МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ОБОБЩЕННЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

Ирина Павловна Болодурина, Юрий Александрович Ушаков, Маргарита Викторовна Ушакова

Аннотация


Работа посвящена проблеме разработки моделей сетевого оборудования, которые точно воспроизводят работу реального оборудования по временным характеристикам.

Цель исследования. Данное исследование направлено на разработку методики, которая позволяет быстро получать модели, статистически совпадающие по поведению выбранных параметров с реальным измеренным оборудованием на существующих открытых системах моделирования.

Методы. Для получения параметров производительности и временных характеристик реального оборудования создана методика, включающая планирование эксперимента для получения статистических данных в широком диапазоне входных интенсивностей трафика, конфигурацию и схему соединения оборудования, включающую внешнее управление коммутатором для тестирования влияния различных настроек на производительность и время обработки пакета, скрипты для автоматизации создания тестовых наборов трафика с требуемыми параметрами распределения времени между пакетами, схему подключения через контейнерные службы и схему съема дампов трафика. В методику не вошло тестирование работы выходных очередей, целью было исследовать и перенести в модель процессы, происходящие до помещения фреймов в исходящие очереди интерфейсов. В качестве среды моделирования использовался пакет с открытым исходным кодом Omnet++.

Результаты. В работе изучена структура существующего модельного коммутатора Omnet++, выявлены недостатки, влияющие на точность и достоверность результатов, предложен метод реализации линий модельной задержки на основе интерполяции таблиц временных параметров, полученных по результатам реальных данных для требуемого сочетания параметров трафика и входящих интерфейсов. Для апробации разработанных подходов разработан тестовый стенд на реальном оборудовании, сформирован план экспериментальных исследований, реализован скрипт автоматического тестирования по заданному плану, проведено тестирование в режиме обычной коммутации фреймов и в режиме коммутации на основе таблиц Openflow. Также получены временные характеристики промежуточного оборудования для учета их влияния на результаты эксперимента. По полученным результатам проведен эксперимент на модели в среде Omnet++. Поскольку полученные выборки при статистическом анализе показали виды распределений, отличные от нормальных и экспоненциальных, для сравнения средних использовался статистический U-критерий Манна–Уитни.

Ключевые слова


моделирование; имитационная модель; коммутация; задержки

Полный текст:

PDF

Литература


Network function virtualization enablement within SDN data plane / H. Mekky, F. Hao, S. Mukherjee et al. // IEEE INFOCOM 2017-IEEE Conference on Computer Communications. – IEEE, 2017. – P. 1–9.

Кутузов, О.И. К анализу парадигм имитационного моделирования / О.И. Кутузов, Т.М. Татарникова // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2017. – № 3

Акатов, Д.В. Характеристики основных средств для анализа и оптимизации корпоративных сетей / Д.В. Акатов, А.Г. Юрочкин // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2015. – № 2. – С. 8.

Model-Based Performance Predictions for SDN-Based Networks: A Case Study / S. Herrnleben, P. Rygielski, J. Grohmann et al. // International Conference on Measurement, Modelling and Evaluation of Computing Systems. – Springer, Cham, 2020. – P. 82–98.

Моисеев, В.И. Детектирование дисциплины обслуживания очередей в Ethernet-коммутаторах / В.И. Моисеев // Математика и междисциплинарные исследования 2018. – 2018. – С. 189–192.

Хабаров, С.П. Моделирование Ethernet сетей в среде OMNeT++ INET framework // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики / С.П. Хабаров. – 2018. – Т. 18. – № 3. – С. 462–472.

Nayyar, A.A Comprehensive Review of Simulation Tools for Wireless Sensor Networks (WSNs) / A. Nayyar, R. Singh // Journal of Wireless Networking and Communications. – 2015. – V. 5(1).

Темлюков, Д.А. Моделирование времени доставки пакетов данных с учетом очередей / Д.А. Темлюков, А.М. Андреев // Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки. – 2018. – С. 124.

PacketScope: Monitoring the Packet Lifecycle Inside a Switch / R. Teixeira, R. Harrison, A. Gupta, J. Rexford //Proceedings of the Symposium on SDN Research. – 2020. – P. 76–82.

Моисеев, В.И. Экспериментальное исследование структуры пакетного буфера Ethernet коммутатора / В.И. Моисеев // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. – 2020. – Т. 14. – № 1. – С. 18–24.

Модель функционирования телекоммуникационного оборудования программно-конфигурируемых сетей / К.Е. Самуйлов, И.А. Шалимов, И.Г. Бужин, Ю.Б. Миронов // Современные информационные технологии и ИТ-образование. – 2018. – Т. 14. – № 1.

Ларкин, Е.В. О приближении потока событий к пуассоновскому / Е.В. Ларкин, Д.В. Горбачев, А.Н. Привалов // Чебышевский сборник. – 2017. – № 18(2). – С. 222–234.

An extension of the OMNeT++ INET framework for simulating real-time ethernet with high accuracy / T. Steinbach, H.D. Kenfack, F. Korf, T.C. Schmidt // Proceedings of the 4th International ICST Conference on Simulation Tools and Techniques. – 2011. – P. 375–382.

Veselý, V. Multicast simulation and modeling in OMNeT++ / V. Veselý, P. Matousek, M. Svéda // SimuTools. – 2013. – P. 142–145




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr200301

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.