|
DOI: 10.14489/vkit.2024.07.pp.029-035
Абрамов Г. В., Глушаков В. Е., Данилов Р. В.
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЗАГРУЖЕННОСТИ ГИБРИДНЫХ СЕТЕЙ
(c. 29-35)
Аннотация. В связи с растущими требованиями к качеству обслуживания информационных систем требуется постоянный мониторинг загруженности сети. Экспериментально показано, что при использовании гибридных сетей затруднена оценка загруженности сети по среднему времени доставки информации из-за наличия значительного разброса временных данных. Разработана математическая модель передачи информации в беспроводных компьютерных сетях, основанная на анализе режимов функционирования. Предложена методика оценки загруженности сети на основе статистической информации при передаче данных. Время доставки разбивается на диапазоны, полученные при моделировании. Оценена доля пакетов, время доставки которых лежит в выбранном тестовом диапазоне. Данная методика позволяет с высокой степенью достоверности оценивать загруженность сети по данным тестирования.
Ключевые слова: время доставки пакетов; беспроводная сеть; пропускная способность; загруженность сети.
Abramov G. V., Glushakov V. E., Danilov R. V.
DEVELOPMENT OF A HYBRID NETWORK CONGESTION MONITORING SYSTEM
(pp. 29-35)
Abstract. Constantly growing requirements for the information systems service quality require monitoring of network congestion. The experimental results proved that when using hybrid networks, it is difficult to estimate the network load based on the average time of information delivery due to the presence of a significant scatter of time data. A mathematical model of information transmission in wireless computer networks in the form of a queuing system has been developed. The system identifies the main elements: a data transmission channel, a data frame and a device that transmits data. Analysis of transmission standards allows us to identify the following main transmission modes for modeling: one frame successful transmission; transmitting a frame with an error and repeating the transmission (possibly several times); frame transmission using performance-enhancing technology (Bursting technology is used as an example). Events associated with the transmission of information over the wireless network of one device are considered as monitoring system states under consideration. Packet exchange process was considered to be a homogeneous Markov process with discrete states, continuous time and constant intensities. A mathematical model has been developed based on the state graph of the device-frame-transmission channel system, which allows one to determine the timing characteristics for the previously identified modes. The methods for assessing network congestion based on statistical information during data transmission is proposed. Delivery times are broken down into ranges derived from the simulation. The proportion of packets whose delivery time lies within the selected test range is estimated. To evaluate the results, experimental studies were carried out on a fragment of the hybrid network. Delivery time results for each experiment were divided into four ranges: corresponding to accelerated delivery of fragments, successful delivery on the first, second and third attempts, respectively. Results analysis showed that it is preferable to use the fourth range to assess network congestion. Approximation reliability in this case is 0.85, the correlation coefficient is 0.92. The proposed methodology allows us to estimate network congestion based on testing data with a fairly high degree of reliability.
Keywords: Packet delivery time; Wireless local network; Transmissive capacity; Network congestion.
Г. В. Абрамов, В. Е. Глушаков, Р. В. Данилов (Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
G. V. Abramov, V. E. Glushakov, R. V. Danilov (Voronezh State University, Voronezh, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Методы увеличения производительности в беспроводных сетях Wi-Fi. Ч. 1. Bursting, Compression, Fast Frames, Concatenation. URL: https://www.ixbt.com/comm/tech-80211g-super_1.shtml (дата обращения: 20.04.2023).
2. Макаренко С. И., Афанасьев О. В., Баранов И. А., Самофалов Д. В. Экспериментальные исследования реакции сети связи и эффектов перемаршрутизации информационных потоков в условиях динамического изменения сигнально-помеховой обстановки // Журнал радиоэлектроники. 2016. № 4. С. 2.
3. Волчков В. П. Новые технологии передачи и обработки информации на основе хорошо локализованных сигнальных базисов // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер.: Экономика. Информатика. 2009. № 15(70). С. 181–189.
4. Литвинов К. А., Пасечников И. И. Информационная эффективность модели телекоммуникационной сети при различных алгоритмах маршрутизации с использованием параметра кибернетической мощности телекоммуникационной сети // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. 2015. Т. 20, № 1. С. 232–237.
5. Зацепин Э. С., Скляр А. Г., Русанов Д. В. Исследование закономерностей распространения электромагнитных волн во внутренних областях помещений // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2015. № 3(10). С. 6.
6. Глушаков В. Е. Исследование модели возможной неудачной передачи одного пакета с задержкой в сети Wi-Fi // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 5(107). Ч. 1. С. 61–66.
