Исследование высокоэффективных методов доступа к моноканалу локальных вычислительных сетей
Для исследования предложенной дисциплины доступа выполнены: статистический анализ сетевого трафика в ЛВС корпоративной сети дорожного уровня, на основе которого обоснованы Марковские свойства входного потока кадров, позволяющие применить математический аппарат Марковских цепей для исследования предложенной дисциплины доступаразработаны аналитические модели предложенной дисциплины доступа… Читать ещё >
Содержание
- Список обозначений и сокращений
- 1. Случайные методы доступа к передающей среде локальных вычислительных сетей
- 1. 1. Анализ множественных дисциплин доступа с контролем несущей
- 1. 2. Анализ множественных дисциплин доступа с ограниченным числом конфликтов
- 1. 2. 1. Бесприоритетные протоколы с ограниченным числом конфликтов
- 1. 2. 2. Протоколы с приоритетным доступом
- 1. 3. Уточнение целей диссертационной работы
- 1. 4. Выводы по разделу
- 2. Анализ сетевого трафика данных локальных вычислительных сетей
- 2. 1. Постановка эксперимента
- 2. 2. Обработка статистического материала
- 2. 3. Проверка статистических гипотез
- 2. 3. 1. Проверка статистической гипотезы об экспоненциальном распределении времени между поступлением кадров во входящем потоке
- 2. 3. 2. Проверка статистической гипотезы об экспоненциальном распределении длин кадров образующих входящий поток
- 2. 4. Выводы по разделу
- 3. 1. Анализ предложенной дисциплины доступа
- 3. 1. 1. Временная диаграмма
- 3. 1. 2. Аналитическая модель
- 3. 1. 2. 1. Входной поток заявок
- 3. 1. 2. 2. Механизм обслуживания заявок
- 4. 1. Исходные данные для моделирования предложенной дисциплины доступа
- 4. 2. Результаты моделирования предложенной дисциплины доступа
- 4. 3. Аналитическое моделирование дисциплины доступа СБМА/СО
- 4. 4. Сравнительный анализ характеристик исследуемых дисциплин множественного доступа
КПК — контрольная последовательность кадра- КУП — кодовое управление передачей- МЗП — метод задержки передачи- МПБС — метод побитного сравнения- ППП — передача приоритетных преамбул- СМД — случайные методы доступа- СМО — система массового обслуживания- ЭВМ — электронная вычислительная машина- а -длительность такта- у3 — начало распределения- у -интенсивность разрешения конфликта- r? -эффективность использования моноканала- Я — интенсивность первичного потока заявок- Я] - интенсивность вторичного потока заявок- Л — оценка параметра распределения-
-6// -интенсивность потока обслуживания- -интенсивность интервала уязвимости- р- коэффициент загрузки системы-
X -критерий согласия «Хи-квадрат" — т- время распространения сигнала между крайними точками сети- ср -число участников конфликта-
А — разрешающая способность аппаратуры- а&bdquo- Ь1 — начало и конец /-ого интервала- с — число интервалов группировки- й -декремент числа участников конфликтной ситуации- с1(Я) — задержка обслуживания кадра приоритета Я-
— время передачи кадра (в слотах) — х) -функция плотности распределения- g -ограничитель числа шагов арбитража-
Н — ограничитель экспоненты- -число шагов арбитража- к -число активных станций- к -средняя длина очереди- / - длина кадра- т — количество заявок, образуемых активными станциями- п — объем выборки- п — среднее количество конфликтов за время V, П1 -частота попадания случайной величины в интервал ц р -вероятность передачи кадра-
Р1 — теоретическая вероятность попадания в г-ый интервал- д — вероятность бесконфликтного обслуживания первичной заявки- г — коэффициент простоя моноканала- 1арб ((р) -время арбитража при (р участниках- ср -математическое ожидание разрешения конфликтной ситуации ровно за г шагов- - межкадровый интервал-
II -временной интервал, соответствующий полной передачи последнего кадра, попавшего в конфликт-
2 — временной интервал, по истечении которого гарантируется бесконфликтная передача- м?(1) — задержка повторной передачи-
-длительность состязаний- х — эмпирическое среднее по выборке- Хты ~ минимальный элемент выборки- у- коэффициент первичного доступа- г — среднее количество конфликта одной заявки за время, А — вероятность захвата моноканала- С (М) — суммарная задержка обслуживания- Р (х) -функция распределения-
О — нормированная интенсивность входного потока заявок-
J- интенсивность времени оповещения станций о коллизии-
К- длина очереди-
Кп — количество новых заявок-
Кповтор — количество повторных заявок-
V-общее число абонентских станций-
Р3- вероятность занятости моноканала-
Рс- вероятность свободности моноканала-
Р9 -вероятность попадания в конфликт (р кадров-
Т30 — среднее время задержки обслуживания-
Т30б -среднее время задержки обслуживания заблокированных станций-
Тк — время передачи кадра по сети- Т- полное время обслуживания заявки-
Список литературы
- Т. Фрай. Теория вероятности для инженеров. Москва: ГТТИ, 1934. — 395 с.
