Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети Баканов Арсений Сергеевич

Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети
<
Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Баканов Арсений Сергеевич. Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.13.- Москва, 2003.- 147 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3402-5

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние и перспективы развития беспроводных сетей. Постановка задачи исследования 10

1.1 Беспроводные сети, состояния и перспективы 10

1.2 Обзор методов математического и машинного (имитационного) моделирования беспроводных сетей 22

1.3 Постановка задачи исследования 29

2 Аналитическое моделирование беспроводных сетей стандарта ШЕЕ 802.11 39

2.1 Краткое описание функционирования моделируемой сети 39

2.2 Определение показателей производительности 42

2.3 Аналитическая оценка средних времен передачи пакета 50

2.4 Определение длительности фаз попытки передачи пакета 55

3 Практическая реализация расчета аналитической модели 59

3.1 Описание функционирования корпоративной беспроводной сети 59

3.2 Описание алгоритма расчета сети МО с несколькими классами сообщений и допускающей изменение класса сообщений 69

3.3 Практическая реализация алгоритма 74

3.4 Численные результаты аналитического моделирования 83

4 Оценка показателей производительности беспроводной сети для науки и образования - RADIONET 91

4.1 Описание и архитектура беспроводной сети RADIONET 91

4.2 Особенности функционирования беспроводной сети RADIONET 95

4.3 Методика оценки показателей производительности 97

5 Выводы

6 Список литературы

7 Приложения

Обзор методов математического и машинного (имитационного) моделирования беспроводных сетей

Создание современной высокоскоростной беспроводной сети с заданными показателями качества является дорогостоящим проектом, тре-бущим использования высококвалифицированного труда и привлечения значительных материально - технических ресурсов. Поэтому для минимизации трудовых и материально - технических затрат, необхо димо создание адекватных моделей для отработки требуемых показателей производительности на этапе моделирования. Производительность функционирования радиосети может зависеть от ряда факторов, таких как: количество оконечных станций в радиосоте; рельеф местности; наличие помех на рабочей частоте; интенсивность генерации запросов каждой оконечной станцией, входящей в радиосоту; и т. д. Учет и анализ всех факторов, для дальнейшего построения радиосети с заданными показателями производительности, возможен только при предварительной разработке адекватной математической модели. Методы, применяющиеся для анализа функционирования, получения качественных и количественных оценок, оптимизации и модернизации радиосетей (как и вычислитетельных сетей (ВС) вообще), можно подразделить на: - методы математического моделирования (аналитическое моделирование) - методы машинного моделирования (имитационное моделирование) Под аналитическим моделированием понимается процесс описания предмета исследования (радиосети) посредством математических объектов (уравнения, формулы, и т.д.). При создании модели, как правило, используются законы и понятия, фундаментальная база одного из разделов математики. В качестве фундаментальной базы для аналитического моделирования, все большее значение в последнее время, приобретает теория сетей массового обслуживания, "...сети МО позволяют отразить специфику современных сложных вычислительных систем со многими взаимосвязанными ресурсами." [20] Теория сетей массового обслуживания позволяет описать модель сети передачи данных в виде системы уравнений, решение которых можно получить численными методами. Процесс аналитического моделирования можно представить в виде последовательности стадий: постановка задачи; формулировка математических уравнений; составление алгоритма численного решения; программная реализация алгоритма; выбор входных параметров для заданных условий, с учетом объективных ограничений, налагаемых возможностями вычислительной техники; анализ и интерпретация полученных результатов. При создании аналитической модели особое внимание уделяется проблеме математической корректности, в первую очередь вопросам о существовании решения.

Полученное решение должно быть устойчивым относительно малых возмущений входных данных на некотором временном интервале. Под имитационным моделированием понимается описание функционирования предмета исследования в виде последовательности операций, выполняемых ВС. Имитационную модель можно представить в виде некоторой системы, состоящей из совокупности элементов и их связей. Каждый элемент такой системы может быть описан в виде некоторого алгоритма.

Имитационные модели, в зависимости от используемых входных данных, можно разделить на трассоориентированные и статистические [1]. Если в статистической имитационной модели для получения входных данных используется датчик случайных чисел, то в трассо-ориентированных имитационных моделях входные данные задаются некоторым потоком событий, "привязанным" к временной шкале, который может иметь место при функционировании моделируемой системы. Этот поток входных данных называют трассой.

