Лєпа Є.В., Ремаренко Д.О.
Херсонський національній технічний університет
МОДЕЛЮВАННЯ КОМП’ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ БАГАТОПОВЕРХОВОГО БУДИНКУ
 
Моделювання являє собою потужний метод наукового пізнання, при використанні якого досліджуваний об'єкт заміняється більш простим об'єктом - моделлю. Основними різновидами процесу моделювання можна вважати два його види - математичне й фізичне моделювання.
Можливості фізичного моделювання досить обмежені. Тому, при оптимізації мереж у багатьох випадках кращим виявляється використання математичного моделювання. Особливим класом математичних моделей є імітаційні моделі. Такі моделі являють собою комп'ютерну програму, яка крок за кроком відтворює події, що відбуваються в реальній системі [1]. 
Стосовно до обчислювальних мереж їх імітаційні моделі відтворюють процеси генерації повідомлень додатками, розбивка повідомлень на пакети й кадри певних протоколів, затримки, пов'язані з обробкою повідомлень, пакетів і кадрів усередині операційної системи, процес одержання доступу комп'ютером до поділюваного мережного середовища, процес обробки вступників пакетів маршрутизатором і т.д. 

Для моделювання використано систему імітаційного моделювання Riverbed [2] , яка моделює поведінку мереж, що включають маршрутизатори, комутатори, протоколи, сервери й мережні додатки. Віртуальне мережне середовище дозволяє ефективно діагностувати складні проблеми, тестувати модифікації мереж перед їх практичною реалізацією, планувати майбутні сценарії, такі як ріст трафіка, збої й відмови мережі.

Система дозволяє:

- моделювати локальні й глобальні мережі;

- аналізувати роботу клієнт-серверних додатків у мережі;

- досліджувати вплив різних факторів і технологій на роботу мережі;

- здійснювати оцінку й аналіз продуктивності;

- аналіз і перевірку взаємодій мережних протоколів;

виконувати оптимізацію й планування мереж і т.д.

Локальна комп’ютерна мережа (ЛКМ) спроектована по топології типу «послідовне з'єднання». Комутатори кожного поверху через послідовне з'єднання підключаються до головного комутатора в підвалі будівлі (рис. 1)

Рисунок 1 – Структура ЛКМ

Для п'ятого буде отриманий графік зміни часу відгуку від часу моделювання, який представлено на рисунку 2.

Рисунок 2 – Час відгуку додатка для п'ятого поверху

Аналогічні графіки можуть бути отримані відповідно для першого й десятого поверхів будівлі, які представлено на рисунках 3 і 4.

Рисунок 3 - – Час відгуку додатка для першого поверху

Рисунок 4 - Час відгуку додатка для десятого поверху

Оцінимо час відгуку додатка для робочих станцій підмереж, які розташовані на першому, п'ятому й десятому поверхах будівлі. Як і випливало припускати, найменший час відгуку буде для робочих станцій, розташованих на першому поверсі будівлі. Це пов'язане з тим, що головний комутатор розташований у безпосередній близькості від рідмережі першого поверху. Час відгуку додатка становить порядку 3,7 мілісекунд і практично постійно протягом усього часу моделювання.

Слід очікувати, що час відгуку додатка для робочих станцій п'ятого поверху повинне збільшитися, тому що головний комутатор розташований на більшій відстані від підмережі п'ятого поверху. Час відгуку додатка становить порядку 4,7 мілісекунды й також практично не змінюється протягом часу моделювання.

Найбільший час відгуку додатка близько 6 мілісекунд буде для робочих станцій десятого поверху, тому що головний комутатор розташований на найбільшій відстані від робочих станцій підмережі десятого поверху.

Висновки.

У результаті моделювання локальної комп'ютерної мережі багатоповерхової будівлі отримані характеристики часу відгуку додатка на різних поверхах будівлі. Для одержання оптимального часу відгуку додатка можна змінити архітектуру ЛКМ, переміщаючи головний комутатор між поверхами будівлі.

Література.

1. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. — 3-е изд. — СПб.: Питер; К.: Издат. группа BHV, 2004. - 847 с.

2. В.Н. Тарасов, Н.Ф. Бахарева, С.В. Малахов, Ю.А. Ушаков. Проектирование и моделирование сетей связи в системе Riverbed Modeler. – Самара: 2016. – 260 с.