Методы множественного доступа (стр. 5 )

Рисунок 12 ?Производительность в ненастойчивой системе CSMA

Для 1-настойчивого протокола производительность, полученная Клейнроком и Тобаджи (1975), равна:

,(28)

В этом случае:

,  (29)

что дает меньшую величину максимального значения, чем при ненастойчивом протоколе.

При использовании p-настойчивого протокола возможно увеличить производительность относительно 1-настойчивой схемы. Для примера, рисунок 13 иллюстрирует производительность в зависимости от предоставляемого трафика с фиксированным значением и с параметром p. Видим, что по мере стремления p к единице максимальная производительность уменьшается.

Рисунок 13 ?Производительность канала в р-настойчивой системе CSMA: (а) ?=0; (b) ?=0.01; (с) ?=0.1

Время передачи было также рассчитано Клейнроком и Тобаджи (1975). Рисунок 14  иллюстрирует графики задержки (нормированнойк ) в зависимости от производительности S для протоколов тактированной ненастойчивой и p-настойчивой CSMA.

Рисунок 14 ?Зависимость задержек от производительности (моделирование при )

Для сравнения также показана зависимость задержки от характеристик производительности для протоколов тактированной и “чистой”ALOHA. При этом моделировании только вновь генерированные пакеты считались независимыми и с пуассоновским распределением. Результаты этого моделирования иллюстрируют превосходство качества p-настойчивых и ненастойчивых протоколов относительно протоколов ALOHA. Заметим, что значение, обозначенное на графике как «оптимальное p-настойчивое» получено путем нахождения оптимального значения p для каждого значения производительности. Мы видим, что для малых значений производительности 1-настойчивой протокол является оптимальным.

Глава 2. Сетевые симуляторы

Данная работа связана с имитационным моделированием. Имитационное моделирование – представление логико-математической модели исследуемого объекта в виде программного комплекса для компьютера. Для этого существуют множество сетевых симуляторов. Перечислим несколько симуляторов и выберем подходящий для данной работы.

2.1 Описание сетевого симулятора

Сетевой симулятор - это программное обеспечение, которое эмулирует поведение компьютерной сети. В сетевых симуляторах, компьютерная сеть, как правило, моделируется при помощи устройств, связей, приложений. Симуляторы поддерживают самые популярные протоколы и сети, используемые сегодня, например, WLAN, WiMAX, TCPи т. д.

У большинства коммерческих симуляторов есть графический интерфейс, в то время как некоторые сетевые симуляторы имеют интерфейс в виде командной строки. Конфигурация сетевой модели описывается состоянием сети (узлы, маршрутизаторы, коммутаторы, связи) и событий (передача данных, ошибки и т. д.). Важным итогом моделирования являются файлы трассировки. В файлах трассировки учитывается каждый пакет, каждое событие, которое произошло во время симуляции и используется для анализа. Сетевые симуляторы также могут предоставить другие инструменты для облегчения визуального анализа.

Сетевые симуляторы служат самым разнообразным потребностям. По сравнению с временными, коммерческими и другими затратами на настройку стендов, содержащих несколько компьютеров, маршрутизаторов и каналов передачи данных, сетевые симуляторы относительно быстры и недороги. Они позволяют инженерам и исследователям проверить характеристики, которые трудно или дорого воспроизводить с помощью реального оборудования - например, имитировать сценарий с несколькими узлами или экспериментировать с новым протоколом в сети. Сетевые симуляторы особенно полезны при исследовании и тестировании новых сетевых протоколов, или изменении существующих протоколов передачи данных. Типичный сетевой симулятор охватывает широкий спектр сетевых технологий и может помочь пользователям создавать сложные сети из основных строительных блоков, таких как различные узлы и соединения. С помощью симуляторов можно проектировать иерархические сети, используя различные типы узлов, таких как компьютеры, концентраторы, мосты, маршрутизаторы, коммутаторы, соединения и т. д.

Помимо разработки новых протоколов или новой маршрутизации, пользователем, с помощью симулятора могут быть смоделированы и проанализированы различные типы WANтехнологий, таких как TCP, ATM, IPи т. д. и (LAN) технологии, такие как Ethernet, TokenRingи т. д.