И аналитический и имитационный методы моделирования обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков [1]. В некоторых случаях для моделирования сложных распределенных систем применяется комбинация аналитического и имитационного методов моделирования.

В качестве примера применения комбинации методов аналитического и имитационного моделирования для создания модели СМО, можно привести систему бронирования авиабилетов "СИРЕНА" [19]. Система автоматизации проектирования, представляющая собой совокупность взаимосвязанных моделей вычислительных сетей, разрабатывалась с учетом следующих принципов проектирования: - интерактивность; - независимость; - многоуровневое моделирование; - адаптивность и развитие. На основе этих принципов была разработана система автоматизации проектирования, представляющая собой совокупность взаимосвязанных глобальных и локальных моделей вычислительных сетей [8]. При разработке системы автоматизации проектирования были решены следующие задачи: задача синтеза топологической структуры. Синтез топологической структуры был осуществлен по критерию минимума суммарной годовой аренды каналов связи при наличие ограничений на время задержки и надежность передачи информации. задача выбора пропускной способности и оптимального распределения потоков. Исходными данными для решения этой задачи являлись: топология сети; матрица информационных потоков; матрица стоимостей аренды каналов между каждой парой узлов; Для решения задачи был выбран алгоритм насыщения загруженных линий. Целесообразность сделанного выбора подтверждалась тем, что данный алгоритм оказался: - эффективен с точки зрения затрат машинного времени на реализующую данный алгоритм программу. - легко адаптировался к изменению функциональных зависимостей, отражающих поведение задержки. - показал хорошие решения с точки зрения их близости к оптимальным. Исходя из вышеизложенного, на основании алгоритмов и полученных систем уравнений был разработан пакет прикладных программ, описанный в работе [19]. В соответствие с методикой проектирования, для окончательной проверки полученных результатов была разработана программа имитационного моделирования на языке GPSS. Использование имитационной модели подтвердило правильность аналитических расчетов и удовлетворение требованиям к основным характеристикам сети. В настоящее время проблемам расчета и методам получения характеристик беспроводных сетей посвящено достаточное количество литературы. Исследованию стандарта IEEE 802.11, а также проблем связанных с методикой получения характеристик беспроводных сетей посвящен ряд статей [12, 13, 14].

В статье [12] рассмотрена сетевая технология IEEE 802.11. Для метода доступа DCF (децентрализованное управление доступом) получена оценка пропускной способности в условиях высокой нагрузки и помех, предложен аналитический метод, обеспечивающий хорошую точность оценки при любых значения параметров протокола и интенсивности помех.

В статье [13] рассмотрена беспроводная радиосота с звездообразной топологией работающая в децентрализованном режиме и при наличии помех. Представлен аналитический метод оценки производительности такой сети с учетом несовершенства прослушивания эфира, обусловленного помехами и скрытостью оконечных станций друг от друга.

В статье [14] рассмотрена беспроводная сеть передачи данных, функционирующая под управлением децентрализованной версии протокола Radio-Ethernet (IEEE 802.11). Построена имитационная модель и предложен эффективный приближенный метод оценки пропускной способности сети. Однако, малоизученной остается проблема построения и моделирования с использованием аппарата СМО корпоративной радиосети, с звездообразной топологией, функционирующей под управлением протокола IEEE 802.11 в централизованном режиме. В настоящее время большинство радиосетей со звездообразной топологией функционируют именно в централизованном режиме (PCF - point coordination function), который является расширением базового децентрализованного режима (DCF - distributed coordination function). Схема взаимодействия режимов функционирования представлена на рис. 1.1.

Поэтому целью данной работы является исследование вышеуказанной корпоративной радиосети путем создания аналитической модели с использованием аппарата СМО и ее дальнейшее исследование.

