О АНАЛИЗЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

ПО РАСПРЕДЕЛЕНИЮ ОБЪЕМА ПАМЯТИ БУФФЕРА МЕЖДУ ПОРТАМИ КОММУТАТОРА ПРИ ОБРАБОТКЕ

САМОПОДОБНОГО ТРАФИКА

На сегодняшний день нарастание информационных потоков во всех сферах человеческой деятельности характеризуется постоянным увеличением объема информации, возрастанием сложности ее обработки.

Современное общество нуждается в высоких скоростях обработки информации, удобных формах ее хранения и передачи.

Увеличивающаяся мощность рабочих станций, появление мультимедийных приложений и приложений клиент-сервер требуют большей полосы пропускания, чем могла обеспечить традиционная сеть связи с разделяемой средой передачи.

Начиная с 1993 года появилась проблема самоподобия. Оказалось, что потоки в современных сетях нельзя аппроксимировать простейшими, поскольку они имеют иную структуру, чем принято в классической теории телетрафика. Было установлено, что трафик сети обладает свойством самоподобия (масштабной инвариантности), имеет память (последействие), а также обладает высокой пульсацией [2, 3].

Один из основных достоинств коммутатора - увеличение полосы пропускания доступной каждому пользователю сети связи, уменьшая при этом перегрузку в сетях с разделяемой полосой пропускания определили ее применение в коммутируемых сетях данных.

В [4, 5, 6] нами было установлено, что измеренный сетевой трафик исследованный в математическом пакете Matlab имеет:

- уровень самоподобия трафика UDP Н=0,95;

- показано, что чем больше Н, тем дольше сохраняется свойство самоподобия при многократном масштабировании;

- дисперсия выборочного среднего затухает медленнее, чем величина, обратная размеру выборки) с агрегированием процессов (m=2,..250...2000) и показано медленное уменьшение дисперсии. Это говорит о возможности существенных, не сглаживаемых усреднением, «выбросов» в случайном процессе (распределения с тяжелыми хвостами) и другие.

Проведено исследование в математическом пакете Matlab измеренного сетевого трафика, на которой ось абсцисс - номер индекса (количество пакетов), а ось ординат - интервалы между пакетами части измеренного сетевого трафика, поступающего на порт (с буфером) коммутатора второго уровня.

Красная линия (уровень нормальной нагрузки) показывает все что выше этой линии порт (с буфером порта) коммутатора второго уровня успеет обработать, при этом  среднее значение интервала между пакетами.

Рисунок 1

В результате дальнейших исследований разработано управляющее устройство по улучшению обслуживания поступающего на коммутатор (построенного в соответствии требований классической теории телетрафика) самоподобного трафика, который позволит перераспределять динамически объем буфера (увеличение/уменьшение) соответствующему порту коммутатора второго уровня для обслуживания поступающей нагрузки (даже в случае перегрузки) без потерь [7].

Литература:

1. Столлингс В. Современные компьютерные сети. – СПб : Питер, 2003. –783 с.

2. W.E.Leland, M.S.Taqqu, W.Willinger, and D.V.Wilson. On the self-similar nature of ethernet traffic (extended version).IEEE/ACM Transactions of Networking, 2(1):1-15, 1994.

3. Шелухин О.И., Тенякшев А.М., Осин А.В. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. - М.: Радиотехника, 2003.- 480 с.

4. Сенета Е. Правильно меняющиеся функции.

Пер. с англ. / Под ред. В. М. Золоторева. — М.: На-ука. Главная редакция физико-математической

литературы. — 1985. 144 с.5. Мирзакулова Ш.А., Балгабекова Л.О., Жолмырзаев А.К. Исследование измеренного сетевого трафика. VII Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития информационных технологий, Новосибирск 18 апреля 2012 г., С86-90.

6. Park K, Tuan T. Performance Evaluation of Multiple Time Scale TCP Under Self-Similar Traffic Conditions // IEEE / ACM Transactions on Modeling

and Computer Simulation, Vol. 10, No. 2, April 2000, pp. 152—177.7. Мирзакулова Ш.А., Балгабекова Л.О., Жолмырзаев А.К. Способ и система управления потоками при передаче пакетов данных. Заявление о выдаче инновационного пакета Республики Казахстан на изобретение. г. Алматы. Регистрационный номер 2012/0993.1 от 26.09.2012 г.