Реферат: Проектирование производительности ЛВС
1) по каждому типу заявок вычисляется интенсивность поступ-
ления заявок данного типа в узлы сети так, как если бы данный по-
ток заявок циркулировал в сети только один;
2) по определенному правилу, зависящему от типа СМО и дис-
циплины обслуживания, складываются потоки заявок от всех источни-
ков;
3) по определенному правилу определяется среднее время обс-
луживания в каждом узле ЛВС;
4) полученные значения подставляются в соответствующую диф-
фузионную формулу и определяются характеристики узлов ЛВС;
5) определяются характеристики ЛВС в целом.
Постановка задачи анализа ЛВС при этом примет следующий вид.
Дано:
число узлов ЛВС;
тип каждого узла ЛВС (тип СМО, моделирующей данный узел);
дисциплина обслуживания в каждом узле ЛВС;
общее число типов источников заявок, работающих в диалоговом
режиме;
общее число типов источников заявок, работающих в неопера-
тивном режиме;
для диалоговых источников в случае сложного режима работы -
число технологических процессов каждого типа, число операций в
каждом технологическом процессе, среднее и ККВ времени выполнения
каждой операции, матрица вероятностей передач между операциями, а
также наличие или отсутствие на каждой операции обращения к ЛВС;
для диалоговых источников в случае простого режима работы -
число источников (терминалов) каждого типа, среднее и ККВ времени
- 15 -
реакции абонента на ответ сети;
для неоперативных абонентов - средняя интенсивность поступ-
ления заявок и ККВ времени между поступлениями заявок;
по каждому типу заявок (диалоговому и неоперативному) -
средняя интенсивность обслуживания в каждом узле ЛВС, ККВ времени
обслуживания в узлах ЛВС и матрица вероятностей передач между уз-
лами.
Требуется найти:
среднее значение и дисперсию (или стандартное отклонение)
времени задержки заявки каждого типа в ЛВС в целом;
среднее значение и дисперсию (или стандартное отклонение)
времени задержки в узлах ЛВС;
загрузку узлов ЛВС;
вероятность потери заявки в узле ЛВС (для узлов, моделируе-
мых СМО с потерями).
Ограничения могут быть следующими:
загрузка узлов не должна превышать 1;
вероятность потери заявки не должна превышать 1;
все характеристики должны быть положительны.
Иногда представляет интерес определение такого показателя,
как максимальное время задержки заявки каждого типа в ЛВС. 1Макси-
1мальное время 0 - это такое время, превышение которого допустимо
лишь для некоторого, наперед заданного процента заявок каждого
типа. Для определения максимального времени используется методи-
ка, основанная на аппроксимации функции распределения времени за-
держки в сети эрланговским или гиперэкспоненциальным распределе-
нием, при этом необходимо задавать долю (процент) заявок, для ко-
торых рассчитывается максимальное время.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА МОДЕЛИРОВАНИЯ
Существует довольно значительное количество ППП, автоматизи-
рующих процессы разработки и исследования аналитических моделей
вычислительных систем и сетей. Рассмотрим один из них, достаточно
простой и удобный в использовании, - ППП "ДИФАР". В основу его
построения положены изложенные выше положения моделирования сис-
тем и сетей массового обслуживания.
Пакет ДИфАР предназначен для аналитического моделирования и
оптимизации систем, сетей массового обслуживания и сетевых сис-
тем. Он позволяет рассчитывать вероятностно-временные характерис-
тики СМО, СеМО и сетевых систем, задавая в качестве параметров
два момента входных потоков и обслуживания, что позволяет иссле-
довать поведение систем в широком диапазоне изменений как средних
значений, так и дисперсий потоков и обслуживания, а также найти
оптимальное построение сетевых систем по значениям вероятност-
но-временных характеристик (ВВХ), адекватных фактическим распре-
делениям.