Определение показателей производительности

Создание современной высокоскоростной беспроводной сети с заданными показателями качества является дорогостоящим проектом, тре-бущим использования высококвалифицированного труда и привлечения значительных материально - технических ресурсов. Поэтому для минимизации трудовых и материально - технических затрат, необхо димо создание адекватных моделей для отработки требуемых показателей производительности на этапе моделирования. Производительность функционирования радиосети может зависеть от ряда факторов, таких как: количество оконечных станций в радиосоте; рельеф местности; наличие помех на рабочей частоте; интенсивность генерации запросов каждой оконечной станцией, входящей в радиосоту; и т. д. Учет и анализ всех факторов, для дальнейшего построения радиосети с заданными показателями производительности, возможен только при предварительной разработке адекватной математической модели. Методы, применяющиеся для анализа функционирования, получения качественных и количественных оценок, оптимизации и модернизации радиосетей (как и вычислитетельных сетей (ВС) вообще), можно подразделить на: - методы математического моделирования (аналитическое моделирование) - методы машинного моделирования (имитационное моделирование) Под аналитическим моделированием понимается процесс описания предмета исследования (радиосети) посредством математических объектов (уравнения, формулы, и т.д.). При создании модели, как правило, используются законы и понятия, фундаментальная база одного из разделов математики. В качестве фундаментальной базы для аналитического моделирования, все большее значение в последнее время, приобретает теория сетей массового обслуживания, "...сети МО позволяют отразить специфику современных сложных вычислительных систем со многими взаимосвязанными ресурсами." [20] Теория сетей массового обслуживания позволяет описать модель сети передачи данных в виде системы уравнений, решение которых можно получить численными методами. Процесс аналитического моделирования можно представить в виде последовательности стадий: постановка задачи; формулировка математических уравнений; составление алгоритма численного решения; программная реализация алгоритма; выбор входных параметров для заданных условий, с учетом объективных ограничений, налагаемых возможностями вычислительной техники; анализ и интерпретация полученных результатов. При создании аналитической модели особое внимание уделяется проблеме математической корректности, в первую очередь вопросам о существовании решения.

Полученное решение должно быть устойчивым относительно малых возмущений входных данных на некотором временном интервале. Под имитационным моделированием понимается описание функционирования предмета исследования в виде последовательности операций, выполняемых ВС. Имитационную модель можно представить в виде некоторой системы, состоящей из совокупности элементов и их связей. Каждый элемент такой системы может быть описан в виде некоторого алгоритма.

Имитационные модели, в зависимости от используемых входных данных, можно разделить на трассоориентированные и статистические [1]. Если в статистической имитационной модели для получения входных данных используется датчик случайных чисел, то в трассо-ориентированных имитационных моделях входные данные задаются некоторым потоком событий, "привязанным" к временной шкале, который может иметь место при функционировании моделируемой системы. Этот поток входных данных называют трассой. И аналитический и имитационный методы моделирования обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков [1]. В некоторых случаях для моделирования сложных распределенных систем применяется комбинация аналитического и имитационного методов моделирования. В качестве примера применения комбинации методов аналитического и имитационного моделирования для создания модели СМО, можно привести систему бронирования авиабилетов "СИРЕНА" [19]. Система автоматизации проектирования, представляющая собой совокупность взаимосвязанных моделей вычислительных сетей, разрабатывалась с учетом следующих принципов проектирования: - интерактивность; - независимость; - многоуровневое моделирование; - адаптивность и развитие. На основе этих принципов была разработана система автоматизации проектирования, представляющая собой совокупность взаимосвязанных глобальных и локальных моделей вычислительных сетей [8]. При разработке системы автоматизации проектирования были решены следующие задачи: задача синтеза топологической структуры. Синтез топологической структуры был осуществлен по критерию минимума суммарной годовой аренды каналов связи при наличие ограничений на время задержки и надежность передачи информации. задача выбора пропускной способности и оптимального распределения потоков. Исходными данными для решения этой задачи являлись: топология сети; матрица информационных потоков; матрица стоимостей аренды каналов между каждой парой узлов; Для решения задачи был выбран алгоритм насыщения загруженных линий. Целесообразность сделанного выбора подтверждалась тем, что данный алгоритм оказался: - эффективен с точки зрения затрат машинного времени на реализующую данный алгоритм программу. - легко адаптировался к изменению функциональных зависимостей, отражающих поведение задержки. - показал хорошие решения с точки зрения их близости к оптимальным. Исходя из вышеизложенного, на основании алгоритмов и полученных систем уравнений был разработан пакет прикладных программ, описанный в работе [19]. В соответствие с методикой проектирования, для окончательной проверки полученных результатов была разработана программа имитационного моделирования на языке GPSS. Использование имитационной модели подтвердило правильность аналитических расчетов и удовлетворение требованиям к основным характеристикам сети. В настоящее время проблемам расчета и методам получения характеристик беспроводных сетей посвящено достаточное количество литературы. Исследованию стандарта IEEE 802.11, а также проблем связанных с методикой получения характеристик беспроводных сетей посвящен ряд статей [12, 13, 14].

