СИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ

В.П.Корячко, А.П.Шибанов, С.В.Чернышев, А.Н.Иванов, В.В.Мальшин, А.А.Семенов

Рязанская государственная радиотехническая академия

Тел.: (0912) 72-12-74, e-mail: sapr@rricnit.ryazan.su

В последние годы произошел глубокий качественный скачок в области сетевых технологий. Аналитические методы исследования сетей принципиально не могут дать ответа на многие вопросы, возникающие при проектировании сложных, крупномасштабных технических систем. Кроме того, требуется значительное время на разработку новых математических моделей и привлечения высококвалифицированных специалистов. На практике наибольшее распространение получили системы имитационного моделирования. Современные системы моделирования вычислительных сетей базируются на взаимосвязанной совокупности методик концептуального проектирования и стандарте IDEF14 (Integrated Computer - Aided Manufacturing - Network Design) [1]. При составлении имитационных моделей для телекоммуникаций весьма важно отразить наиболее существенные их особенности на алгоритмическом и программном уровне. Для этого необходимо выполнить следующие основные процедуры:

Возможности современных имитационных систем по моделированию вероятностного поведения алгоритмов и программ весьма ограничены. Это объясняется тем, что в них применяется механизм реализации ветвлений, основанный на использовании статистической имитации с использованием датчиков случайных чисел. Это предопределяет экспоненциальный характер алгоритмов. Кроме того, трудно обеспечить высокую точность имитации законов распределения, отражающих время выполнения отдельных логических блоков.

Одним из путей решения проблемы повышения размерности задач исследования телекоммуникаций является создание комбинированных имитационных моделей. В них в качестве объектов могут быть представлены не только транзакты, узлы, обслуживающие действия и т.п., но и полумарковские модели, отражающие стохастическое поведение сетевых алгоритмов и программ. Время пребывания процесса в вершине может быть отождествлено со временем выполнения некоторой элементарной логической операции. Закон распределения времени достижения поглощающего состояния полумарковской модели алгоритма или программы должен быть получен с высокой точностью и с приемлемым временем счета. Для решения этой проблемы используется аппарат сетей стохастической структуры [1,2]. Полученный закон распределения интерпретируется в терминах и понятиях систем массового обслуживания. При реализации системы имитационного моделирования используются дискретно-событийный и сетевой подходы.

Предлагаемые методы обеспечивают возможность решения задач большой размерности (до нескольких тысяч вершин и дуг) для моделирования элементов сетевых структур: каналов связи, концентраторов, коммутаторов, мостов, маршрутизаторов и т.п. Моделирование может выполняться на уровне регистров, групп регистров, магистралей, буферов, сегментной и страничной памяти, кэш-памяти, контроллеров прерываний, контроллеров ввода-вывода, портов и т.п. Кроме того, система предназначена для проектирования протоколов и структур сетей FDDI, Fast Ethernet, Frame Switching, АТМ, Frame Relay, ISDN, Frame-to-Cell Switching, VLAN и др.

Инструментальные средства моделирования должны функционировать под управлением операционных систем Windows 95, Windows NT на совместимых с Intel Pentium платформах для персональных компьютеров с оперативной памятью не менее 16 Мбайт и объемом свободного дискового пространства не менее 50 Мбайт. Программы реализуются на языке Object Pascal, а интерфейс с пользователем - на основе Borland Delphi 3.0.

Литература

  1. Норенков И.П. Подходы к проектированию автоматизированных систем // Информационные технологии, N2, 1998.
  2. Филлипс Д., Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей - М: Мир, 1984.
  3. Корячко В.П., Шибанов А.П. Анализ и оптимизация временных характеристик ЛВС сложной технической системы // Локальные вычислительные сети: Тез. докл. третьей Всесоюз. конф. Рига, 1986.