«Разработка программно-аппаратного комплекса отладки алгоритмов обслуживания очередей в узлах коммутации» Студент группы С-104 Черняк А.Ю. Научный руководитель: - презентация

1 «Разработка программно-аппаратного комплекса отладки алгоритмов обслуживания очередей в узлах коммутации» Студент группы С-104 Черняк А.Ю. Научный руководитель: Леохин Ю. Л Дипломная работа на тему:

2 Актуальность Развитие информационных сетей и увеличение объемов обмена информацией в современных корпоративных системах ведёт к усложнению конфигурации сетей и управления потоками информации. Новые поколения приложений, используемых в бизнесе, становятся всё более мультимедийными, увеличивая нагрузку на корпоративные сети. В этих условиях, как показывает анализ моделей интегрированного и дифференцированного сервисов (IntServ; DiffServ), общими важными элементами управления корпоративными сетями являются механизмы обслуживания очередей.

3 Свойства современных корпоративных сетей Обслуживание гетерогенного трафика Предоставление интегрального и дифференциального сервиса обслуживания Мультисервисность Широкоплосность Интелектуальность Инвариантность доступа Расширяемость Масштабируемсоть

4 Модель интегрированного сервиса (Intserv) Принцип действия: отдельная обработка потоков трафика, запросивших определённый уровень качества обслуживания. Услуги: -Гарантированное обслуживание -Регулируемые нагрузки Используемый протокол: RSVP – протокол резервирования сетевых ресурсов (Resource Reservation Protocol)

5 Модель дифференцированного сервиса (Diffserv) Принцип действия: разделение трафика по классам, для каждого из которых определяется свой уровень QoS. DiffServ состоит из: -управления формированием трафика (классификация пакетов, маркировка, управление интенсивностью) - управления политикой (распределение ресурсов, политика отбрасывания пакетов)

6 Цель дипломной работы Целью дипломной работы является разработка архитектуры и логической структуры аппаратных и программных средств аппаратно-программного комплекса отладки алгоритмов обслуживания очередей в узлах коммуникации, и реализация пилотного проекта программы комплекса.

7 Задачи дипломной работы сформировать требования к аппаратно-программному комплексу проанализировать существующие технологические решения для отладки алгоритмов обслуживания очередей в узлах коммутации на их соответствие сформированным требованиям разработать логическую структуру аппаратно-программного комплекса для отладки алгоритмов обслуживания очередей в узлах коммутации; провести эксперимент по тестированию пилотной программы написать инструкцию по применению пилотной программы

8 Математические методы Математические методы теории массового обслуживания обеспечивают возможность решения многочисленных задач расчета характеристик качества функционирования различных компонент компьютерных сетей. Сюда входят: - оценки вероятностно-временных характеристик узлов коммутации и маршрутизации; - анализ производительности локальных сетей и сетей с множественным доступом; - анализ буферной памяти узлов и методов локального и глобального управления потоками; - расчета потерь и загрузки линий связи.

9 Основные алгоритмы обслуживания очередей Алгоритм первый вошёл – первый вышел (FIFO first in – first out) Приоритетное обслуживание PQ (Priority Queuing), также называют «подавляющим» Алгоритм взвешенного равномерного обслуживания WFQ (Weighed Fair Queuing)

10 Задачи, стоящие перед АПК: 1) Имитировать работу сети по заданным параметрам нагрузки трафика и его качественному составу 2) Регистрировать и вычислять следующие параметры в коммуникационном узле: - время поступления пакета в узел, - время трансляции пакета узлом в сеть, - время задержки пакета в узле, - изменение задержки, - количество потерянных пакетов, - изменение длин очередей и их текущих значений. 3) обеспечить возможность выбора алгоритма обслуживания очередей из библиотеки алгоритмов, настройку параметров буфера узла коммуникации

11 Требования предъявляемые к АПК Масштабируемость Надежность Максимально информативная подсистема сбора информации о характеристиках потоков информации в узлах коммуникации Стандартизированность используемых в комплексе аппаратных и программных средств Доступность и открытость

12 Структура АПК

13 Cтруктура программных средств АПК

14 Язык программирования : С++ Среда программирования: СBuilder 6.0 Хранение информации : База данных Access 2002 Обработка информации: MicroSoft Excel Выбор инструментальных средств разработки

15 Математическая модель входящего трафика Временная модель входящего трафика: где R i – реализация фрактального гауссовского шума, построенного методом случайных чисел X i – параметр интенсивности входного трафика F i – параметр Фано входного (отношение дисперсии числа событий на временном интервале к математическому ожиданию этой величины) i – равен приоритетности части трафика i = {0…3}

16 Интерфейс пилотной программы АПК

17 Импортированный в Excel результат обработки тремя алгоритмами

18 Результаты тестирования Результаты исследования с помощью пилотной иммитационной программы показали: при загрузке канала не более 0,4 влияние конкурирующих потоков минимально и можно использовать простейший алгоритм обработки очередей FIFO при увеличении загрузки канала, но невысокой доле трафика реального времени (около % от всего трафика) следует применить алгоритм PQ при высокой доле трафика реального времени следует применить алгоритм WFQ

19 Выводы Разработаны: архитектура АПК отладки алгоритмов обслуживания очередей в узлах коммутации логические структуры аппаратного и программного обеспечения АПК алгоритм функционирования АПК пилотная программа, имитирующая входной трафик сети, и моделирующая обработку трафика в узле коммуникации тремя алгоритмами: FIFO, PQ, WFQ

20 Спасибо за внимание Вопросы? Контакты: