і завантаження буфера Predicted(V+h);

  • об'єм вхідного буфера;

  • швидкість передачі по каналах: 25 Мбит/сек.;

  • розподіл пропускної спроможності каналу зв'язку між трафіками CBR (25-30%); VBR (50-60%); ABR (решта смуги);

  • максимальна швидкість передачі - 95% пропускної спроможності каналів, поріг заповнення буфера - (50-90)%.

Порівняльний аналіз різних алгоритмів управління трафіком. На основі отриманих результатів імітаційного моделювання в дисертації було побудовано графіки порівняння характеристик мережі при різних способах управління трафіком. Це такі графіки, як загальний відсоток відкинутих пакетів, частка відкинутих комірок, середній час затримки.

З побудованих в роботі діаграм можна зробити висновок про те, що, найкращі результати дає використання моделі з прогнозуванням швидкості передачі і завантаження буферів. При цьому використання динамічного буфера покращує показники для VBR-трафіку і погіршує для ABR.

Далі були побудовані графіки числа успішно переданих комірок. Аналіз цих результатів свідчить про те, що для методу керування на основі прогнозування швидкості і завантаження буферів об'єм переданої інформації істотно вище в порівнянні з відомими методами. Але при цьому зростає навантаження на всі елементи мережі, що свідчить про більш повне і ефективне використання ресурсів мережі.

Аналізуючи значення середньої затримки для різних методів керування, а також інші показники, можна дійти до висновку, що прогнозуюча модель краще справляється з перевантаженнями. При цьому використання в прогнозі рівня завантаження буферів істотно впливає на поліпшення обслуговування в мережі.

У наступній серії експериментів змінювалася інтенсивність вхідного трафіку різних категорій і досліджувався її вплив на показники якості: частку втрачених комірок і середню затримку, зокрема змінювалася інтенсивність передачі трафіків. CBR, і VBR і оцінювалася зміна затримки для різних категорій трафіка.

Відповідні результати наводяться в дисертації.

Аналіз результатів імітаційного моделювання.

При аналізі описаних вище експериментів були встановлені наступні закономірності:

  • при підвищенні інтенсивності передачі трафіку CBR збільшується відсоток втрати комірок інших трафіків. Такий результат можна пояснити тим, що цей вид трафіку має найвищий пріоритет передачі. Аналогічна залежність простежується і для середнього часу затримки;

  • зміна інтенсивності передачі VBR трафіку впливає на втрату комірок і час затримки ABR трафіку. Можна відзначити ще одну особливість: VBR трафік більше впливає ніж на затримку ABR- трафіку, ніж зміна інтенсивності передачі CBR-трафіку;

  • збільшення інтенсивності передачі трафіку типу ABR впливає тільки на цей трафік і практично не впливає на два інших.

Також можна відзначити, що при збільшенні пропускної спроможності каналу зменшується кількість втрачених комірок і час затримки передачі, що пояснюється можливістю передачі інформації по мережі з більшою швидкістю.

Крім того, результати моделювання показують, що використання методу Predicted для оцінки перевантажень дозволяє поліпшити результати роботи мережі і зменшити відсоток втрачених комірок даних.

Імітаційне моделювання корпоративної мережі університету.Метою даного експерименту було проведення порівняльного аналізу реалізованих методів управління, способів організації буферів, а також аналіз різних топологій мережі стосовно конкретної корпоративної мережі університету і знаходження вузьких місць в структурі мережі. Мережа, на якій проводилося імітаційне моделювання, має топологію ідентичну топології локальної мережі НТУУ «КПІ».

У роботі проведено порівняльний аналіз методу Rate-based і методу прогнозування переповнення буферів комутаторів. Побудовані графіки, що відображають ефективність використання каналів (фактично - кількість успішно переданих пакетів) (Рис.2).


Рис.2. Кількість успішно переданих комірок

Умовні позначення на рис.2: RB - Rate-Based метод; PredV - метод з використанням прогнозу швидкості передачі; PredVH - метод з використанням прогнозу швидкості передачі і завантаження буфера; Fixed - використання буфера, розподіленого по типах трафіку з фіксованим розміром буферів; Distr - використання буфера розподіленого по типах трафіку з динамічним перерозподілом буферів. Виходячи з побудованих графіків можна зробити висновок про те, що при використанні більш ефективного методу буферизації з роздільними буферами ефективність методу прогнозування вище відомого методу Rate-based. Характерним є те, що для методу управління на основі прогнозу швидкості і завантаження буферів об'єм переданої інформації істотно вище. Але при цьому зростає навантаження на всі елементи мережі. Це свідчить про більш повне і більш ефективне використання ресурсів мережі (Рис.3).


Рис.3. Коефіцієнт використання каналів зв'язку в %

Далі було побудовано діаграму, яка містить дані про відсоток відкинутих комірок в мережі. І як випливає з неї, метод управління на основі прогнозування переповнювання буферів комутатора більш ефективно справляється із збільшенням інтенсивності з'єднань класу ABR, ніж відомий метод Rate-based. Непрямим доказом, який підтверджує це, виступає показник «Відсоток службових комірок в мережі». Як випливає з побудованих в дисертації діаграм, метод управління з прогнозуванням виявляється кращим за метод Rate-based для роздільних буферів по класах з'єднань.

В зв’язку з цим метод управління з'єднаннями класу ABR на основі прогнозування переповнювання буферів комутаторів був досліджений детальніше. А саме, варіювалося значення порогу заповнення буфера комутатора. За одержаними даними побудовано сумісний графік трьох ключових параметрів: середня затримка в мережі, кількість успішно переданих пакетів і відсоток відкинутих комірок залежно від порогу заповнення буфера: 50, 80 і 90%. Відповідні результати приведені на (Рис.4).



Рис.4. Зведена діаграма значень ключових параметрів при варіюванні порогу заповнення буфера комутатора

З наведених графіків, побудованих в роботі, випливає, що всі параметри підвищуються з наближенням порогу до 100% від об'єму буферів комутаторів. При цьому, якщо залежності середньої затримки і кількості