Реферат: Загальний опис підходів мережевого аналізу

Аналізатори протоколів незамінні для дослідження реальних мереж:, але вони не дозволяють отримувати кількісні оцінки характеристик для ще не існуючих мереж, що знаходяться у стадії проектування.

У цих випадках проектувальники можуть використовувати засоби моделювання, за допомогою яких розробляються моделі, що відтворюють інформаційні процеси, що протікають в мережах.

1 МЕТОДИ АНАЛІТИЧНОГО, ІМІТАЦІЙНОГО І НАТУРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Моделювання є могутнім методом наукового пізнання, при використанні якого досліджуваний об'єкт замінюється простішим об'єктом - моделлю. Основними різновидами процесу моделювання можна вважати два його вигляду - математичне і фізичне моделювання.

При фізичному (натурному) моделюванні досліджувана система замінюється відповідною їй іншою матеріальною системою, яка відтворює властивості системи, що вивчається, із збереженням їх фізичної природи.

Прикладом цього виду моделювання може служити пілотна мережа, за допомогою якої вивчається принципова можливість побудови мережі на основі тих або інших комп'ютерів, комунікаційних пристроїв, операційних систем і додатків.

Можливості фізичного моделювання досить обмежені. Воно дозволяє вирішувати окремі задачі при завданні невеликої кількості поєднань досліджуваних параметрів системи.

Дійсно, при натурному моделюванні обчислювальної мережі практично неможливо перевірити її роботу для варіантів з використанням різних типів комунікаційних пристроїв -маршрутизаторів, комутаторів і т.п.

Перевірка на практиці близько десятка різних типів маршрутизаторів пов'язана не тільки з великими зусиллями і тимчасовими витратами, але і з чималими матеріальними витратами.

Але навіть і в тих випадках, коли при оптимізації мережі змінюються не типи пристроїв і операційних систем, а тільки їх параметри, проведення експериментів в реальному масштабі часу для величезної кількості всіляких поєднань цих параметрів практично неможливе за осяжний час.

Навіть проста зміна максимального розміру пакету в якому-небудь протоколі вимагає переконфігурації операційної системи в сотнях комп'ютерів мережі, що вимагає від адміністратора мережі проведення дуже великої роботи.

Тому, при оптимізації мереж у багатьох випадках переважним виявляється використання математичного моделювання. Математична модель є сукупністю співвідношень (формул, рівнянь, нерівностей, логічних умов), що визначають процес зміни стану системи залежно від її параметрів, вхідних сигналів, початкових умов і часу.

Особливим класом математичних моделей є імітаційні моделі. Такі моделі є комп'ютерною програмою, яка крок за кроком відтворює події, що відбуваються в реальній системі.

Стосовно обчислювальних мереж їх імітаційні моделі відтворюють процеси генерації повідомлень додатками, розбиття повідомлень на пакети і кадри певних протоколів, затримки, пов'язані з обробкою повідомлень, пакетів і кадрів усередині операційної системи, процес отримання доступу комп'ютером до мережевого середовища, що розділяється, процес обробки пакетів, що поступають, маршрутизатором і т.д.

При імітаційному моделюванні мережі не потрібно набувати дорогого устаткування - його роботи імітується програмами, достатньо точно відтворюючими всі основні особливості і параметри такого устаткування.

Перевагою імітаційних моделей є можливість підміни процесу зміни подій в досліджуваній системі в реальному масштабі часу на прискорений процес зміни подій в темпі роботи програми.

В результаті за декілька хвилин можна відтворити роботу мережі протягом декількох днів, що дає можливість оцінити роботу мережі в широкому діапазоні вартованих параметрів.

Результатом роботи імітаційної моделі є зібрані в ході спостереження за протікаючими подіями статистичні дані про найбільш важливі характеристики мережі: часах реакції, коефіцієнтах використання каналів і вузлів, вірогідності втрат пакетів і т.п.

Існують спеціальні мови імітаційного моделювання, які полегшують процес створення програмної моделі в порівнянні з використанням універсальних мов програмування. Прикладами мов імітаційного моделювання можуть служити такі мови, як SIMULA, GPSS, SIMDIS.

Існують також системи імітаційного моделювання, які орієнтуються на вузький клас систем, що вивчаються, і дозволяють будувати моделі без програмування.

2 МОДЕЛІ ТЕОРІІ МАСОВОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ

Використовувані в даний час в локальних мережах протоколи канального рівня використовують методи доступу до середовища, засновані на її сумісному використанні декількома вузлами за рахунок розділення в часі.

В цьому випадку, як і у всіх випадках розділення ресурсів з випадковим потокомзапитів, можуть виникати черги.

Для опису цього процесу зазвичай використовуються моделі теорії масового обслуговування.

Механізм розділення середовища протоколу Ethernetспрощено описується простою моделлю типу М/М/1 - одноканальною моделлю з пуасонівськім потоком заявок і показовим законом розподілу часу обслуговування.

Вона добре описує процес обробки заявок, що випадково поступають, на обслуговування системами з одним обслуговуючим приладом з випадковим часом обслуговування і буфером для зберігання заявок, що поступають, на якийсь час, поки обслуговуючий прилад зайнятий виконанням іншої заявки. Середовище Ethernet, що передає, представлене в цій моделі обслуговуючим приладом, а пакети відповідають заявкам.

3 СПЕЦІАЛІЗОВАНІ СИСТЕМИ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ МЕРЕЖ

Існують спеціальні, орієнтовані на моделювання обчислювальних мереж програмні системи, в яких процес створення моделі спрощений. Такі програмні системи самі генерують модель мережі на основі початкових даних про її топологію і використовувані протоколи, про інтенсивності потоків запитів між комп'ютерами мережі, протяжності ліній зв'язку, про типи використовуваного устаткування і додатків.

Програмні системи моделювання можуть бути вузько спеціалізованими і достатньо універсальними, що дозволяють імітувати мережі різноманітних типів. Якість результатів моделювання в значній мірі залежить від точності початкових даних про мережу, переданих в систему імітаційного моделювання.

Програмні системи моделювання мереж - інструмент, який може опинитися в нагоді будь-якому адміністраторові корпоративної мережі, особливо при проектуванні нової мережі або внесенні кардинальних змін в мережу що вже існує.

Продукти даної категорії дозволяють перевірити наслідки впровадження тих або інших рішень ще до оплати устаткування, що набуває. Звичайно, більшість з цих програмних пакетів коштують достатньо дорого, але і можлива економія може бути теж вельми відчутною.

Програми імітаційного моделювання мережі використовують в своїй роботі інформацію про просторове розташування мережі, число вузлів, конфігурацію зв'язків, швидкості передачі даних, використовувані протоколи і тип устаткування, а також про виконувані в мережі додатки.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--