Кадрларды жобалауды өңдеу мен зерттеу кезінде кіріс дестелерінің генераторларын құру және DL мен UL бағыттарына мәліметтерді таратуға арналаған сұраныстар сияқты мәселелерді шешуге тура келеді. Бұл мәселе имитациялық модельдеу көмегімен шешіледі.
Желілік трафик пульсациялы сипатқа ие. "Пульсациялы" деп атайтындығы мәліметтер кездейсоқ түрде, орташа жылдамдықтардан 8-10 есеге көп болатын пиктік жылдамдықтармен таратылатындығында. Сонымен қатар желілік трафик уақыттың бірнеше масштабында пульсацияланады. Бұл феномен уақыттың бірнеше масштабында сақталатын, трафиктердің пульсациясындағы корреляциялық құрылымдардың болуын шамалайтын, өзіне ұқсас идеяны қолдану арқылы статикалық түрде сипатталуы мүмкін.
Пиктер пиктік коэффициент көмегімен сипатталуы мүмкін, ол пиктік жүктеменің орташа трафикке қатысымен анықталады. Трафик пиктері мен жүктемелердің салдары жүйеге толықтай әсерін тигізуі мүмкін.
HTTP/FTP-сұраныстарының тарфигі пульсацияланады, және пульсация түрлі уақыт терезелерін қолдану кезінде байқалады [1]. Пиктік мәндер орташа мәндерден 5-10 есеге көп болуы мүмкін және жүйе өнімділігінің мүмкіндіктерінен оңай асып кете алады. Берілген бақылау интервалындағы трфик пульсациясы ендігіде (a, b) параметрлерімен сипатталатын болады. а параметрі – бұл максималды бақыланатын сұраныстардың кіріс интенсивтілігінің бақыланатын уақыт кезеңіндегі сұраныстардың орташа инетенсивтілігіне қатысы болып табылады. b параметрі
- бұл уақыт бөлігі, бұл кезде сұраныстардың лездік кіріс интенсивтілігі сұраныстардың орташа сұраныстарынан асуы тиіс. Трафиктің кішкене пульсациясы да (а = 6, b = 5%) жүйе өнімділігін 12- 20%-ға төмендетуі мүмкін.
Жұмыс сценариіне арналған кіріс трафигінің жасалған дестелерінің генераторлары IEEE [2] ұйымының шешімімен ұсынылған болатын.
Ұқсас Интернет-трафиктің имитациялық моделі үзілісті пуассондық процесс (IPP) базасында жасалған болатын. Бұл процестің екі жағдайы бар: ON және OFF. ON жағдайында IPP дестелерді генерациялайды, OFF жағайында IPP дестелерді генерацияламайды. С1 өткелінің интенсивтілігі –бұл ON жағдайынан ОFF жағдайына өтетін уақыт бірліктерінің саны. С2 өткелінің интенсивтілігі – бұл ОFF жағдайынан ON жағдайына өтетін уақыт бірліктерінің саны. λ – ON жағдайындағы дестелерді генерациялау интенсивтілігі. 1-суретте осы үш параметр көрсетілген.
1-сурет. Үзілісті пуассондық процесс моделі
Пульсацияланған трафикті алу үшін модельде төрт үзілісті пуассондық процесстердің суперпозициясы қолданылады, олардың әрқайсысы әр түрлі уақыт интервалын, секундтан күнге дейін, қамтиды. Төрт процесстің әрқайсысы түрлі С1, С2 және λ параметрлеріне ие, себебі ұқсас табылған 4 түрлі уақыттық масштабтарда қарастыру үшін. 2 және 3-суретте CI, С2 және λ түрлі мәндерімен алынған осындай уақыттардың түрлі масштабтары көрсетілген.
Модель ұқсас трафиктерді Ethernet және Интернетке генерациялайды. Әрбір үзілісті пуассондық процесс трафиктерді концентраторлар мен сервер түйіндерінің арасында генерациялайды. Модель локальды желіден маршрутизаторға шықпайтын трафикті модельдемейді. Трафикті модельдеу үшін, модель ON уақытында болуы керек, модель дестелерді маршрутизаторға генерациялаған кезде, және модель OFF уақытына ие болса, дестелер локальды желінің бір құрылғысынан локальды желінің сол сегментінде орналасқан болуы керек.
2-сурет. Қысқа интервалдағы трафик компоентінің трафигі
3-сурет. Ұзақ интервалдағы трафик компонентінің трафигі
Төменде Интернет-трафиктің имитациялық моделі сипатталады. Ол Петридің кеңейтілген желілерінің математикалық аппаратында жасалған, тәжірибелер Winsim имитациялық модельдеу жүйесінде орындалған [2, 4].
Модельде 4-суретте көрсетілгендей 3 түрлі дестелерді генерациялауға арналған 6 ағын бар.
4-сурет. Петридің кеңейтілген желілері терминдеріндегі Интернет-трафиктің моделі
Фишкалар желілік дестелерді көрсетеді. Процедура входного выбора перехода Y101 кіріс өткелін таңдау процедурасы Q101 кіріс кезектерінің циклдық сұраныстарын орындайды. Очередь Q101 кезегінде FIFO қызмет көрсету пәніне сәйкес фишкалар болады, ол онда фишка Sil позициясында тұрған кезге дейін болады. Sil позициясындағы фишка пайда болған кезде, Т101 өткелі Q101 кезегінен таңдау жасайды және фишканың S101 позициясына өтуін жүзеге асырады. Y201, Y301, Y401 өткелдері де осыған аналогты түрде жұмыс жасайды [3].