Сетевых симуляторов великое множество: от очень простых до очень сложных. Минимально сетевой симулятор должен позволять пользователю создавать топологию сети, узлы в сети, связи между этими узлами и трафик между узлами. Более сложные системы могут позволить пользователю указать все о протоколах, используемых для обработки трафика в сети. Графические приложения позволяют пользователям легковизуализировать результаты моделирования. Симуляторы, использующие интерфейс командной строки могут обеспечивать менее интуитивно понятный интерфейс, но более продвинутую настройку.

2.2 Примеры сетевых симуляторов

Существует много сетевых симуляторов бесплатных и платных, с открытым сетевым кодом и закрытых. Вот некоторые примеры самых популярных сетевых симуляторов:

Boson NetSim; NetSim; Opnet Modeler; OMNet++; NS 2.

2.3 BosonNetSim

Симулятор BosonNetSim, который совсем недавно обновился до 9-й версии выпускается только под Windows, цена колеблется от 179$ за CCNAи до 349$ заCCNP. Представляет собой некий сборник лабораторных работ, сгруппированных по темам. Интерфейс состоит из нескольких секций: описание задачи, карта сети, в левой части находится список всех лабораторных работ. Закончив работу, можно проверить результат и узнать, все ли было сделано. Есть возможность создания собственных топологий, с некоторыми ограничениями.

Основные свойства BosonNetSim:

Поддерживает 42 маршрутизатора, 6 коммутаторов и 3 других устройства; Симулирует сетевой трафик с помощью технологии виртуальных пакетов; Предоставляет два различных стиля просмотра: режим Telnet'aили режим подключения по консоли; Поддерживает до 200 устройств на одной топологии; Позволяет создавать свои собственные лаборатории;

2.4 NetSim

NetSimявляется популярным сетевым симулятором, который используется для сетевого проектирования и планирования. NetSimподдерживает различные технологии, такие как беспроводные сенсорные сети, беспроводные локальные сети, WiMAX, TCP, IPи т. д.

NetSimявляется стохастическим дискретно-событийным симулятором. Он был разработан Tetcosи Индийским институтом науки, в июне 2002 года. NetSimпредоставляет показатели производительности сети на различных уровнях абстракции, таких как сети, подсети, узлы связи, с подробной трассировкой пакетов и событий. NetSimпредоставляет готовые различные сетевые технологии и протоколы, включая Manet, Wi-Fi, Wi-Max, IP, MPLS, WSN, QoS, VoIPи т. д. Наличие готовых решений может помочь избежать затрат времени на процесс программирования, настройки и конфигурации симулятора.

2.5 OpnetModeler

OpnetModelerпредлагает пользователям графическую среду для создания, выполнения и анализа событийного моделирования сетей связи. Это удобное программное обеспечение может быть использовано для большого ряда задач, например, типичное создание и проверка протокола связи, анализ взаимодействий протокола, оптимизация и планирование сети. Возможно, осуществить проверку правильности аналитических моделей, и описание протоколов. В рамках, так называемого, редактора проекта могут быть созданы палитры сетевых объектов, которым пользователь может присвоить различные формы соединения узлов и связи.

Автоматизированное порождение сетевой топологии - кольца, звезды, также поддерживается и резервируется утилитами для импортируемых сетевых топологий в различных форматах. Случайный трафик может быть автоматически сгенерирован из алгоритмов, указанных пользователем, а также импортирован из входящих в стандартную комплектацию пакета форматов реальных трафиков линий. Результаты моделирования могут быть проанализированы, а графы и анимация трафика, будут сгенерированы автоматически.

Одним из плюсов создания модели сети с помощью программного обеспечения является то, что уровень гибкости, обеспечиваемый ядром моделирования тот же, но объектное построение среды позволяет пользователю намного быстрее делать разработку, усовершенствования и производить модели для многократного использования.

Есть несколько сред редактора - по одной для каждого типа объекта. Организация объектов - иерархическая, сетевые объекты (модели) связаны набором узлов и объектов связи, в то время как объекты узла связаны набором модулей, типа модулей очерёдности, модулей процессора, передатчиков и приемников. Версия ПОдля моделирования радиоканала содержит модели антенны радиопередатчика, антенны приемника, перемещающихся объектов узла (включая спутники).

Логику поведения процессора и модулей очередности определяет модель процесса, которую пользователь может создавать и изменять в пределах редактора процесса. В редакторе процесса пользователь может определить модель процесса через комбинацию алгоритма работы конечного автомата (finite-statemachine - FSM) и операторов языка программирования C/C++.