Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ методов и средств функционирования КИВС и применяемых в них методов маршрутизации 10
1.1. Структурная иерархия КИВС 10
1.2. Методы и средства функционирования КИВС 17
1.3. Методы маршрутизации в КИВС 20
1.4. Протокол маршрутизации RIP , 23
1.4.1. Основные принципы работы RIP 23
1.4.2. Изменения топологии и предотвращение нестабильности 25
1.4.3. Взаимодействие между версиями RIP-1 и RIP-2 30
1.5. Протокол маршрутизации OSPF 30
1.5.1. Основные принципы работы OSPF 31
1.5.2. Этапы работы OSPF 32
1.5.3. Особенности OSPF 36
1.6. Критерии эффективности методов маршрутизации 38
Выводы по главе 1 40
Глава 2. Разовый протокол адаптивной маршрутизации с балансировкой трафика (протокол РБ) 41
2.1. Недостатки групповых методов маршрутизации 41
2.2. Балансировка трафика как средство повышения эффективности маршрутизации 43
2.3. Оценка эффективности протоколов маршрутизации 48
Выводы по главе 2 49
Глава 3. Алгоритм статистического моделирования маршрутизации в КИВС произвольной топологии 50
3.1. Экспериментальное исследование 50
3.2. Метод статистических испытаний 51
3.3. Аналитическое моделирование 53
3.4. Событийная модель маршрутизации в КИВС 56
3.5. Оценка точности модели 63
Выводы по главе 3 64
Глава 4. Обоснование области эффективного применения протокола маршрутизации «РБ» 65
4.1. Программная среда моделирования маршрутизации в КИВС 65
4.2. Подтверждение адекватности алгоритма и программной среды 69
4.3. Область эффективного применения протокола «РБ» 70
4.3.1. Модельный эксперимент. Древовидная топология 71
4.3.2. Модельный эксперимент. Древовидная топология с избыточностью 73
4.3.3. Модельный эксперимент. Ячеистая топология 76
Выводы по главе 4 78
Основные выводы и результаты работы 80
Библиографический список: 81
- Методы и средства функционирования КИВС
- Балансировка трафика как средство повышения эффективности маршрутизации
- Аналитическое моделирование
- Программная среда моделирования маршрутизации в КИВС
Введение к работе
Актуальность темы работы обусловлена стремительным ростом требований к производительности вычислительных сетей, которая объясняется, во-первых, динамикой роста количества пользователей таких сетей, во-вторых, переносом в IP-сети неоднородного мультимедиа-трафика, в частности голосовой связи (IP-телефония), и, в-третьих, изменением направления основных информационных потоков в корпоративных сетях.
Постоянное увеличение количества пользователей сети Интернет привело к переносу в эту сеть немалой доли бизнес-процессов: от деловых переписок и переговоров до рекламы и заключения договоров. Многие из этих процессов накладывают самые жесткие требования на производительность корпоративной сети - вплоть до уровня реального времени. При этом основными «узкими местами» являются элементы корпоративных информационно-вычислительных сетей (КИВС): каналы связи, активное сетевое оборудование - и крупные центры обработки данных: сервера баз данных и корпоративных информационно-управляющих систем.
Целью диссертационной работы является разработка методов и средств повышения эффективности доставки и обработки информации в КИВС на основе адаптивного перераспределения информационных потоков и балансировки трафика.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие основные задачи:
Проанализировать методы и средства функционирования КИВС и применяемые в них протоколы маршрутизации с целью выявления возможности повышения в них эффективности доставки и обработки информации.
Разработать метод повышения эффективности доставки и обработки информации в КИВС на основе балансировки трафика. Для этого разработать оригинальный протокол адаптивной маршрутизации с
балансировкой трафика (протокол РБ), учитывающий достоинства и недостатки методов маршрутизации, выявленные в ходе выполнения анализа.
Разработать алгоритм статистического моделирования маршрутизации в КИВС произвольной топологии. Реализовать указанный алгоритм в виде программной среды моделирования маршрутизации в КИВС произвольной топологии.
Подтвердить адекватность программной среды и лежащего в ее основе алгоритма путем сравнения статистического материала, собранного в процессе мониторинга реальной сети, с результатами моделирования аналогичной сети в указанной программной среде.
Обосновать диапазон эффективного применения предложенного протокола адаптивной маршрутизации РБ в сетях различной топологии и размерности путем сравнительной оценки результатов моделирования данного протокола и стандартных протоколов маршрутизации RIP и OSPF.
Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались методы теории вероятностей, математической статистики, теории случайных процессов, теории массового обслуживания и теории графов, а также современные инструментальные средства визуального объектно-ориентированного программирования (среда разработки Delphi 7) и мониторинга корпоративных вычислительных сетей (Wireshark, MRTG).
К наиболее значимым результатам исследования, обладающим научной новизной, относятся:
Разработан метод повышения эффективности доставки и обработки информации в КИВС на основе оригинального протокола адаптивной маршрутизации с балансировкой трафика.
Предложен алгоритм моделирования маршрутизации в КИВС произвольной топологии и его реализация в виде программной среды.
Подтверждена адекватность указанного алгоритма и программной среды моделирования путем сравнения статистического материала, собранного
в процессе мониторинга реальной сети, с результатами моделирования аналогичной сети в программной среде.
Практическая значимость работы состоит в следующем:
Предложенный метод маршрутизации в КИВС на основе оригинального протокола адаптивной маршрутизации РБ обеспечивает повышение эффективности доставки и обработки информации в сильносвязных КИВС в условиях переменной нагрузки и локальных перегрузок.
Разработанная программная среда моделирования маршрутизации в КИВС позволяет выполнять оценку эффективности различных протоколов маршрутизации в КИВС произвольной топологии на этапах проектирования (с целью выбора наиболее подходящего оборудования, топологической схемы, метода маршрутизации) и эксплуатации (с целью прогнозирования эффекта от модернизации, оценки эффективности существующего решения и т.д.).
Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей. Адекватность разработанного алгоритма и программной среды моделирования подтверждена путем сравнения статистического материала, собранного в процессе мониторинга реальной сети, с результатами моделирования аналогичной сети в указанной программной среде.
Апробация работы. Основные положения, теоретические выводы и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседании кафедры «Информационные системы» ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», а также на 3 всероссийских научно-технических конференциях: «Микроэлектроника и информатика» (Москва, 2009), «Образовательная среда сегодня и завтра» (Москва, 2008) и «Новые материалы и технологии» (Москва, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, включая 2 публикации в журналах «Известия Тульского государственного университета» и «Вестник МГТУ "Станкин"», входящих в перечень ведущих периодических изданий ВАК РФ.
Структура и объём работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, изложенных на 128 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 7 таблиц, 2 приложения и список литературы из 84 наименований.
Методы и средства функционирования КИВС
По сравнению с древовидной, сети избыточно-древовидной топологии обладают большей надежностью и производительностью (за счёт наличия нескольких маршрутов между двумя узлами сети), но требуют использования дополнительных сетевых протоколов, например маршрутизации или STA, т.к. плоская одноуровневая система физической адресации канального уровня не допускает наличия замкнутых контуров в сети из-за опасности широковещательных штормов [1, 23].
Ячеистая топология представляет собой нерегулярную решетку с числом каналов связи т, превосходящим число коммутационных узлов не менее чем вдвое. Такая сеть характеризуется значительным количеством возможных маршрутов между любой парой узлов, вследствие чего требует применения технологий маршрутизации. Кроме того, в сетях ячеистой топологии информационная нагрузка может быть эффективно перераспределена с целью снижения задержек пакетов в очередях интерфейсов маршрутизаторов.
Процессы, составляющие жизненный цикл КИВС, определяются базовой эталонной моделью взаимосвязи открытых систем в общем и конфигурацией каждой конкретной КИВС в частности.
