СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ОЧЕРЕДЕЙ В КОММУТАТОРАХ

Коннов Николай Николаевич, кандидат технических наук, профессор, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), knn@pnzgu.ru
Семенов Андрей Олегович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г.Пенза, ул. Красная, 40), andre20071@yandex.ru

004.713

DOI

10.21685/2072-3059-2016-3-7

Актуальность и цели. Объектом исследования являются современные телекоммуникационные устройства (коммутаторы). Предметом исследования являются системы диспетчеризации современных телекоммуникационных устройств. Цель работы – создание дисциплины диспетчеризации, удовлетворяющей требованиям адаптивности к динамически изменяющимся сетевым параметрам и отсутствия детерминированности.
Материалы и методы. Для исследования стохастической диспетчеризации очередей используются методы теории вероятностей и имитационного моделирования.
Результаты. Разработано формальное описание системы со стохастической диспетчеризацией очередей в коммутаторе Ethernet, использующей псевдослучайную адаптивную выборку очереди. Построена имитационная модель стохастического диспетчера в пакете MatLab/Simulink. Проведено сопоставление результатов моделирования стохастической диспетчеризации с циклическими алгоритмами диспетчеризации.
Выводы. Моделирование показало, что за счет исключения цикличности в обслуживании очередей коммутатора и более справедливого распределения свободных ресурсов канала в стохастическом диспетчере уменьшаются среднее значение и стандартное отклонение длин очередей, снижается разброс джиттера по отдельным очередям.

Ключевые слова

стохастическая диспетчеризация, имитационное моделирование, очередь, коммутатор, качество обслуживания.

 Скачать статью в формате PDF

1. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – 4-е изд. – СПб : Питер, 2010. – С. 943.
2. Вегешна, Ш. Качество обслуживания в сетях IP / Ш. Вегешна. – М. : Вильямс, 2003. – С. 368.
3. Кучерявый, Е. А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет / Е. А. Кучерявый. – СПб. : Наука и Техника, 2004. – С. 336.
4. Фишман, Е. Б. Разработка модели и инструментальных средств проектирова-ния и исследования информационных систем / Е. Б. Фишман. – М. : Московский государственный институт электроники и математики, 2007. – С. 111.
5. Феллер, В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. / В. Феллер. – М. : Финансы и статистика, 1984. – Т. I. – С. 511.
6. Patent 5,247,677 U.S. STOCHASTIC PRIORITY-BASED TASK SCHEDULER / Wel-land et al. (1993). – URL: http://patft.uspto.gov/netacgi/nphParserSect2=PTO1&Sect2=HITOFF&p=1&u=/netahtml/PTO/searchbool. html&r=1&f=G&I=50&d=PALL&RefSrch=yes&Query=PN/5247677.
7. Коршикова, Л. А. Операционная система как система управления вычисли-тельными ресурсами / Л. А. Коршикова. – Новосибирск : НГТУ. – URL: http://ermak.cs.nstu.ru/~mos/index.html.
8. Семенов, А. О. Стохастический подход к диспетчеризации очередей / А. О. Семенов // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации : сб. ст. XII Междунар науч.-техн. конф. (г. Курск, 12–16 мая 2015 г.). – Курск : ЮЗГУ, 2015. – С. 331–333.
9. Семенов, А. О. Формальное представление стохастического алгоритма диспетчеризации очередей в телекоммуникационном оборудовании / А. О. Семенов, Н. Н. Коннов // Новые информационные технологии и системы (НИТИС-2014) : сб. тр. XI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 25–27 ноября 2014 г.). – Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. – С. 301–306.
10. Семенов, А. О. Компьютерное моделирование стохастического алгоритма диспетчеризации очередей в телекоммуникационном оборудовании / А. О. Семе-нов. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. – С. 306–310.
11. Коннов, Н. Н. Исследование проблемы эффективного использования ресурсов вычислительной сети и сравнительный анализ алгоритмов диспетчеризации оче-редей обслуживания / Н. Н. Коннов, А. О. Семенов // Современный взгляд на бу-дущее науки : сб. ст. междунар науч.-практ. конф. – Уфа : Аэтерна, 2014. – С. 200–202.
12. Гулиус, В. А. Интеллектуальная модель системы массового обслуживания с очередью типа D/D/1 в среде SimEvents (MATLab/SimuLink) / В. А. Гулиус. – URL: http://model.exponenta.ru/cl_gva_02.html.
13. Гулиус, В. А. Имитационная модель коммутатора / В. А. Гулиус. – URL: http://model.exponenta.ru/cl_gva_03.html.
14. Дьяконов, В. Simulink 4. Специальный справочник / В. Дьяконов. – СПб. : Питер, 2002. – 528 с.