Статья посвящена новому подходу к разработке имитационных моделей сетевых систем с IP-трафиком. Основное внимание уделено методам оценки производительности и качеству обслуживания в IP-сетях и базирующихся на них распределенных сетевых системах. Описаны принципы архитектур интегрированного, IntServ и дифференцированного, DiffServ управления качеством обслуживания в компьютерных сетях. Представлен способ расчета характеристик системы с гарантированным обслуживанием в архитектуре услуг IntServ. Рассмотрен подход к разработке математических моделей сетевых систем с гарантированным обслуживанием на основе (min,+) алгебраических структур. Представлены методы «network calculus», являющиеся развитием алгебраического подхода к описанию систем обслуживания для оценки их производительности. Даны характеристики алгебраической структуры диоида, являющейся адекватным представлением моделей (min,+) фильтрации сетевого трафика. Представлена имитационная модель сетевой системы с (min,+) фильтрацией. Описаны операторы и конструкции языка функционального программирования для реализации предложенной имитационной модели. Выполнена программная реализация уравнения сетевого баланса на функциональном языке программирования.
The article is devoted to the development of a new approach of simulation models of network systems with IP-traffic. Emphasis is placed on methods for assessing the performance and quality of service in IP- based networks, and they distributed network systems. The principles of integrated architectures, IntServ and differential , DiffServ QoS in computer networks is done . A method for calculating the characteristics of the system with a guaranteed service architecture services IntServ is provided. An approach to the development of mathematical models of network systems with guaranteed service on the basis of (min, +) algebraic structures is proposed. Methods of «network calculus», the development of an algebraic approach to the description of service systems to estimate their performance are presented. The characteristics of the algebraic structure dioid is adequate representation of the model (min, +) filtering of network traffic is done. A simulation model of the network system (min, +) filtering is presented. Operators and programming construction on functional programming language for the implementation of the proposed simulation model are described. A software implementation of the network balance equation on functional programming language is implemented.
1. Бутакова М.А. Имитационное моделирование процессов возникновения ошибок для оценки надежности программного обеспечения / Бутакова М.А., Чубейко С.В. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2012. – №5 (168). – C.29-34.
2. Гуда А.Н. Прогнозирование надежности программного обеспечения на основе модели неоднородного пуассоновского процесса и бутстреп-методов / Гуда А.Н., Чубейко С.В. // Программные продукты и системы. – 2012. – №3. – С. 131
3. Маслов В.П. Идемпотентный анализ и его применение в оптимальном управлении / Маслов В.П., Колокольцов В.Н. – М.: ФИЗМАТЛИТ. – 1994. – 144 с.
4. Чубейко С.В. Модели и методы сетеметрии в задачах разработки высоконагруженных информационно-управляющих систем на транспорте // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2011», май 2011 г. Часть 1. Естественные и технические науки. Рост. гос. ун-т путей сообщения. Ростов н/Д. – 2011. – С. 59-61.
5. Чубейко С.В. Моделирование систем с гарантированным обслуживанием: элементы теории и программная реализация // Сборник научных статей по итогам Международной заочной научно-практической конференции «Теоретические и практические аспекты развития науки», 14-15 октября 2013 г. – СПб.: Изд-во «КультИнформПресс». – 2013. – С 113-120.
6. Baccelli F. Synchronization and linearity: An algebra for discrete event systems / Baccelli F., Cohen G., Olsder G.J., Quadrat J.-P. – Chichester: Wiley. – 1992. – 514 p.
7. Chang C.-S. Performance Guarantees in Communication Networks. – Springer-Verlag, London. – 2000. – 392 p.
8. Gondran M. Graphs, Dioids and Semirings. New Models and Algorithms. / Gondran M., Minoux M. – Springer Science+Business Media, LLC. – 2008. 384 p.
9. Jiang Y. Stochastic Network Calculus / Jiang Y., Liu Y. – Springer-Verlag, London. – 2008. – 240 p.