Согласно [81], взаимосвязь двух любых открытых систем может быть декомпозировано на 7 уровней базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем: прикладной, представления данных, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный (звена данных), физический. Уровни расположены друг над другом и взаимодействуют (по «вертикали») посредством интерфейсов. Взаимодействие с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») осуществляется с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции. Прикладной уровень обеспечивает взаимодействие сети и пользователя, предоставляет приложениям пользователя доступ к сетевым службам и формирует запросы к уровню представления. Уровень представления данных отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. Сеансовый уровень отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Транспортный уровень предназначен для доставки данных прикладного уровня по сети с требуемой степенью надёжности. Он осуществляет (при необходимости) контроль ошибок и реассемблирование данных в той последовательности, как они были переданы. Сетевой уровень предназначен для объединения различных сетей в единую транспортную систему с общим адресным пространством и маршрутной сетью, осуществляет маршрутизацию пакетов данных. Канальный уровень (уровень звена данных) отвечает за разделение общей физической среды передачи данных между абонентами сети, формирует кадры данных и отслеживает ошибки при их передаче. [2, 16, 50, 56, 75] разделяет канальный уровень на два подуровня: MAC (Media access control, управление средой передачи), регулирующий доступ абонентов к физической среде, и LLC (Logical link control, управление логическим каналом), отвечающий за устранение ошибок передачи взаимодействие с сетевым уровнем. Распределение задач сетевого взаимодействия между различными сетевыми компонентами представлено на рисунке 1.4. Функции двух нижних уровней (физического и канального) реализуются локальной вычислительной сетью: соответствующим канальным протоколом и центральным узлом ЛВС (коммутатором) [48, 75]. Функции верхних уровней (прикладного, представления данных, сеансового и отчасти транспортного) реализуются пользовательским программным обеспечением и операционной системой [61]. КИВС же реализует функции сетевого и отчасти соседних с ним транспортного и канального уровней. Таким образом, основной задачей, решаемой КИВС, является маршрутизация пакетов данных, которая может быть декомпозирована на два подуровня (подзадачи): - подуровнеь протокола маршрутизации; - подуровень продвижения пакетов. Подуровень протокола маршрутизации обеспечивает создание и ведение актуальных таблиц маршрутизации, меняющихся при изменениях структуры сети и других условий её работы. Подуровень продвижения пакетов обеспечивает выбор выходного интерфейса для каждого пакета, поступившего на маршрутизатор, в зависимости от текущего состояния таблицы маршрутов. Отсюда основной функцией КИВС является маршрутизация пакетов данных - поиск оптимального маршрута доставки пакета (т.е. имеющего минимальную характеристику протяженности — метрику), а его эффективность определяется используемым методом маршрутизации [43]. В работе рассматривается эффективность по критерию времени доставки пакета. Рассмотрим существующие методы маршрутизации. В основу классификации существующих методов маршрутизации целесообразно положить одно из фундаментальных понятий теории адаптивного распределения информационных потоков - план распределения информации (ПРИ) [15, 43]. Если для маршрутизатора Ri задан список доступных каналов связи и порядок их выбора при установлении связи к любому из маршрутизаторов в сети, т.е. дана матрица маршрутов М/, то говорят, что для Ri задан план распределения информации [15, 43].
Балансировка трафика как средство повышения эффективности маршрутизации
Протокол OSPF является стандартным протоколом маршрутизации для использования в сетях TCP/IP. Основные принципы организации современной версии протокола маршрутизации OSPF изложены в RFC 2328 (1991 год) [34, 41, 44, 45]. Протокол OSPF представляет собой классический протокол маршрутизации МСС, обеспечивающий: - отсутствие ограничений на размер сети; - поддержку внеклассовых сетей; - использование групповых адресов для передачи обновлений; - небольшое время сходимости; - аутентификацию при передаче/получении обновлений. В отличие от протокола маршрутизации RIP, который для сравнения маршрутов может использовать только их протяженность, выраженную в числе шагов (хопов), протокол OSPF использует в качестве метрики специальный критерий, который формируется по специальному алгоритму и учитывает следующие параметры: - пропускную способность канала; - величину задержки передачи пакетов по каналу; - надежность канала; - загруженность канала в предыдущий период; - максимальный разрешенный размер блока данных. Использование такой метрики позволяет более объективно оценивать маршруты и, при наличии выбора, принимать эффективное и целесообразное решение. Протокол OSPF поддерживает стандартные для многих протоколов значения расстояний для метрики, отражающей производительность сетей: Ethernet - 10 единиц, Fast Ethernet - 1 единица, канал ТІ - 65 единиц, канал 56 Кбит/с - 1785 единиц и т.