В статье [12] рассмотрена сетевая технология IEEE 802.11. Для метода доступа DCF (децентрализованное управление доступом) получена оценка пропускной способности в условиях высокой нагрузки и помех, предложен аналитический метод, обеспечивающий хорошую точность оценки при любых значения параметров протокола и интенсивности помех.

В статье [13] рассмотрена беспроводная радиосота с звездообразной топологией работающая в децентрализованном режиме и при наличии помех. Представлен аналитический метод оценки производительности такой сети с учетом несовершенства прослушивания эфира, обусловленного помехами и скрытостью оконечных станций друг от друга.

В статье [14] рассмотрена беспроводная сеть передачи данных, функционирующая под управлением децентрализованной версии протокола Radio-Ethernet (IEEE 802.11). Построена имитационная модель и предложен эффективный приближенный метод оценки пропускной способности сети. Однако, малоизученной остается проблема построения и моделирования с использованием аппарата СМО корпоративной радиосети, с звездообразной топологией, функционирующей под управлением протокола IEEE 802.11 в централизованном режиме. В настоящее время большинство радиосетей со звездообразной топологией функционируют именно в централизованном режиме (PCF - point coordination function), который является расширением базового децентрализованного режима (DCF - distributed coordination function). Схема взаимодействия режимов функционирования представлена на рис. 1.1. Поэтому целью данной работы является исследование вышеуказанной корпоративной радиосети путем создания аналитической модели с использованием аппарата СМО и ее дальнейшее исследование.

Описание алгоритма расчета сети МО с несколькими классами сообщений и допускающей изменение класса сообщений

Перейдем к описанию алгоритма. Пропускная способность радиосети по запросам локальной сети г (г — 1,..., S) - А{(среднее количество запросов из локальной сети г (г = 1,..., 5), обслуженных за единицу времени). Среднее количество активных терминалов в локальной сети LANi (количество терминалов находящихся в состоянии генерации запроса) - Nf = Nirji, где Ni - общее количество терминалов в локальной сети г, Ї]І - вероятность того, что терминал находится в активном состоянии (доля времени пребывания терминала в активном состоянии). Для оконечной станции г определим следующие показатели, характеризующие ее работу: Средняя пропускная способность на передачу (бит/с) - Мг-, (количество успешно переданных бит информации за единицу времени). Средняя длина очереди (в пакетах) - Lf5,(среднее количество пакетов как находящихся в буфере оконечной станции так и передающихся данной оконечной станцией). Среднее время затрачиваемое на успешную передачу пакета (MAC delay) T f, (т. е. время от выборки пакета из буфера до получения подтверждения от базовой станции о его успешном получении).

Для базовой станции определим показатели, характеризующие ее работу: Пропускная способность на передачу (бит/с) - Мв, (среднее суммарное количество информации (бит/с) переданное ко всем оконечным станциям). Средняя длина очереди в пакетах, (как к каждой конкретной оконечной станции Lfs, так и суммарная LBS = T.Lfs). Время затрачиваемое на успешную передачу пакета (MAC delay) к оконечной станции і - T f, (т. е. время от выборки пакета из буфера до получения подтверждения от оконечной станции об его успешном получении). Также определим интегрированный показатель характеризующий всю работу сети на MAC уровне: суммарная пропускная способность радиосети М% (бит/с) (сред нее количество информации переданное радиосетью за единицу времени).

Приведенный алгоритм будем использовать для расчета сети МО с несколькими классами сообщений и допускающей изменение класса сообщений. Алгоритм состоит из восьми последовательно выполняющихся фаз: идентификация "укрупненных классов" определение агрегированного состояния сети определение коэффициентов посещения определение нормализующей константы определение стационарных распределений вероятностей определение пропускной способности для центра і по сообщениям г-того класса определение среднего числа сообщений класса г в центре і определение среднего времени ожидания Исходными данными являются: ненулевые элементы маршрутной матрицы интенсивности обслуживания Общее число сообщений в сети N и общее число сообщений каждого класса iVr. Очевид но

На первом этапе расчета применяя процедуру идентификации "укрупненных классов" [14] определяем количество "укрупненных классов" R и соответственно количество сообщений в каждом укрупненном классе NR.