- Сухомлин. В. Методологический базис открытых систем// Открытые системы. 1996. — № 4 — С. 48−51
- Ганьжа Д. Эфирная сеть // Открытые системы. 1998. — № 2. — С. 21 -25
- McNamara J. Е. Local area networks. An introduction to the technology. -Hall of India, 1991.- 165 p.
- Блэк Ю. Сети ЭВМ протоколы, стандарты, интерфейсы. Москва: Мир. 1990.-506 с.
- IEEE Standards for local area network: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. CSMA/CD. ISO/DIC 8802/3, 1985 P. 1 -143
- Флинт Д. Локальные сети ЭВМ. Москва: Финансы и статистика, 1988.-358 с.
- Яковлев В. В., Траньков С. Н. Устройства разрешения конфликтов в микропроцессорных системах: Учебн. пособие Санкт Петербург: ПГУПС, 1994. — 52 с.
- Самойленко С.И. Сети ЭВМ. Москва: Наука, 1986. — 158 с.
- Tanenbaum A. S. Computer networks. 2end Ed — New Delhi: Prentice Hall of India, 1993.-658 p.
- Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. Москва: Мир, 1979−600с.-153
- Якубайтис Э.А. Информационно-вычислительные сети. Москва: Финансы и статистика, 1984. — 232 с.
- Локальные сети и микропроцессорные системы / А. К. Баумс, У. Я. Грунде, П. А. Тисс и др.: под ред. А. К. Баумса. Рига: Зинатие, 1991.-237 с.
- IEEE Standards for local area networks: logic link control. ISO/DIS 8802/2, 1985.-P. 111.
- Морозов B.K., Долганов A.B. Основы теории информационных сетей. Москва: Высшая школа, 1987. — 270 с.
- Баумгарт В. Ф., Зибинь Д. К. Столкновение передач в ЛВС // АВТ. -1986.- № 5.-С. 33−38.
- Абдулкаюмов Р. А., Ващилин Э. П. Организация приоритетного множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов в локальных сетях // АВТ. 1989. — № 6. — С. 70−74.
- Хазацкий В. Б., Юрьева С. А. Приоритетный множественный доступ в локальных сетях передачи данных с контролем несущей и обнаружением конфликтов // АВТ. 1985. — № 5. — С. 47−52.
- ISO/JEC 8802:1990 (IEEE Std 802−1990), Information processing systems Local area networks.
- Загурский В. Я., Соломонова Ю. И. Случайный метод доступа с детерминированной задержкой и возможностью управления // АВТ. 1989.-№ 3.-С. 65−68.
- Lam S. S. CSMA protocol for local networks // Computer Networks. 1980.-vol. 4. -№ 1.-15 422. Tobagi F. Performance analysis of CSMA/CD // Computer Networks, 1980- vol.4. -№ 4.
- Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах: Пер. с англ. Москва: Мир, 1969. 397 с.
- Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. Москва: Наука, 1965. — 512 с.
- Боровских Ю. В, Грибкова Н. В. Марковские сети массового обслуживания: Учебн. пособие С. Петербург: ПГУПС, 1998. 36 с.
- Абашев Ф.Х., Скачков П. Н. Статистическая обработка опытных данных. Свердловск: УЭМИИТ, 1985. — 38 с.
- Паршин К. А. Реализация опциональных режимов передачи данных в сетях с Ethernet // Совершенствование информационных систем на железнодорожном транспорте. Екатеринбург: УРГАПС, 1999. -вып. 15.- С. 138−151.