д. [26, 46] В OSPF процесс построения таблицы маршрутизации разбивается на два крупных этапа. На первом этапе каждый маршрутизатор строит граф связей сети, в котором вершинами графа являются маршрутизаторы и IP-сети, а ребрами - интерфейсы маршрутизаторов. Все маршрутизаторы для этого обмениваются со своими соседями той информацией о графе сети, которой они располагают к данному моменту времени. Этот процесс похож на процесс распространения векторов расстояний до сетей в протоколе RIP, однако сама информация качественно другая - это информация о топологии сети. Эти сообщения называются объявлениями о связях маршрутизатора. Кроме того, при передаче топологической информации маршрутизаторы ее не модифицируют, как это делают RIP-маршрутизаторы, а передают в неизменном виде. В результате распространения топологической информации все маршрутизаторы сети располагают идентичными сведениями о графе сети, которые хранятся в топологической базе данных маршрутизатора. Второй этап состоит в нахождении оптимальных маршрутов с помощью полученного графа. Каждый маршрутизатор считает себя центром сети и ищет оптимальный маршрут до каждой известной ему сети. В каждом найденном таким образом маршруте запоминается только один шаг - до следующего маршрутизатора, в соответствии с принципом одношаговой маршрутизации. Данные об этом шаге и попадают в таблицу маршрутизации. Задача нахождения оптимального пути на графе является достаточно сложной и трудоемкой. В протоколе OSPF для ее решения используется итеративный алгоритм Дийкстры. Если несколько маршрутов имеют одинаковую метрику до сети назначения, то в таблице маршрутизации запоминаются первые шаги всех этих маршрутов. Маршрутизаторы обмениваются короткими служебными пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF. Маршрутизаторы, совместно использующие общий канал передачи данных, становятся соседями, когда они приходят к договоренности об определенных параметрах, указанных в их таких пакетах (параметры сети, OSPF и таймеры ожидания). П. Переход в состояние соседства На следующем подэтапе работы протокола маршрутизаторы будут пытаться перейти в состояние соседства со своими соседями. Переход в состояние соседства определяется типом маршрутизаторов, обменивающихся hello-пакетами, и типом сети, по которой передаются hello-пакеты. OSPF определяет несколько типов сетей и несколько типов маршрутизаторов. Пара маршрутизаторов, находящихся в состоянии соседства, синхронизирует между собой базу данных состояния каналов (топологическую БД). Состояние соседства (adjacency) - взаимосвязь между определенными соседними маршрутизаторами, установленная с целью обмена информацией маршрутизации [72]. Топологическая база данных отображает текущую структуру информационных связей в рассматриваемой области маршрутизации. Эти базы данных должны быть идентичными у всех маршрутизаторов, которые расположены в пределах одной области. III Объявление о состоянии канала Каждый маршрутизатор посылает объявление о состоянии канала маршрутизаторам, с которыми он находится в состоянии соседства. Объявление о состоянии канала (англ. link-state advertisement, LSA) описывает все каналы маршрутизатора, все интерфейсы и текущее состояние каналов. Сообщения, в которых содержатся LSA, формируются при каждом изменении состояния канала и передаются всеми маршрутизаторами данной области методом затопления [56, 58, 73]. IV Запись в топологическую базу данных и ретранслирование Каждый маршрутизатор, получивший объявление от соседа, записывает информацию, передаваемую в нем, в топологическую базу данных и рассылает копию объявления всем другим своим соседям. V. Построение топологической базы данных Рассылая объявления, все маршрутизаторы строят идентичную топологическую базу данных.
Аналитическое моделирование
Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) занимает промежуточное место между экспериментальной и аналитической моделями. Метод позволяет оценить параметры суммарного потока данных с высокой точностью и даже оценить эффективность работы сети по различным критериям (время доставки, надёжность, коэффициент полезного использования пропускной способности), но у этого способа моделирования имеются серьёзные недостатки. Среди них низкая скорость вычислений, сложность настройки поведения сети в экстремальных значениях, вероятностный характер получаемых результатов [9, 19, 24, 27, 36, 37].
Основой имитационного моделирования является построение экспериментальной модели реальной системы - «имитации» — и сравнительная оценка конкретных вариантов функционирования системы проигрывания различных сценариев на рассматриваемой модели, заложенной в ЭВМ. При этом факторы неопределённости, динамические характеристики и весь комплекс взаимосвязей между элементами исследуемой системы представлены в виде формул, хранящихся в памяти ЭВМ. Имитирование системы начинают с некоторого вполне конкретного исходного состояния. В результате принимаемых решений, а также вследствие ряда контролируемых и неконтролируемых событий, среди которых могут быть и события случайного характера, система переходит в последующие моменты времени в другие состояния. Эволюционный процесс таким образом продолжается до тех пор, пока не наступит конечный момент планового периода моделирования, или пока не будет выполнено какое-либо условие. Отрезки времени внутри планового периода нередко оказываются чётко определёнными и образуют упорядоченную последовательность на достаточно большом периоде имитирования. Поэтому имитационный процесс сопряжён с огромным количеством вычислений, выполняемых ЭВМ с большой скоростью.