Пакет ДИФАР обеспечивает расчет:
- системных характеристик для одноканальных и многоканальных
систем массового обслуживания без ограничений на емкости буферных
накопителей (среднее значение и дисперсия времени пребывания,
максимальное время пребывания для r процентов заявок, загрузка);
- 16 -
- системных характеристик для одноканальных и многоканальных
систем массового обслуживания, учитывающих ограничения на емкости
буферных накопителей (среднее значение и дисперсия времени пребы-
вания, максимальное время пребывания для r процентов заявок, ве-
роятность отказа в обслуживании, загрузка);
- системных характеристик для одноканальных систем массового
обслуживания с групповым поступлением заявок или групповым обслу-
живанием заявок (среднее значение и дисперсия времени пребывания
заявки, максимальное время пребывания для r процентов заявок,
загрузка);
- системных и сетевых характеристик открытых неоднородных
сетей массового обслуживания с узлами различных типов (среднее
значение и дисперсия времени пребывания в сети, максимальное вре-
мя пребывания в сети для r процентов заявок, среднее значение и
дисперсия времени пребывания в каждом узле сети, максимальное
время пребывания в каждом узле для r процентов заявок, загрузка
узлов сети, вероятности отказов в обслуживании в узлах);
- системных и сетевых характеристик замкнутых и смешанных
неоднородных сетей массового обслуживания с узлами различных ти-
пов, с простым режимом работы диалоговых абонентов (среднее зна-
чение и дисперсия времени пребывания в сети заявки каждого типа,
максимальное время пребывания в сети для r процентов заявок каж-
дого типа, среднее значение и дисперсия времени пребывания в каж-
дом узле сети, загрузка узлов сети, вероятности отказов в обслу-
живании в узлах);
- системных и сетевых характеристик замкнутых и смешанных
неоднородных сетей массового обслуживания с узлами различных ти-
пов со сложным режимом работы диалоговых абонентов (среднее зна-
чение и дисперсия времени цикла технологического процесса работы
каждого диалогового абонента, максимальное время цикла для r про-
центов технологических процессов каждого типа, среднее значение и
дисперсия времени пребывания в сети заявки каждого типа, макси-
мальное время пребывания в сети для r процентов заявок каждого
типа, среднее значение и дисперсия времени пребывания в каждом
узле сети, загрузка узлов сети, вероятности отказов в обслужива-
нии в узлах);
- показателей производительности сетевых систем, в качестве
моделей которых используются открытые, замкнутые и смешанные сети
массового обслуживания (локальные вычислительные сети, информаци-
онно-вычислительные сети, центры коммутации пакетов и др.) .
Пакет программ позволяет проводить анализ сетевых систем,
включающих от 30 (замкнутые и смешанные сети со сложным режимом
работы диалоговых абонентов) до 50 узлов СМО (открытые, замкнутые
и смешанные сети с простым диалогом) на PC XT/AT с 512 Кбайтами
оперативной памяти.
Ниже приведены примеры моделирования некоторых локальных вы-
числительных сетей. Результаты расчетов характеристик данных се-
тей получены с помощью пакета ДИФАР.
- 17 -
ПРИМЕРЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЛВС
2Пример 1 0. Рис. 5 иллюстрирует работу локальной сети с элект-
ронной почтой на базе городской телефонной сети (модель с потеря-
ми заявок). На вход каждого узла сети поступает поток заявок с
некоторой интенсивностью. Системы S1 - S6 моделируют работу теле-
фонных каналов. Если канал в требуемом направлении занят, то за-
явка теряется.
Исходные данные:
Устройство Среднее время ККВ времени
обслуживания обслуживания
1 7,69 с 2,0
2 7,69 с 2,0
3 7,69 с 2,0
4 7,69 с 2,0
5 7,69 с 2,0
6 7,69 с 2,0
Интенсивность поступления заявок от каждого источника -
0,3 з/с.
Результаты расчета:
среднее время задержки в сети - 15,0477 с;
стандартное отклонение времени задержки в сети - 18,7703;
максимальное время задержки в сети для 90% заявок - 35,2611
с.
Характеристики устройств:
