Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634558)
Контекстум
.

Математические модели информационных потоков в высокоскоростных магистральных интернет-каналах (3000,00 руб.)

0   0
Первый авторПоршнев С. В.
ИздательствоМ.: Горячая линия – Телеком
Страниц233
ID642971
АннотацияРассмотрены существующие математические модели информационных потоков в интернет-каналах, в том числе: способы описания интернет-трафика в рамках OSI-модели; классические модели интернет-трафика (пуассоновская модель сетевого трафика, on-off источники, abt-модель, cамоподобные модели трафика); модели процесса передачи данных по компьютерным сетям (модель М/М/1, жидкостная модель интернет-трафика); программные средства модели- рования трафика, в том числе, сетевой симулятор NS-2. Особое внимание уделено жидкостной модели интернет-трафика, а также ее дальнейшей модификации – гибридной жидкостной модели, позволяющей учесть, с одной стороны, статистические свойства источников трафика, с другой, современные механизмы, обеспечивающие заявленное провайдером гарантированное качество обслуживания пользователей сети Интернет. Представлены результаты анализа статистических свойств реального трафика, передаваемого в современных высокоскоростных интернет-каналах, а также примеры использования гибридной жидкостной модели информационных потоков для исследования особенностей функционирования сетевого оборудования магистральных интернет-каналов.
Кем рекомендованоУМО по образованию в области инфокоммуникационных технологий и систем связи в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 11.03.02 и 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр»
Кому рекомендованоДля студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 11.03.02 и 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр», будет полезно аспирантам и специалистам.
ISBN978-5-9912-0508-5
УДК621.395
ББК32.882
Поршнев, С.В. Математические модели информационных потоков в высокоскоростных магистральных интернет-каналах : учеб. пособие для вузов / С.В. Поршнев .— Москва : Горячая линия – Телеком, 2016 .— 233 с. : ил. — ISBN 978-5-9912-0508-5 .— URL: https://rucont.ru/efd/642971 (дата обращения: 18.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Математические_модели_информационных_потоков_в_высокоскоростных_магистральных_интернет-каналах._Учебное_пособие_для_вузов_(1).pdf
Инфокоммуникационных технологий и систем связи в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 11.03.02 и 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр» Рекомендовано УМО по образованию в области Горячая линия – Телеком 2016 Москва
Стр.1
УДК 621.395 ББК 32.882 П60 Поршнев С. В. П60 Математические модели информационных потоков в высокоскоростных магистральных интернет-каналах. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия − Телеком, 2016. − 232 с.: ил. ISBN 978-5-9912-0508-5. Рассмотрены существующие математические модели информационных потоков в интернет-каналах, в том числе: способы описания интернет-трафика в рамках OSI-модели; классические модели интернет-трафика (пуассоновская модель сетевого трафика, on-off источники, abt-модель, cамоподобные модели трафика); модели процесса передачи данных по компьютерным сетям (модель М/М/1, жидкостная модель интернет-трафика); программные средства моделирования трафика, в том числе, сетевой симулятор NS-2. Особое внимание уделено жидкостной модели интернет-трафика, а также ее дальнейшей модификации – гибридной жидкостной модели, позволяющей учесть, с одной стороны, статистические свойства источников трафика, с другой, современные механизмы, обеспечивающие заявленное провайдером гарантированное качество обслуживания пользователей сети Интернет. Представлены результаты анализа статистических свойств реального трафика, передаваемого в современных высокоскоростных интернет-каналах, а также примеры использования гибридной жидкостной модели информационных потоков для исследования особенностей функционирования сетевого оборудования магистральных интернет-каналов. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 11.03.02 и 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр», будет полезно аспирантам и специалистам. ББК 32.882 Адрес издательства в Интернет www.techbook.ru Все права защищены. Любая часть этого издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения правообладателя © ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» www.techbook.ru © С. В. Поршнев
Стр.2
Оглавление Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Список литературы к введению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Глава 1. Способы описания Интернет-трафика в рамках OSI-модели. Протоколы TCP/IP и UDP . . . . . . . . . . . . . 9 1.1. Основные сведения о стандарте Open Systems Interconnection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2. Протокол TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1. Уровни протокола TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.2. Механизм передачи данных по протоколу TCP . . . . . 13 1.2.3. Механизмы установления и окончания соединения по протоколу TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.4. Алгоритм управления потоком данных, используемый в протоколе TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3. Протокол UDP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.4. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.5. Контрольные вопросы к главе 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6. Список литературы к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Глава 2. Подходы, используемые при моделировании Интернет-трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.1. Модели генераторов трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.1.1. Пуассоновская модель сетевого трафика . . . . . . . . . . . . 26 2.1.2. On-Off источники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.1.3. Abt-модель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.1.4. Самоподобные модели трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.2. Модели систем массового обслуживания, используемые для описания информационных потоков в компьютерных сетях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.2.1. Модели систем массового обслуживания без потерь 60 2.2.2. Модели систем массового обслуживания с отказами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.2.3. Модели СМО с очередями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.2.4. Модель замкнутой системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.2.5. Модели СМО с различными дисциплинами подключения каналов к обслуживанию. . . . . . . . . . . . . 88 2.2.6. Модели непуассоновских систем массового обслуживания и стохастических сетей . . . . . . . . . . . . . 92 2.2.7. Модели многофазных систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 2.2.8. Модели сетей массового обслуживания. . . . . . . . . . . . . 98
Стр.229
230 Оглавление 2.2.9. Применение моделей СМО для описания Интернет-трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 2.3. Жидкостная модель Интернет-трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 2.4. Программные средства моделирования Интернет-трафика . 113 2.4.1. Программные реализации генераторов трафика . . . . . 113 2.4.2. Пакетные сетевые симуляторы (на примере симулятора NS-2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 2.5. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 2.6. Контрольные вопросы к главе 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 2.7. Список литературы к главе 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Глава 3. Гибридная жидкостная модель информационных потоков в высокоскоростных магистральных Интернет-каналах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 3.1. Модификация классического варианта жидкостной модели Интернет-трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 3.2. Учет в жидкостной модели режима гарантированной скорости доступа и множества потоков, создаваемых различными классами пользователей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 3.3. Статистическая модель источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 3.4. Гибридная модель информационных потоков в высокоскоростных магистральных Интернет-каналах . . . . . . 151 3.5. Результаты тестирования программной реализации гибридной модели информационных потоков . . . . . . . . . . . . . . 154 3.5.1. Постоянные потери пакетов в процессе передачи . . . 154 3.5.2. Режим ограничения размера «окна данных» . . . . . . . . 155 3.5.3. Режим включения и выключения потоков, создаваемых выбранным пользователем . . . . . . . . . . . . 157 3.6. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 3.7. Контрольные вопросы к главе 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 3.8. Список литературы к главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Глава 4. Исследование реального трафика действующего магистрального Интернет-канала. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 4.1. Технология предварительной обработки дампов реального трафика, передаваемого в высокоскоростном Интернет-канале . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 4.1.1. Выбор источника Интернет-трафика. . . . . . . . . . . . . . . . 164 4.1.2. Анализ структуры информации, размещенной в дампах, Интернет-трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 4.2. Исследование влияния размера окна агрегации на статистические свойства сетевого трафика . . . . . . . . . . . . . . . . 167 4.3. Сравнение функции распределения реального Интернеттрафика с распределением Парето . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Стр.230
231 4.4. Исследование самоподобных свойств реального Интернет-трафика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 4.5. Сравнение свойств реального и моделируемого трафика.. . . 174 4.6. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 4.7. Контрольные вопросы к главе 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 4.8. Список литературы к главе 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Глава 5. Применение гибридной жидкостной модели информационных потоков для исследования особенностей функционирования сетевого оборудования магистральных Интернет-каналов . . . . 180 5.1. Исследование особенностей информационных потоков в сети Интернет в режиме ограничения скорости . . . . . . . . . . . 180 5.1.1. Анализ результатов расчетов без учета вероятностного сброса пакетов (BC =BE) . . . . . . . . . . 181 5.1.2. Анализ результатов расчетов с учетом вероятностного сброса пакетов (BE >BC) . . . . . . . . . . 187 5.1.3. Исследование влияния изменения во времени скорости оборота пакетов на свойства Интернеттрафика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 5.2. Исследование особенностей Интернет-трафика в многопоточном режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 5.2.1. Исследование влияния видов активности пользователей на вариабельность трафика магистрального Интернет-канала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 5.2.2. Исследование влияния типов пользователей на свойства агрегированного Интернет-трафика . . . . . . . 193 5.3. О допустимой загрузке высокоскоростного канала передачи Интернет-трафика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 5.3.1. Анализ результатов расчетов загрузки магистрального канала средствами гибридной модели информационных потоков . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 5.4. Исследование влияния размера буфера сетевого маршрутизатора на качество обслуживания пользователей сети Интернет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 5.5. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 5.6. Контрольные вопросы к главе 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 5.7. Список литературы к главе 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Приложения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 1. Листинг m-функции, возвращающей значение фрактальной размерности двумерного объекта . . . . . . . . . . . . 213
Стр.231
232 Оглавление 2. Листинг m-функции, возвращающей значение поточечной фрактальной размерности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 3. Листинг m-функции, возвращающей значения показателя Херста, оцениваемое по всем значениям временного ряда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4. Листинг m-функции, возвращающей значение показателя Херста в соответствии с формулой (2.49) . . . . . . 217 5. Листинг m-функции, возвращающей значение показателя Херста в соответствии с формулой (2.54) . . . . . . 218 6. Листинг m-функции, возвращающей значение показателя Херста, оцениваемое по всем значениям временного ряда. . 219 7. Листинг модифицированной m-функции, возвращающей значение показателя Херста, оцениваемое по выбранным значениям временного ряда. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 8. Листинг программной реализации модифицированной жидкостной модели (основная функция) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 9. Листинг программной реализации модифицированной жидкостной модели (вспомогательная функция). . . . . . . . . . . 227
Стр.232

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.