Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.13.15 – Вычислительные машины,
комплексы и компьютерные сети. — Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики. — Пенза, 2011. — 56 с. Научный консультант – доктор технических наук, профессор Тарасов В.Н. Цель диссертации состоит в теоретическом обосновании, разработке и развитии аппроксимативных методов, моделей массового обслуживания и программного комплекса для решения проблемы оценки производи-тельности компьютерных сетей.
Научная новизна результатов диссертации. Научная новизна диссертации определяется следующими результатами.
Получены новые аналитические выражения для определения моментных характеристик распределения агрегированного и разреженного потоков событий, которые явно позволяют получить средние и дисперсии интервалов соответствующих потоков. Для этого, в зависимости от коэффициентов вариаций интервалов, использованы аппроксимация законов распределений и диффузионное приближение потоков.
Предложен метод баланса потоков на основе матрицы вероятностей передач для восстановления моментных характеристик интервалов времени в однородных и неоднородных потоках, отличающийся от известного тем, что кроме средних значений интервалов учитывает также их дисперсии.
Разработан метод обобщенной двумерной диффузионной аппроксимации СМО, который, в отличие от известных методов, позволяет повысить точность расчетов характеристик системы при произвольных законах распределений времен поступления и обслуживания на уровне двух первых моментов в случаях неограниченной очереди и ограниченной очереди с потерями.
Установлена связь между коэффициентами Херста H и вариации интервалов (при H > 0,5 > 1) для класса субэкспоненциальных распределений, которая позволяет использовать метод обобщенной двумерной диффузионной аппроксимации СМО при > 1 для расчетов самоподобного трафика.
Предложена новая методика расчета характеристик сетевых моделей на основе совместного решения уравнений баланса потоков в сети МО на уровне средних значений и дисперсий интервалов и метода обобщенной двумерной диффузионной аппроксимации СМО, что повышает степень адекватности модели реальной сети. При этом для анализа сетевых структур рассмотрена сеть МО, в которой часть трафика (внешний трафик) циркулирует в открытой сети МО, а часть (внутренний трафик) – в замкнутой сети МО.
Предложен метод декомпозиции сетей на подсети (узлы), отличающийся от классического тем, что кроме средних значений интервалов между пакетами трафика учитывает также их дисперсии. Такой подход удобен при моделировании многозвенных ЛВС с учетом их вложенности.
Практическая значимость результатов диссертации. Разработанные методы и модели реализованы в виде программного комплекса «Анализ производительности компьютерных сетей на основе аппроксимативного подхода», позволяющего рассчитывать показатели производительности моделей сетей.
Расчеты сетей вуза показали, что до 90 % всей нагрузки на сеть, а следовательно, и других показателей производительности, создает внешний трафик и только до 10 % – внутренний трафик. В сетях предприятий, наоборот, выше доля внутреннего трафика.
К практическим результатам также относятся имитационные модели сетей в программной системе OPNET Modeler, построенные для оценки адекватности моделей, разработанных на основе аппроксимативного подхода.
Практическое использование полученных результатов позволяет:
интегрировать разработанный программный комплекс в единую систему мониторинга и анализа компьютерных сетей в реальном времени;
проводить эксперименты не на специализированном сетевом оборудовании, а на обычных компьютерах.
комплексы и компьютерные сети. — Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики. — Пенза, 2011. — 56 с. Научный консультант – доктор технических наук, профессор Тарасов В.Н. Цель диссертации состоит в теоретическом обосновании, разработке и развитии аппроксимативных методов, моделей массового обслуживания и программного комплекса для решения проблемы оценки производи-тельности компьютерных сетей.
Научная новизна результатов диссертации. Научная новизна диссертации определяется следующими результатами.
Получены новые аналитические выражения для определения моментных характеристик распределения агрегированного и разреженного потоков событий, которые явно позволяют получить средние и дисперсии интервалов соответствующих потоков. Для этого, в зависимости от коэффициентов вариаций интервалов, использованы аппроксимация законов распределений и диффузионное приближение потоков.
Предложен метод баланса потоков на основе матрицы вероятностей передач для восстановления моментных характеристик интервалов времени в однородных и неоднородных потоках, отличающийся от известного тем, что кроме средних значений интервалов учитывает также их дисперсии.
Разработан метод обобщенной двумерной диффузионной аппроксимации СМО, который, в отличие от известных методов, позволяет повысить точность расчетов характеристик системы при произвольных законах распределений времен поступления и обслуживания на уровне двух первых моментов в случаях неограниченной очереди и ограниченной очереди с потерями.
Установлена связь между коэффициентами Херста H и вариации интервалов (при H > 0,5 > 1) для класса субэкспоненциальных распределений, которая позволяет использовать метод обобщенной двумерной диффузионной аппроксимации СМО при > 1 для расчетов самоподобного трафика.
Предложена новая методика расчета характеристик сетевых моделей на основе совместного решения уравнений баланса потоков в сети МО на уровне средних значений и дисперсий интервалов и метода обобщенной двумерной диффузионной аппроксимации СМО, что повышает степень адекватности модели реальной сети. При этом для анализа сетевых структур рассмотрена сеть МО, в которой часть трафика (внешний трафик) циркулирует в открытой сети МО, а часть (внутренний трафик) – в замкнутой сети МО.
Предложен метод декомпозиции сетей на подсети (узлы), отличающийся от классического тем, что кроме средних значений интервалов между пакетами трафика учитывает также их дисперсии. Такой подход удобен при моделировании многозвенных ЛВС с учетом их вложенности.
Практическая значимость результатов диссертации. Разработанные методы и модели реализованы в виде программного комплекса «Анализ производительности компьютерных сетей на основе аппроксимативного подхода», позволяющего рассчитывать показатели производительности моделей сетей.
Расчеты сетей вуза показали, что до 90 % всей нагрузки на сеть, а следовательно, и других показателей производительности, создает внешний трафик и только до 10 % – внутренний трафик. В сетях предприятий, наоборот, выше доля внутреннего трафика.
К практическим результатам также относятся имитационные модели сетей в программной системе OPNET Modeler, построенные для оценки адекватности моделей, разработанных на основе аппроксимативного подхода.
Практическое использование полученных результатов позволяет:
интегрировать разработанный программный комплекс в единую систему мониторинга и анализа компьютерных сетей в реальном времени;
проводить эксперименты не на специализированном сетевом оборудовании, а на обычных компьютерах.