- Теория вероятностей и математическая статистика / Колемаев В. А., Староверов О. В., Турундаевский В. Б. Москва: Высшая школа, 1991. 400 с.
- Справочник по вероятностным расчетам. -2-е изд., дополнен. / Абезгауз Г. Г., Тронь А. П., Ю. Н. Копенкин., Коровина И. А. Москва: Министерство Обороны СССР, 1970. 536 с.
- Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества. Москва: Мир, 1970. — 368 с.
- Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. Москва: Мир, 1989. — 540 с.- 155
- Русков П., Янев Кр., Дмитров Б., Боянов К. Модель для исследования локальных сетей // УСиМ. 1984. № 5. — С. 3710.
- Венцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. Москва: Наука, 1991. — 380 с.
- Хомячков И.И. Модель локальной сети с протоколом доступа CSMA/CD // АВТ. 1988. — № 5. — С. 53 — 58.
- Tobagi F. A. Hunt V. Performance analysis of carrier sense multiple access with collision detection // Computer Networks, 1980 vol. 4. -№ 5. -P. 245−259.
- Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. Москва: Наука, 1966. — 870с.
- Юдицкий С., Подлазов В., Борисенко В. Искусство диагностики локальных сетей // LAN. 1998. № 7−8. — С. 57 — 107
- Демидович Б. Н., Марон И. А. Основы вычислительной математики.- Москва: ФизМат, 1963. 660 с.
- Егоров В.Б. Метод оценки предельных значений и закона распределения случайной величины при малой выборке // Совершенствование устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Свердловск: УЭМИИТ, 1973. вып. 23 — С. 54 — 60.
- Шнепс М.А. Системы распределения информации. Метода расчета.- Москва: Связь, 1979 г. 342 с.
- Паршин К.А. Математическая модель метода доступа «Приоритетный CSMA/CD» // Совершенствование информационных систем. Екатеринбург: УРГУПС, 2000. — вып. 16 — С. 62 — 73- 156
- ISO/IEC 10 148, Information processing systems Open Systems Interconnection — Basic Remote Procedure Call (RPC) using OSI Remote Operations.
- User Datagram Protocol (UDP) RFC 768.
- Ганьжа Д. Простой протокол управления сетью // LAN. 1998. № 9 -С. 21−23
- Саати T.JI. Элементы теории массового обслуживания. Москва: Советское радио, 1971. 453 с.
- Юдицкий С., Борисенко В. и Овчинников О. Основы диагностики сети // LAN. 1998. № 12 — С. 59 — 69
- Боровков А.А. Вероятностные процессы в теории массового обслуживания. Москва: Наука, 1972. — 320с.
- Гнеденко Б.В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания. 2-е изд. дополн. — Москва: Наука, 1987. — 336 с.
- Морисон П., Бордман Б. Незаконченная картина RMON // Network Computing. 1996. 15 мая.
- Танненбаум Т., Коновер Дж. Управление коммутируемыми сетями // Network Computing. 1996. 15 мая.
- Open Look. Graphical User Interface. Application Style Guidelines. Sun Microsystems, Inc. 1991.
- ISO 8571/1:1988, Information processing systems Open Systems Interconnection — File transfer, access and management — Part 1. General introduction.-157
- ISO 10 040:1992, Information technology Open Systems Interconnection — System management overview.
- Паршин A.B., Волынский Д. Н., Пащенко M.A. Лабораторный практикум по курсу «Теоретические основы транспортной связи». -Екатеринбург: УЭМИИТ, 1993. 57 с.
- Алиев Т.И. Математические методы теории вычислительных систем. Ленинград: ЛИТМО, 1979. — 90 с.
- Shoch J.F., Hupp J.A. Measured performance of an Ethernet local network // Communication of the ACM, December 1980. V.23 — № 12 P. 711−721
- Альянах И.Н. Моделирование вычислительных систем. -Ленинград: Машиностроение, 1988. 678 с.
- IS07498:1984, Information processing systems Open Systems Interconnection — Basic Reference Model ITU-T Rec. X200(1994).59.3ибинь Д. К. Оценка гарантированного времени доставки кадра в локальную вычислительную сеть // АВТ. 1989. — № 1. — С. 77 — 79.
