ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС ПІДХОДІВ МЕРЕЖЕВОГО АНАЛІЗУ

Вступ

Аналізатори протоколів незамінні для дослідження реальних мереж:, але вони не дозволяють отримувати кількісні оцінки характеристик для ще не існуючих мереж, що знаходяться у стадії проектування.

У цих випадках проектувальники можуть використовувати засоби моделювання, за допомогою яких розробляються моделі, що відтворюють інформаційні процеси, що протікають в мережах.

1 МЕТОДИ АНАЛІТИЧНОГО, ІМІТАЦІЙНОГО І НАТУРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Моделювання є могутнім методом наукового пізнання, при використанні якого досліджуваний об'єкт замінюється простішим об'єктом - моделлю. Основними різновидами процесу моделювання можна вважати два його вигляду - математичне і фізичне моделювання.

При фізичному (натурному) моделюванні досліджувана система замінюється відповідною їй іншою матеріальною системою, яка відтворює властивості системи, що вивчається, із збереженням їх фізичної природи.

Прикладом цього виду моделювання може служити пілотна мережа, за допомогою якої вивчається принципова можливість побудови мережі на основі тих або інших комп'ютерів, комунікаційних пристроїв, операційних систем і додатків.

Можливості фізичного моделювання досить обмежені. Воно дозволяє вирішувати окремі задачі при завданні невеликої кількості поєднань досліджуваних параметрів системи.

Дійсно, при натурному моделюванні обчислювальної мережі практично неможливо перевірити її роботу для варіантів з використанням різних типів комунікаційних пристроїв -маршрутизаторів, комутаторів і т.п.

Перевірка на практиці близько десятка різних типів маршрутизаторів пов'язана не тільки з великими зусиллями і тимчасовими витратами, але і з чималими матеріальними витратами.

Але навіть і в тих випадках, коли при оптимізації мережі змінюються не типи пристроїв і операційних систем, а тільки їх параметри, проведення експериментів в реальному масштабі часу для величезної кількості всіляких поєднань цих параметрів практично неможливе за осяжний час.

Навіть проста зміна максимального розміру пакету в якому-небудь протоколі вимагає переконфігурації операційної системи в сотнях комп'ютерів мережі, що вимагає від адміністратора мережі проведення дуже великої роботи.

Тому, при оптимізації мереж у багатьох випадках переважним виявляється використання математичного моделювання. Математична модель є сукупністю співвідношень (формул, рівнянь, нерівностей, логічних умов), що визначають процес зміни стану системи залежно від її параметрів, вхідних сигналів, початкових умов і часу.

Особливим класом математичних моделей є імітаційні моделі. Такі моделі є комп'ютерною програмою, яка крок за кроком відтворює події, що відбуваються в реальній системі.

Стосовно обчислювальних мереж їх імітаційні моделі відтворюють процеси генерації повідомлень додатками, розбиття повідомлень на пакети і кадри певних протоколів, затримки, пов'язані з обробкою повідомлень, пакетів і кадрів усередині операційної системи, процес отримання доступу комп'ютером до мережевого середовища, що розділяється, процес обробки пакетів, що поступають, маршрутизатором і т.д.

При імітаційному моделюванні мережі не потрібно набувати дорогого устаткування - його роботи імітується програмами, достатньо точно відтворюючими всі основні особливості і параметри такого устаткування.

Перевагою імітаційних моделей є можливість підміни процесу зміни подій в досліджуваній системі в реальному масштабі часу на прискорений процес зміни подій в темпі роботи програми.

В результаті за декілька хвилин можна відтворити роботу мережі протягом декількох днів, що дає можливість оцінити роботу мережі в широкому діапазоні вартованих параметрів.

Результатом роботи імітаційної моделі є зібрані в ході спостереження за протікаючими подіями статистичні дані про найбільш важливі характеристики мережі: часах реакції, коефіцієнтах використання каналів і вузлів, вірогідності втрат пакетів і т.п.

Існують спеціальні мови імітаційного моделювання, які полегшують процес створення програмної моделі в порівнянні з використанням універсальних мов програмування. ............