Таким образом главное достоинство имитационного метода моделирования состоит в его универсальности: он работает там, где другие методы оказываются беспомощными. Однако следует отметить, что этот метод обладает рядом существенных недостатков, говорящих о том, что прибегать к этому методу не всегда оправдано.
Первый серьёзный недостаток связан с вероятностным характером получаемых результатов имитирования. Когда модель содержит элементы неопределённости, каждый ответ, вытекающий из конкретного акта имитирования, необходимо рассматривать только как оценку, верную с точностью лишь до статистических погрешностей. Так, например, имитационная модель образования очереди даёт лишь оценку её средней длины и соответствующую вероятность задержки. Следовательно, делая выводы о работе реальной системы в тех или иных условиях моделирования и ища оптимальный вариант, необходимо проявлять осторожность и учитывать возможные вариации.
Второй существенный недостаток имитационного метода определяется способом его практического использования. Если функциональная система настолько сложна, что для её рассмотрения неприменимы традиционные методы, то построение имитационной модели и последующий анализ результатов имитирования в этом случае скорее всего тоже будут сопряжены со значительными трудностями. При этом время работы имитационной модели возрастает с ростом её сложности очень существенно. Во избежание подобных проблем необходимо в процессе построения соблюсти разумную грань между сложностью и адекватностью модели с одной стороны и её относительной простотой — с другой.
Использование аналитических методов связано с необходимостью построения математических моделей КИВС в строгих математических терминах. Аналитические модели сетей носят обычно вероятностный характер и строятся на основе понятий аппарата теорий массового обслуживания, вероятностей и марковских процессов, а также методов диффузной аппроксимации. Основной инструмент — системы дифференциальных и алгебраических уравнений [12, 33, 35]. При использовании этого математического аппарата часто удается быстро получить аналитические модели для решения достаточно широкого круга задач исследования сетей передачи данных. Примерное число машинных операций для получения результата: - Система алгебраических уравнений — 10-10 ; - Система дифференциальных уравнений — 102 -104; - Имитационная модель - 106 -108. В то же время аналитические модели имеют ряд существенных недостатков, к числу которых следует отнести: - значительные упрощения, свойственные большинству аналитических моделей (представление потоков пакетов как простейших, предположение об экспоненциальном распределении длительностей обработки пакетов, невозможность обслуживания пакетов одновременно несколькими узлами маршрутизатора, например процессором и оперативной памятью, и др.). Подобные упрощения, а зачастую искусственное приспособление аналитических моделей с целью использования хорошо разработанного математического аппарата для исследования реальных сетей ставят иногда под сомнение результаты аналитического моделирования, поэтому любая аналитическая модель требует проверки адекватности; Аналитические зависимости, полученные в результате построения аналитической модели, далеко не всегда имеют аналитическое решение. Использование приближенных методов решения сложных систем дифференциальных уравнений приводит к снижению точности результатов и еще раз подтверждает необходимость проверки адекватности такой модели; - сложность аналитического описания вычислительных процессов сетей. Большинство известных аналитических моделей можно рассматривать лишь как попытку подхода к описанию реальных процессов функционирования КИВС; - недостаточная развитость аналитического аппарата в ряде случаев не позволяет в аналитических моделях выбирать для исследования наиболее важные характеристики (показатели эффективности) сети. Особенно большие затруднения при аналитическом моделировании связаны с учетом в процессах функционирования сетей служебного трафика программных средств операционных систем и другого системного и прикладного ПО.
Указанные особенности позволяют заключить, что применение аналитических методов исследования, с одной стороны, ограничено сложностью вычислительных процессов, происходящих в современных КИВС. Формализация такой сети в виде аналитической модели требует ряда упрощений, снижающих точность исследования. Однако, несмотря на это, детально проработанная модель позволяет получить результат исследования на несколько порядков быстрее, чем при использовании имитационных моделей. Таким образом аналитическая модель может служить основным инструментом оценки характеристик КИВС после проверки её адекватности путём сравнения результатов модельного эксперимента с результатами другого исследования: на основе натурного или имитационного моделирования.
Программная среда моделирования маршрутизации в КИВС
Рассмотрим КИВС древовидной топологии. По условию эксперимента она состоит из 32 маршрутизаторов, схема сети представлена на рис. 4.6. Данная сеть включает 32 канала связи, что соответствую ограничению древовидной топологии: пмарш ткан 2-пмарш.