- Heyman D. P. The effects of random message sizes on performance of the CSMA/CD protocol. // IEEE Transactions on communications, 1986. vol. COM-34. № 6. — P. 547 — 553
- Пилипчак С. И. Оценка характеристик локальной сети // АВТ. -1987. -№ 1.- С. 63 -66.
- Сервис открытых информационно-вычислительных сетей / Зайцев С. С., Кравцунов М. И., Ротанов С. В. Москва: Радио и связь, 1990 — 235 с.-158
- Калиткин Н. Н. Численные методы. Москва: Наука, 1978. 512 с.
- П.Е. Эльясберг Измерительная информация: сколько ее нужно? Как ее обрабатывать? Москва: Наука, 1983. 206 с.
- Ли Че. Знакомьтесь: 100BaseT, старший брат lOBaseT. //LAN. -1996.- № 1. С. 15−17
- Фрэйзер Г. Стандарт Gigabit Ethernet приобретает конкретные очертания // Сети. 1997. — № 6. — С. 14 — 15
- Ганьжа Д. Gigabit Ethernet // LAN. 1998. — № 6. — С. 23 — 26
- Nemzow М. Fast Ethernet Implementation and Migration Solutions. -McGraw Hill, 1997. 568 p.
- Новиков Ю. В Локальные сети. Архитектура. Алгоритмы. Проектирование. Эком, 2000. — 312с.
- Олифер В.Г., Олифер H.A. Компьютерные сети принципы, технологии, протоколы. С-Петербург: Питер, 2000. — 620 с. 71 .Паршин К. А. Трафик локальных вычислительных сетей //
- Функциональные и прикладные исследования транспорту — 2000: Тез. докл. Всероссийской научно-технической конференции. Екатеринбург: УРГУПС, 2000. — С. 102 — 103
- Макстеник М. Сравнение сетевых архитектур. // Сети. 1997. — № 2. -С. 14−28
- Паршин К.А. Сравнение методов организации приоритетных передач в ЛВС асинхронного доступа. // Тез. докл. Конф. Неделя науки 99.- Санкт-Петербург: ПГУПС, 1999. — С. 20
- Паршин К.А. Особенности построения математических моделей методов доступа в локальных вычислительных сетях. // Тез. докл. Конф. Неделя науки -2000. Санкт-Петербург: ПГУПС, 2000. — С. 158
- Советов Б.А., Яковлев С. А. Моделирование систем «практикум» -Москва: Высшая школа, 1999 г. 224с.
- Поддельский В.В. Язык С++ Москва: Финансы и статистика, 2000 г. 557с.
- Шилд Г. Самоучитель С ++: Пер. с англ.- 3-ие издание. Санкт-Петербург: BHV, 1999 г. 688с.
- Apostoilopouls Т. К., Protonotarios Е. N. Queuing analysis of buffered CSMA/CD protocols // IEEE Trans/ Communications. -1986. N 9. Р/ 898−905.
- Bauerman S. L., Coyle E. J. The delay characteristics of CSMA/CD networks // IEEE Trans/ Communications. 1988. — N 5. — P. 553 — 563.
- Потемкин В. Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x: В 2-х томах. Москва: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000 г. 730с.- 160
- Цыбаков B.C., Фаингольд В. Б., Федорцов С. П. Устойчивый и простой в реализации алгоритм СМД для локальных сетей // Проблемы передачи информации, 1990, т. 26, № 2, С 75 — 86.
- Нейман В.И. Самоподобные процессы и их применение в телетрафике // Труды международной Академии Связи, 1999, № 1, С 11−15.
- Информационные технологии на железнодорожном транспорте / Э. К. Лецкий, В. И. Понкратов, В. В. Яковлев Э.С. Поддавашкин: Учебник для Вузов железнодорожного транспорта Москва: УМК МПС России, 2000 г. — 680с.
- Molle M., Kalkunte M., Kadambi J. Как «разогнать» протокол CSMA/CD до гигабитных скоростей?: Computer Weekly, № 2, 1998, -С 13 15.
- Паршин К.А. Анализ среднего времени разрешения конфликтной ситуации в ЛВС со множественным доступом, реализующих механизм МПБС // Современные информационные технологии, электронные системы и приборы. Екатеринбург: УРГАПС, 2001. -вып. 21.- С. 140- 149.
- Уолренд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс: Пер. с англ. Москва: Постмаркет, 2001. — 476 с.162