На основе вышеприведенного алгоритма был создан программный продукт, с помощью которого проводились исследования. Исследования состояли из двух частей, в первой части исследовалось влияние характеристик базовой станции на работу всей корпоративной радиосети в целом. Во второй части исследовалось влияние характера трафика (сбалансированный/дисбалансированный) на параметры функционирования базовой станции. Под сегментом сети со сбалансированным трафиком будем понимать такой сегмент сети, запросы которого обслуживаются во всех сегментах сети с равной вероятностью. Если запросы сегмента сети г обслуживаются преимущественно в одном из сегментов сети J [J т і), то такой сегмент сети будем называть сегментом сети с дисбалансированным трафиком. В первой части были проведены следующие исследования: исследована зависимость нормализующей константы от интенсивности обслуживания базовой станции. Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.3; исследована зависимость интенсивности потока, длины очереди, времени обслуживания от интенсивности обслуживания базовой станции. Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.3. Во второй части были исследованы: зависимость нормализующей константы от количества сегментов сети с дисбалансированным трафиком. Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.4; зависимость интенсивности потока от количества дисбалансированных сегментов (по классам). Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.5; зависимость интенсивности потока от количества дисбалансированных сегментов (по количеству сегментов). Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.6; зависимость длины очереди от количества дисбалансированных сегментов (по классам). Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.7; зависимость длины очереди от количества дисбалансированных сегментов (по количеству сегментов). Результаты исследования представлены в графической форме на рис. 3.8.

Особенности функционирования беспроводной сети RADIONET

Беспроводная сеть RADIONET представляет собой совокупность ра-диосот. Каждая радиосота состоит из конечного числа оконечных станции объединенных посредством одной базовой.

При создании сети RADIONET учитывался как собственный опыт ИППИ РАН в предыдущих разработках, так и опыт ведущих российских и зарубежных сетевых интеграторов. Архитектура сети RADIONET обеспечивает как гибкость, необходимую для обслуживания большого числа разнородных потребителей, так и легкость масштабирования. Сеть RADIONET обладает высокой пропускной способностью. Каждая базовая станция обслуживает 5-10 оконечных станций, но при необходимости это число может быть увеличено в 2-3 раза. С ростом нагрузки беспроводная сеть RADIONET легко масштабируется путем добавления дополнительных базовых станций. Сеть по модульному принципу (каждую радиосоту можно представить в виде некоторого модуля), что позволяет быстро и легко производить модернизацию сети и наращивать производительность и функциональные возможности. Взаимодействие между радиосотами организовано таким образом, что модернизация всей радиосети происходит практически незаметно для пользователя. Управление сетью происходит из единого центра управления (ЦУС), где осуществляется мониторинг всей сети и при необходимости подстройка параметров функционирования. Сеть RADIONET предназначена для предоставления доступа к ресурсам INTERNET организаций науки и культуры. Сеть RADIONET построена в соответствие со стандартом IEEE 802.11, что позволяет как при ее создании так и при модернизации использовать оборудование различных производителей, удовлетворяющее стандарту IEEE 802.11.

В наукограде Обнинск ИППИ РАН была реализована сеть передачи данных, используемая для объединения ряда удаленных институтов с использованием устройств радиодоступа BreezeNet. Базовая станция города Обнинск размещена на высотной метеорологической вышке, что обеспечивает прямую радиовидимость с удаленными институтами. К сети г. Обнинска подключены сети научных организаций гг. Пущино (с помощью ШПС-модемов) и Протвино (посредством радиорелейной линии). Между собой сеть наукограда Обнинск и сеть RADIONET связаны высокоскоростной радиорелейной линией со скоростью передачи 8 мБит/с. Таким образом образовано единое информационное пространство научных организаций Москвы, Обнинска, Пущино и Протвино.