На рассмотренной сети осуществлены два модельных эксперимента, соответствующие различным условиям эксплуатации сети, аналогично древовидной сети. В первом случае интенсивности всех потоков исходящих (новых) пакетов постоянны. Данный эксперимент моделирует работу сети в установившемся режиме. Во втором случае эти интенсивности переменны и меняются по описанному выше закону (раздел 4.3.1).
Результаты моделирования КИВС древовидной топологии с избыточностью в условиях постоянной загрузки (рис. 4.7) подтверждают сделанное ранее предположение о том, что при низкой загрузке сети протокол РБ не эффективен и существенно проигрывает групповым алгоритмам, т.к. пропускная способность каналов позволяет передавать большую нагрузку без потери во времени. Протокол РБ, стремясь сбалансировать трафик слабо загруженных каналов, задействует обходные маршруты, что приводит к увеличению времени доставки в сравнении с групповыми протоколами. Действительно, пропускная способность кратчайших маршрутов позволяет передавать прилагаемую нагрузку без задержек на ожидание пакетами обработки (основная причина задержек). Тем не менее, маршрутизаторы, действуя по протоколу РБ, перераспределяют трафик с кратчайших маршрутов на обходные, чтобы сбалансировать трафик на различных участках сети. Трафик выравнивается, и каналы загружаются равномерно, однако время передачи по обходным маршрутам больше, чем по кратчайшим, что приводит к увеличению среднего времени доставки пакета. С ростом загрузки сети эффективности протоколов выравниваются, т.к. использование обходных маршрутов становится оправданным по причине загрузки кратчайших. В условиях переменной загрузки протокол РБ в сети такой топологии практически не уступает стандартным протоколам RIP и OSPF на основе групповых методов, а при высоких коэффициентах загрузки - превосходит их. Это объясняется эффективным использованием протоколом «РБ» обходных маршрутов с большей метрикой для сглаживания локальных перегрузок. При возникновении дисбаланса трафика маршрутизаторы начинают активно использовать свободные каналы связи, перенося часть трафика на них. Рассмотрим КИВС ячеистой топологии. По условию эксперимента она состоит из 32 маршрутизаторов, схема сети представлена на рис. 4.8. Данная сеть включает 65 каналов связи, что соответствую ограничению ячеистой топологии: 2-пмарш ткан. На рассмотренной сети осуществлены два модельных эксперимента, соответствующие различным условиям эксплуатации сети, аналогично предыдущим разделам. В первом случае интенсивности всех потоков исходящих (новых) пакетов постоянны, во втором случае - переменны. Результаты моделирования КИВС ячеистой топологии в условиях постоянной загрузки (рис. 4.9) подтверждают невысокую эффективность протокола РБ при обработке постоянной нагрузки на сеть, что объясняется неэффективным увеличением протяженности кратчайших маршрутов в отсутствие необходимости. Эффективности протоколов выравниваются при высокой загрузке сети, а в условиях перегрузок протокол РБ демонстрирует повышение эффективности в сравнении со стандартными протоколами. Результаты моделирования КИВС ячеистой топологии в условиях переменной загрузки (рис. 4.10) демонстрируют, что протокол РБ способен эффективно загружать более свободные каналы, снижая нагрузку на кратчайшие маршруты и, тем самым, уменьшая общее время обработки пакета, несмотря на увеличение протяженности маршрутов. При этом эффект от балансировки возрастает с ростом интенсивности трафика. При средней -78 загрузке каналов порядка 80% от номинала РБ позволяет снизить время доставки на 15% в сравнении с RIP и на 10% в сравнении с OSPF 1. Разработана программная среда моделирования маршрутизации в КИВС произвольной топологии на основе описанного в главе 3 алгоритма статистического моделирования. 2. Адекватность программной среды и лежащего в её основе алгоритма подтверждена путем сравнения статистического материала, собранного в процессе мониторинга реальной сети, с результатами моделирования аналогичной сети в указанной программной среде. 3. На основе результатов серии модельных экспериментов обоснован диапазон эффективного применения предложенного протокола адаптивной маршрутизации РБ: В сетях древовидной топологии применение протоколов адаптивной маршрутизации нецелесообразно, т.к. существует единственный маршрут между любыми двумя узлами сети.