Жасалған имитациялық модель түрлі желілік алгоритмдерді жасау кезіндегі кіріс жүктемесінің генераторын құру үшін қолданылуы мүмкін.
М-DFPQ және DFPQ алгоритмдерінің бірдей көрсеткіштерді қолдану кезіндегі салыстырмалы жұмыстары келтірілген. 5 – 4.16-суреттерде өткізу қабілетіне және дестелерді тоқтатуға арналған екі алгоритмнің салыстырмалы нәтижелері көрсетілген [5].
5-сурет. «Орташа кәсіп» және «Кіші кеңсе - Үй кеңсесі» тұтынушыларының көрсеткіштерін қолдана отырып, rtPS ағындарына арналған өткізу қабілеті (а) және тоқтаулардың (б) десте көлемдеріне тәуелділігі.
6-сурет. «Орташа кәсіп» тұтынушыларының көрсеткіштерін қолдана отырып, nrtPS ағындарына арналған өткізу қабілеті (а) және тоқтаулардың (б) десте көлемдеріне тәуелділігі
7-сурет. «Кіші кеңсе - Үй кеңсесі» тұтынушыларының көрсеткіштерін қолдана отырып, nrtPS ағындарына арналған өткізу қабілеті (а) және тоқтаулардың (б) десте көлемдеріне тәуелділігі
8-сурет. «Орташа кәсіп» тұтынушыларының көрсеткіштерін қолдана отырып, ВЕ ағындарына арналған өткізу қабілеті (а) және тоқтаулардың (б) десте көлемдеріне тәуелділігі.
9-сурет. «Кіші кеңсе - Үй кеңсесі» тұтынушыларының көрсеткіштерін қолдана отырып, ВЕ ағындарына арналған өткізу қабілеті (а) және тоқтаулардың (б) десте көлемдеріне тәуелділігі.
Алынған нәтижелерге сәйкес rtPS қызмет көрсету ағындарына арналған өткізу қабілеті салыстырылған әдістерде бірдей десе де болады, бұл кезде дестелердің тоқтауы М-DFPQ әдісін қолдану кезіндегіге қарағанда кішкене аз болып келеді. Бірақ nrtPS ағындары және ВЕ әдісі М- DFPQ үшін біршама жақсы нәтижелер көрсетілді: көрсетілген ағындар үшін дестелердің тоқтауы 3 есеге аз болады және өткізу қабілеті DFPQ әдісін қолданудағыға қарағанда 2 есе көп болады. Нәтижелер, М-DFPQ әдісі қызмет көрсетудің белсенділігі төмен ағындары (nrtPS и ВЕ) үшін жақсы төрелікке ие және түрлі қызмет көрсету типтеріне арналған тарату жолағын қолдану коэффициентін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Сәйкесінше, жобалаудың ұсынылған әдісі қолданыстағы ішкі арналардың қолданысын жақсартады және бұл кезде дестелердің келіп түсу процессі есепке алынады.
Ұсынылып отырған өткізу жолағын жобалау шешімі DFPQ алгоритмімен салыстырғанда тең емес үдемелі және бәсеңдейтін трафик кезінде өткізу қабілетін жоғарылатады, сонымен қатар түрлі ағындар арасындағы өткізу жолағын бөлу кезіндегі әділдікті қамтамасыз етеді.Ұсынылып отырған М-DFPQ кадрларды жобалау алгоритмін қолдану түрлі қызмет көрсету типтерінің өткізу жолағын қолдану коэффициентін максимум 25% -ға жоғарылатуға және қызмет көрсетудің белсенділігі төмен, сонымен қатар белсенділігі жоғары класстарына да арналған дестелердің тоқтауларын азайтады. Сәйкесінше, DFPQ алгоритмін сызықты бағдарламалаумен қосу негізіндегі ұсынылған жобалау қолданыстағы ішкі арналардың қолданысын жақсартады, және бұл кезде дестелердің келіп түсу процесі есепке алынады. Өткізу жолағын жобалауға арналған, ұсынылып отырған шешім М-DFPQ алгоритмімен салыстырғанда, үдемелі және бәсеңдейтін трафиктер тең болмаған уақыттағы өткізу қабілетін жақсартады, сонымен қатар түрлі ағындар арасындағы өткізу жолағын бөлу кезіндегі әділдікті қамтамасыз етеді.
ӘДЕБИЕТТЕР
- Ляхов А.И., Мациев Д.Н., Лаконцев Д.В,, Шелихов О.Н. Сбор и анализ характеристик функционирования действующей беспроводной сети на основе протокола IEEE 802.11// VIII международная конференция по информационным сетям, системам и технологиям (МКИСС иТ-2007). – СПб.:2007. 225-235 б.
- В.М. Вишневский, С.Л. Портной, И.В. Шахнович. Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. – М.: Техносфера, 2009. – 472 б.
- Семёнов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ). Стандарт широкополосной беспроводной связи IEEE 802.16// book.itep.ru
- IEEE 802.16-2004. IEEE standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems // Oct. 2004.
- Бураков М.В. Механизм адаптации нечёткого регулятора. - Известия академии наук // Теория и системы управления №1, 1998, 84-87 - б.
- IEEE 802.16 Working Group on Broadband Wireless Access // http://vvirelessman.org
- Столлингс В. Современные компьютерные сети. 2-е изд. – СПб: Изд-во «Питер», 2003. – 783 б.