СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Аннотация
Неравномерный рост скоростей каналов передачи данных неизбежно приводит к возникновению «узких» мест в инфокоммуникационной сети и, соответственно, к возникновению перегрузок, особенно при подключении сетей доступа к транспортной сети. Традиционные протоколы управления очередями и предотвращения перегрузок не справляются с управлением трафиком высокой плотности и нелинейно измененяемой нагрузки, что приводит к возникновению перегрузок, вызывает уменьшение эффективной скорости передачи данных и ухудшает параметры качества, такие как процент потерянных пакетов, задержки и вариации задержек. Наиболее часто в сетях передачи данных используется пассивный механизм сброса излишка пакетов данных при переполнении очереди. При передаче TCP трафика этот механизм приводит к возникновению явления глобальной синхронизации. Для заблаговременного предотвращения переполнения очереди были разработаны механизмы раннего обнаружения перегрузок. В статье описываются принципы построения имитационной модели для алгоритмов активного управления очередью. Приводятся алгоритмы и листинги программ, выполняющие дискретно-событийное моделирование. Данные алгоритмы позволяют выполнять имитационное моделирование с помощью языков программирования высокого уровня. Повышение сложности современных телекоммуникационных технологий создает проблему в применении аналитических методов для оценки характеристик проектируемых систем и сетей и обусловливает широкое применение имитационного моделирования. В статье c целью предотвращения перегрузок в узлах сетей с коммутацией пакетов используются алгоритмы активного управления очередью. В соответствующей системе обслуживания, моделирующей работу узла сети, каждый поступающий пакет может быть отброшен с определенной вероятностью, даже если буфер еще полностью не заполнен. Вероятность отбрасывания зависит от длины очереди в момент поступления пакета. В статье приводятся принципы имитационного дискретно-событийного моделирования алгоритмов активного управления очередью. Описываются алгоритмы, позволяющие выполнять моделирование алгоритмов на языках высокого уровня.

 

Список литературы
1. Барабанова Е.А., Мальцева Н.С., Барабанов И.О. Алгоритм работы буферного устройства АТМ-коммутатора с параллельной настройкой // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2012. – № 1. – С. 97–103.

2. Барабанова Е.А., Мальцева Н.С., Барабанов И.О. Разработка универсального алгоритма для многокаскадных коммутаторов с параллельной настройкой // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2013. – № 1. – С. 118–125.

3. Дмитриев В.Н., Тушнов А.С., Сергеева Е.В. Имитационное моделирование системы мониторинга многозвенной сети передачи данных // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2013. – № 2. – С. 86–91.

4. Квятковская И.Ю., Фам К.Х. Система показателей оценки качества телекоммуникационных услуг и методы их оценки // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2013. – № 2. –

С. 98–103.

5. Performance assessment of AGRED, RED and GRED congestion control algorithms / M. Baklizi, H. Abdel-jaber, S. Ramadass, N. Abdullah, M. Anbar // Information Technology Journal. – 2012. – Vol. 11, iss. 2. – P. 255–261. – doi: 10.3923/itj.2012.255.261.

6. Performance investigations of some active queue management techniques using simulation / H. Abdel-jaber, F. Thabtah, A.M. Daoud, J. Ababneh // International Journal of New Computer Architectures and Their Applications (IJNCAA). – 2012. – Vol. 2, no. 1. – P. 286–301.

7. Floyd S. Recommendation on using the "gentle" variant of RED [Electronic resource]. March 2000. – URL: http://www.aciri.org/floyd/red/gentle.html (accessed: 06.03.2015).

8. Krifa A., Barakat C., Spyropolous T. Optimal buffer management policies for delay tolerant networks // Proceedings of 5th Annual IEEE Communications Society Conference on Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks, 16–20 June 2008, SECON'08. – San Francisco, California, 2008. – P. 260–268. – doi: 10.1109/SAHCN.2008.40.

9. Floyd S., Jacobson V. Random early detection gateways for congestion avoidance // IEEE/ACM Transactions on Networking (TON). – 1993. – vol. 1, iss. 4. – P. 397–413. – doi: 10.1109/90.251892.

10. Барабанова Е.А., Мальцева Н.С., Барабанов И.О. Алгоритм параллельной обработки данных в оптических сетях // Научный вестник НГТУ. – 2014. – № 3 (56). – С. 88–95.

11. Optical packet buffers for backbone internet routers / N. Beheshti, E. Burmeister, Y. Ganjali, J. Bowers, D. Blumenthal, N. McKeown // IEEE/ACM Transactions on Networking (TON). – 2010. – Vol. 18, iss. 5. – P. 1599–1609. – doi: 10.1109/TNET.2010.2048924.

12. Lin D., Hamdi M., Muppala J. Designing packet buffers using random round robin // Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference (GLOBECOM 2010), 6–10 December 2010. – Miami, Florida, USA, 2010. – P. 1–5. – doi: 10.1109/GLOCOM.2010.5683309.

13. Kabra M., Saha S., Lin B. Fast buffer memory with deterministic packet departures // Proceedings of 14th IEEE Symposium on High-Performance Interconnects (HOTI 2006), 23–25 August 2006. – Stanford, California, 2006. – P. 67–72. – doi: 10.1109/HOTI.2006.13.

14. Reddy T.B., Ahammed A., Banu R. Performance comparison of active queue management techniques // International Journal of Computer Science and Network Security. – 2009. – Vol. 9,

N 2. – P. 405–408.

15. Spyropoulos T., Psounis K., Raghavendra C.S. Efficient routing in intermittently connected mobile networks: the multiple-copy case // IEEE/ACM Transactions on Networking. – 2008. – Vol. 16, iss. 1. – P. 63–76. – doi: 10.1109/TNET.2007.897962.

16. Preemptive virtual clock: a flexible, efficient, and cost-effective QOS scheme for networks-on-chip / B. Grot, S.W. Keckler, O. Mutlu // Proceedings of 42nd Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture MICRO–42, 12–16 December 2009. – New York, USA, 2009. –

P. 268–279.

17. Albert R., Barabasi A.-L. Statistical mechanics of complex networks // Reviews of Modern Physics. – 2002. – Vol. 74, iss. 1. – P. 47–97. – doi: 10.1103/RevModPhys.74.47.

18. Adaptive backpressure: efficient buffer management for on-chip networks / D.U. Becker, Nan Jiang, G. Michelogiannakis, W.J. Dally // Proceedings of IEEE 30th International Conference on Computer Design (ICCD 2012), 30 September–3 October 2012. – Montreal, Quebec, Canada, 2012. – P. 419–426. – doi: 10.1109/ICCD.2012.6378673.

19. Fathima G., Wahidabanu R.S.D. A new queuing policy for delay tolerant networks // International Journal of Computer Applications. – 2010. – Vol. 1, N 20. – P. 56–60. – doi: 10.5120/422-622.

20. Routing for disruption tolerant networks: taxonomy and design / T. Spyropoulos, R.N. Bin Rais, T. Turletti, K. Obraczka, A. Vasilakos // Wireless Networks. – 2010. – Vol. 16, iss. 8. – P. 2349–2370. – doi: 10.1007/s11276-010-0276-9.

21. Padmavathi G., Chitra K. Classification and performance of AQM-based schemes for congestion avoidance // International Journal of Computer Science and Information Security. – 2010. – Vol. 8, N 1. – P. 331–340.

22. Thiruchelvi G., Raja J. A survey on active queue management mechanisms // International Journal of Computer Science and Network Security. – 2008. – Vol. 8, N 12. – P. 130–145.