ВИКОРИСТАННЯ ЧАСОВИХ ШКАЛ ПРИ АПРОКСИМАЦІЇ ДОВЖИНИ ЧЕРГ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2018.4.012Ключові слова:
протокол ТСР, трафік, фрактальність, масштабна інваріантність, мережеві протоколи, модель, телекомунікаційна мережаАнотація
Предмет дослідження: прогнозування довжини черги до комунікаційного пристрою високошвидкісної комп’ютерної мережі при негаусівському трафіку. Мета даної статті: дослідження можливостей використання часових шкал, що використовуються при вивченні організації черг сучасних високошвидкісних комп’ютерних мереж. Методи дослідження: фрактальний аналіз, методи шкалювання, методи апроксимації. Результати дослідження. Представлені результати вибору часових шкал для побудови адекватних моделей сучасного трафіку. Використання таких моделей, зокрема, дозволяє вивчати динаміку черг активних мережевих пристроїв, що важливо для планування і розподілу завантаження мережі. Використання статистичних характеристик трафіку на невеликій кількості часових масштабів дозволяє розширити теоретичні концепції для критичних часових масштабів, що робить такий підхід таким, що застосовується до будь-якого трафікового процесу, включаючи трафік з довготривалою залежністю. Крім того, розглянуті питання опису поведінки хвостів черг стосовно сучасних високошвидкісних комп’ютерних мереж і визначені властивості запропонованих модельних апроксимацій. Аналіз незалежної гаусівської моделі області вейвлета і мультифрактальної вейвлет-моделі показав перевагу першої для фрактального трафіку і незначну розбіжність результатів при трафіку, котрий є близьким до гаусівського. Висновки. Проведено дослідження різних підходів до вибору часових шкал, що використовуються при вивченні організації черг сучасних високошвидкісних мереж передачі даних. Проаналізовано вплив необхідної точності і обчислювальної потужності, необхідної для обчислення апроксимації максимуму, і встановлено, що експоненціальні часові шкали є оптимальними для фрактального трафіку. Також показано вплив хвостів розподілів в різних масштабах часу на процес організації черг. Відзначено, що при негаусівських трафікових сценаріях кореляційна структура (короткострокова і довгострокова) описує поведінку черг недостатньо адекватно.Посилання
Crovella, M., Bestavros, А. (1997), "Self-similarity in World Wide Web traffic: evidence and possible causes", IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 5, Р. 835–846.
Kuchuk, G., Kharchenko, V., Kovalenko, A. and Ruchkov, E. (2016), “Approaches to selection of combinatorial algorithm for optimization in network traffic control of safety-critical systems”, East-West Design & Test Symposium (EWDTS), P. 1–6. Doi: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2016.7807655.
Willinger, W., Taqqu, M. S., Sherman, R., Wilson, D. V. (1991), "Self-Similarity Through High-Variability: Statistical Analysis of Ethernet LAN Traffic at the Source Level", ACM SIGCOMM’91, Р. 149–157.
Leland, W., Taqqu, М., Willinger, W. (1997), "On the self-similar nature of IP-trafic", IEEE/ACM Transactions on Networking, No. 3, P. 423–431.
Kuchuk, G. A., Mozhayev, A. A., Pashchenko, R. E. and other. (2006), Fractal analysis of processes, structures and signals: Collective monograph [Fraktal’nyy analiz protsessov, struktur i signalov: Kollektivnaya monografiya], Kharkiv : EkoPerspektiva, 360 p.
Kuchuk, G. A., Kovalenko, A. A., Mozhaev, A. A. (2010), "An Approach to Development of Complex Metric for Multiservice Network Security Assessment", Statistical Methods of Signal and Data Processing (SMSDP – 2010): Proceedings of Int. Conf., NAU, RED, IEEE Ukraine section joint SP, Kyiv, P. 158–160.
Kovalenko, А., Kuchuk, H. (2018), "Methods for synthesis of informational and technical structures of critical application object’s control system", Advanced Information Systems, Vol. 2, No. 1, P. 4–9. Doi: https://doi.org/10. 20998/2522-9052.2018.1.04.
Papagiannaki, K., Moon, S., Fraleigh, С., Tobagi, F., Diot, C. (2002), "Analysis of measured single-hop delay from an operational backbone network", Proc. IEEE INFOCOM, Р. 535–544.
Kuchuk, G. А. (2013), "Method of corporate multiservice networkcoherent fragment informative structure synthesis", Scientific Works of Kharkiv National Air Force University, No. 2 (35), P. 97–102.
Fraleigh, С., Tobagi, F., Diot, C. (2003), Provisioning IP backbone networks to support latency sensitive traffic, Proc. IEEE INFOCOM. Р. 375–385.
Norros, I. (1994), "A storage model with self-similar input", Queueing Syst, vol. 16, Р. 387–396.
Kosenko, V. (2017), "Mathematical model of optimal distribution of applied problems of safety-critical systems over the nodes of the information and telecommunication network", Advanced Information Systems, Vol. 1, No. 2, P. 4–9. Doi: https://doi.org/10. 20998/2522-9052.2017.2.01.
Ruban, I., Kuchuk, H., Kovalenko, A. (2017), “Redistribution of base stations load in mobile communication networks”, Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 1 (1), P. 75–81. Doi: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2017.1.075
Neidhardt, A. L., Wang, J. L. (1998), "The concept of relevant time scales and its application to queueing analysis of self-similar traffic", Proc. ACM SIGMETRICS, Р. 222–232.
Kosenko, V. V. (2017), “Principles and structure of the methodology of risk-adaptive management of parameters of information and telecommunication networks of critical application systems”, Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 1 (1), P. 75–81. Doi: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2017.1.046
Kuchuk, G., Kovalenko, A., Kharchenko, V., Shamraev, A. (2017), "Resource-oriented approaches to implementation of traffic control technologies in safety-critical I&C systems", Green IT Engineering: Components Network and Systems Implementation, Springer International Publishing, Vol. 105, P. 313–338.
Erramilli, A., Narayan, O., Neidhardt, A., Sanjee, I. (2000), "Performance impacts of multi-scaling in wide area TCP/IP traffic", Proc. IEEE INFOCOM, Р. 352–359.
Debicki, K., Rolski, T.(2002), "A note on transient Gaussian fluid models", Queueing Syst, vol. 41, Р. 321–342.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Андрей Анатольевич Коваленко, Георгий Анатольевич Кучук, Игорь Викторович Рубан
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.