DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.1.03

Застосування механізму ковзаючого вікна при моделюванні параметрів навантаження комп'ютерної мережі

Yurii Davydovskyi, Oleksandr Reva, Olga Malyeyeva, Viktor Kosenko

Анотація


Предметом дослідження в статті є процеси передачі даних в комп’ютерних мережах з погляду на показники якості роботи мережі, зокрема, параметри перевантаження. Мета роботи – створення моделі імітації поведінки комп’ютерної мережі з урахуванням механізму «ковзаючого вікна» та демонстрація її роботи за допомогою тестового прикладу в комплексі з запропонованими раніше алгоритмами. В статті вирішуються наступні завдання: аналіз мережі як комплексної багаторівневої системи та виділення проблематики, яка стосується транспортного рівня моделі OSI; розгляд задач, які вирішуються транспортним рівнем мережі передачі даних; створення механізму моделювання функцій «ковзаючого вікна»; демонстрація роботи моделі. Використовуються такі методи дослідження: основи системного аналізу, моделі функціонування мережі, метод імітаційного моделювання. Отримано наступні результати: З урахуванням результатів попередніх досліджень в статті запропоновано нову модель поведінки комп’ютерної мережі на протязі певного проміжку часу. Вказана модель базується на принципах імітаційного моделювання, що стало можливим завдяки певним фрактальним властивостям вхідного трафіку, який є одним із початкових даних для моделювання. В процесі розробки в якості базової моделі мережі була взята семирівнева модель OSI та обрані чотири нижні її рівні. Забезпечення надійної передачі інформації на всіх рівнях протоколів базується на механізмах квитування та „ковзаючого вікна” У пропонованій моделі можна зменшувати обсяг даних користувача безпосередньо для кожного з напрямків у розмірі, що прямо пропорційний їхній утилізації вказаного перевантаженого каналу. В моделі запропоновано використовувати вектор корекції для кожного напрямку передачі інформації. Висновки. Адекватність розробленої моделі підтверджена на базі практичних розрахунків тестового прикладу. Практичною цінністю даної моделі є можливість спрогнозувати «вузькі місця» (bottlenecks) під час створення комп’ютерної мережі, або навпаки - вказати на надмірність певних рішень, щоб у перспективі зекономити значні кошти провайдерів та операторів послуг зв’язку.


Ключові слова


комп’ютерна мережа; моделювання; транспортний рівень; трафік; ковзаюче вікно

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


(2019), Internet World Stats: Usage and Population Statistics, available at: https://www.internetworldstats.com/stats.htm

(2019), Cisco VNI., “Cisco Visual Networking Index: Forecast and Trends, 2017–2022”, available at: https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-

provider/visual-networking-index-vni/white-paper-c11-741490.html

Bihun, N., Shyshatskyi, A., Bondar, O., Bogrieiev, S., Sova, O., Trotsko, O. and Nalapko. O. (2019), Analysis of the peculiarities of the communication organization in NATO countries, Advanced Information Systems, Vol. 3, No. 4, pp. 39-44, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2019.4.05

Davydovskyi, Y., Reva, A. and Malyeyeva, O. (2018), “Method of modelling the parameters of data communication network for its upgrading”, Innovative technologies and scientific solutions for industries, No. 4. pp. 15-22, DOI: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2018.6.015

Zhang, Y. and Dao S. (1995), “A Persistent Connection Model for Mobile and Distributed Systems”, Proc. Int. Conf. on Computer Communications and Networks, p. 300.

Kuchuk, G.A., Gakhov, A.A. and Pashnev, R.P. (2006), Infocommunication Resource Management, Fizmatlit, Moscow, 218 p.

Ekwall, R., Urban, P. and Schiper, A. (2003), “Robust TCP Connections for Fault Tolerant Computing”, Proc. Int. Conf. on Parallel and Distributed Systems, pp. 501-508.

Babenko, V.G., Shadkhin, V.Yu. and Shevchenko O.O. (2010), “Retrieving the principles of organizing the transfer of data in TCP/IP measures”, Bulletin of the Cherkasy Sovereign Technological University, No. 3, pp. 3-5.

Manner, J. and Kojo M. (2004) Mobility Related Terminology. Network Working Group. RFC 3753.

Eddy, W-E. and Ishac, J. (2005), “Location Management in a Transport Layer”, Mobility Architecture, NASA/TM-2005-213844.

Krasilnikov, S.R., Kravchuk, S.O. and Levchuk, A.R. (2015), “Cross-level optimization for increasing the productivity of the transport protocol in wireless networks”, Proceedings of the Military Institute of Taras Shevchenko National University of Kyiv, No. 49. pp. 61-66.