Предварительно, до начала испытаний необходимо выбрать такие параметры как MTU (максимальный блок передаваемых данных) и КТО (таймер повторной передачи). Для выбора КТО можно воспользоваться рекомендациями RFC-793, в которых рекомендуется устанавливать время тайм-аута для ретрансмиссии, равным КТО = RTTm 6, где Ь - обычно выбирают равным 2, a RTTm - усредненное значение времени распространения до адресата и обратно. Оптимальный выбор MTU позволяет миними зировать накладные расходы на фрагментацию и последующую сборку пакетов. Целесообразно определять и запоминать значение MTU для каждой конкретной радиосоты. От корректного выбора этих параметров зависит эффективность испытаний. Заниженное значение времени RTO приводит к излишним повторным посылкам пакетов, что перегружает каналы связи, некорректное значение MTU увеличивает накладные расходы на фрагментацию/дефрагментацию пакета.

Исследование показателей производительности осуществлялось в соответствие со следующей методикой: сегментирование - разделяем исследуемую беспроводную сеть на сегменты, в соответствие с иерархической структурой сети; селекция - поочередно выбираем радиосоту внутри сегмента в соответствие с иерархической структурой сети, рассчитываем показатели производительности, используя разработанный программный комплекс; проверка - проверяем полученные значения с использованием программно - аппартных средств, после чего варьируем входные параметры и заново производим расчет показателей производительности; сравнение и анализ - сравниваем и анализируем показатели производительности, реальные и полученные в ходе моделирования; настройка - производим настройку параметров функционирования.

После этого, с помощью соответствующих утилит (statistics, MRTG) определяем характер трафика и в случае необходимости делаем реконфигурацию внутри соты, далее с помощью разработанного программного комплекса производим расчет параметров функционирования. Проверяем полученные значения с использованием утилит PING, TRACEROUTE, FTP и т.д.

Анализируем и сравниваем полученные результаты с уже имеющимися, производим необходимую настройку параметров. Сохраняем значения прежних параметров (DUMP), для того чтобы в случае необходимости их можно было восстановить. Делаем от метку в журнальных файлах о произведенной реконфигурации.

В диссертационной работе получено решение актуальной научной проблемы, имеющей важное практическое значение - разработке методов, моделей и алгоритмов для исследования и проектирования региональных беспроводных сетей стандарта IEEE 802.11, функционирующих в централизованном режиме. Разработанный и обоснованный в диссертации комплекс новых моделей и алгоритмов является основой реализованного математического и программного обеспечения для расчета основных параметров функционирования беспроводных сетей. Внедрение и использование разработанного программного обеспечения позволяет увеличить производительность работы беспроводной сети, повысить качество предоставляемых услуг связи, а также проводить мониторинг функционирования беспроводных сетей. В диссертации получены следующие основные теоретические и практические результаты: дан обзор и сравнительная характеристика протоколов IEEE 802.11 , описывающих функционирование беспроводных сетей, а также методов оценки их параметров. Проведен анализ архитектуры беспроводных сетей. Рассмотрены особенности проектирования и развертывания беспроводных сетей; на основе обзора математических методов показана необходимость разработки новых алгоритмов решения, учитывающих характерные черты и особенности функционирования региональных беспроводных сетей в централизованном режиме, обладающих приемлемой для практических целей вычислительной сложностью; разработана аналитическая модель беспроводной сети стандарта IEEE 802.11. Приведены основные соотношения для расчета характеристик сети; проведена аналитическая оценка средних времен передачи пакета для случая сети большой размерности. Для корпоративной беспроводной сети масштаба города (случай средней размерности) получены точные значения параметров функционирования; разработаны вычислительные алгоритмы для расчета стационарных вероятностей состояний сети, нормализующей константы и других параметров модели; разработаны и описаны алгоритмы, применяющиеся для расчета параметров функционирования корпоративной беспроводной сети масштаба города; в соответствие с разработанными алгоритмами создан программный комплекс для расчета основных параметров функционирования беспроводной сети (пропускной способности, среднего времени ожидания, средней длины очереди в узлах сети и т.д.); на основе проведенных исследований выбраны и обоснованы параметры функционирования беспроводной сети, работающей в централизованном режиме; полученные численные результаты, позволяющие с достаточной точностью оценить основные параметры функционирования беспроводной сети, были использованы при построении ряда беспроводных сетей (в частности беспроводной сети RADIONET, опорной беспроводной сети г. Обнинска, беспроводной корпоративной сети ОАО АК "Якутскэнерго").

Похожие диссертации на Разработка и исследование методов и алгоритмов проектирования и оценки производительности корпоративной беспроводной сети