Yang, P., Luo, W., Xu, L., Deogun, J. and Lu, Y. (2011), “TCP Congestion Avoidance Algorithm Identification”, Proc. of IEEE ICDCS, available at: http://cse.unl.edu/ xu/paper/peng ICDCS 2011.pdf

Sadouni, S., Benslama, M. and Beylot, A. (2016), “Sctp-manet new extension of sctp protocol for the optimization of manet performances”, International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN), Vol. 8, No. 5, рр. 53-66.

Zhuk, P.V. (2011), “Analysis of Data Flow Management Methods in Mobile Radio Networks (MANET)”, Proceedings of the Military Institute of Taras Shevchenko National University of Kyiv, No. 33, pp.145-155.

Hanabali, A. (2005), “A Survey of TCP over Ad Hoc Networks”, IEEE Communications Surveys&Tutorials, No. 7(3), pp. 22-36.

Larsen, Е. (2012), TCP in MANETs – challenges and Solutions, Norwegian Defence Research Establishment (FFI), 27 September 2012, 57 p.

Mozhaiev, M., Kuchuk, N. and Usatenko, M. (2019), “The method of jitter determining in the telecommunication network of a computer system on a special software platform”, Innovative technologies and scientific solutions for industries, Vol. 4 (10), pp. 134-140, DOI: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2019.10.134

Kuchuk, N., Mohammed, A. S., Shyshatskyi, A. and Nalapko, O. (2019), "The method of improving the efficiency of routes selection in networks of connection with the possibility of self-organization", International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, No. 8(1), Р. 1–6, DOI: https://doi.org/10.30534/ijatcse/2019/0181.22019.

Kuchuk, G., Kharchenko, V., Kovalenko, A., 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

Sviridov, A., Kovalenko, A. and Kuchuk, H. (2018), “The pass-through capacity redevelopment method of net critical section based on improvement ON/OFF models of traffic”, Advanced Information Systems, Vol. 2, No. 2, pp. 139–144, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2018.2.24

Svyrydov, A., Kuchuk, H., Tsiapa, O. (2018), “Improving efficienty of image recognition process: Approach and case study”, Proceedings of 2018 IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies, DESSERT 2018, pp. 593-597, DOI: http://dx.doi.org/10.1109/DESSERT.2018.8409201

Kuchuk G.A., Mohammad A.S. and Kovalenko, A.A. (2011), “The parametric data transmission control method for modifying the transport protocols of wireless networks ”, Information Processing Systems, No. 8 (98), pp. 211-218.

Ruban, I., Kuchuk, H. and 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

Kuchuk, G., Nechausov, S. and Kharchenko, V. (2015), “Two-stage optimization of resource allocation for hybrid cloud data store”, International Conference on Information and Digital Technologies, Zilina, pp. 266-271, DOI: http://dx.doi.org/10.1109/DT.2015.7222982

Donets, V., Kuchuk, N. and Shmatkov, S. (2018), “Development of software of e-learning information system synthesis modeling process”, Advanced Information Systems, Vol. 2, No 2, pp. 117–121, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2018.2.20

Kuchuk, N., Mozhaiev, O., Mozhaiev; M. and Kuchuk, H. (2017), “Method for calculating of R-learning traffic peakedness”, 4th International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications Science and Technology, PIC S and T 2017, pp. 359–362. URL : http://dx.doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2017.8246416

Malyeyeva O., Davydovskyi Y. and Kosenko V. (2019), “Statistical analysis of data on the traffic intensity of Internet networks for the different periods of time”, Second International Workshop on Computer Modeling and Intelligent Systems (CMIS-2019), pp. 897-910.

Davydovskyi, Y., Reva, O., Artiukh, O. and Kosenko, V. (2019), “Simulation of computer network load parameters over a given period os time”, Innovative technologies and scientific solutions for industries, No. 3 (9), pp. 72-80, DOI: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2019.9.072

Kovalenko, А. and 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, pp. 22–27, DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2018.1.04

Mozhaev, O., Kuchuk, H., Kuchuk, N., Mozhaev, M., Lohvynenco, M. (2017), "Multiservise network security metric", IEEE Advanced information and communication technologies-2017, Proc. of the 2th Int. Conf. Lviv, 2017, pp. 133–136, DOI: https://doi.org/10.1109/AIACT.2017.8020083

Svyrydov, A. S. (2018), Method of growth of data transmission

reliability time of use of TCP freeze protocol by increase transmission capacity, Control, Navigation and Communication Systems, PNTU, Poltava, Vol. 3, No. 49, pp. 135-138, DOI: https://doi.org/10.26906/SUNZ.2018.3.135

(2019), CiscoTips, available at : http://ciscotips.ru/ccna1-3




Copyright (c) 2020 Yurii Davydovskyi, Oleksandr Reva, Olga Malyeyeva, Viktor Kosenko