7. Глушаков В. Е. Различные подходы к моделированию передачи данных одной станцией в сети Wi-Fi // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 6(108). Ч. 1. С. 64–71.
8. Глушаков В. Е. Исследование различных моделей передачи данных двумя станциями в сети Wi-Fi // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 9(1011). Ч. 1. С. 17–24.
9. Абрамов Г. В., Данилов Р. В., Паулу Л. де Ж. К. Модель передачи данных в распределенной сети // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 12. С. 33–38.
10. Абрамов Г. В., Емельянов А. Е. Моделирование передачи данных по каналу конкурирующего доступа в системах реального времени // Вестник Воронежского государственного университета. Сер.: Системный анализ и информационные технологии. 2014. № 4. С. 26–31.
11. Абрамов Г. В., Емельянов А. Е., Колбая К. Ч. Анализ времени передачи данных в распределенных сетях с конкурирующим доступом // Вестник Воронежского государственного университета. Сер.: Системный анализ и информационные технологии. 2016. № 4. С. 61–67.
12. Абрамов Г. В., Колбая К. Ч., Семка Э. В. Исследование процесса передачи информации систем реального времени с использованием дублирования данных // Системы управления и информационные технологии. 2016. № 2(64). С. 36–39.
13. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements / Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. ANSI/IEEE Std 802.11, 1999. USA.
14. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements / Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High speed Physical Layer in the 5 GHz Band. IEEE Standard 802.11a-1999. USA.
15. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements / Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band. IEEE Standard 802.11b-1999. USA.
16. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements / Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 4: Further Higher Data Rate Extension in the 2.4 GHz Band. IEEE Standard 802.11g-2003. USA.
17. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ Российская Федерация № 2011610600. Генератор трафика системы реального времени на основе протоколов случайного доступа / Абрамов Г. В., Колбая К. Ч., Селиверстов С. В.; правообладатель Воронежская государственная технологическая академия. Заявка 20110517088; опубл. 11 января 2011 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ.
1. Methods for increasing performance in wireless Wi-Fi networks. Part 1. Bursting, Compression, Fast Frames, Concatenation. Retrieved from https://www.ixbt.com/comm/tech-80211g-super_1.shtml (Accessed: 20.04.2023). [in Russian language]
2. Makarenko S. I., Afanas'ev O. V., Baranov I. A., Samofalov D. V. (2016). Experimental studies of the response of a communication network and the effects of rerouting information flows under conditions of dynamic changes in the signal and noise environment. Zhurnal radioelektroniki, (4). [in Russian language]
3. Volchkov V. P. (2009). New technologies for transmitting and processing information based on well-localized signal bases. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Ekonomika. Informatika, Vol. 15, 70, 181 – 189. [in Russian language]
4. Litvinov K. A., Pasechnikov I. I. (2015). Information efficiency of a telecommunications network model under various routing algorithms using the cybernetic power parameter of the telecommunications network. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya: Estestvennye i tekhnicheskie nauki, 20(1), 232 – 237. [in Russian language]
5. Zatsepin E. S., Sklyar A. G., Rusanov D. V. (2015). Study of the patterns of propagation of electromagnetic waves in internal areas of premises. Modelirovanie, optimizatsiya i informatsionnye tekhnologii, 10(3). [in Russian language]
6. Glushakov V. E. (2021). Study of a model of possible unsuccessful transmission of one packet with a delay in a Wi-Fi network. Mezhdunarodniy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal, 107(5), Part 1, 61 – 66. [in Russian language]
7. Glushakov V. E. (2021). Different approaches to modeling data transmission by one station in a Wi-Fi network. Mezhdunarodniy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal, 108(6), Part 1, 64 – 71. [in Russian language]
8. Glushakov V. E. (2021). Study of various models of data transmission by two stations in a Wi-Fi network. Mezhdunarodniy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal, 1011(9), Part 1, 17 – 24. [in Russian language]
9. Abramov G. V., Danilov R. V., Paulu L. de Zh. K. (2017). The model of data transmission in a distributed network. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (12), 33 – 38. [in Russian language] DOI: 10.14489/vkit.2017.12.pp.033-038
10. Abramov G. V., Emel'yanov A. E. (2014). Modeling of data transmission over a competing access channel in realtime systems. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Sistemniy analiz i informatsionnye tekhnologii, (4), 26 – 31. [in Russian language]
11. Abramov G. V., Emel'yanov A. E., Kolbaya K. Ch. (2016). Analysis of data transmission time in distributed networks with competing access. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Sistemniy analiz i informatsionnye tekhnologii, (4), 61 – 67. [in Russian language]
12. Abramov G. V., Kolbaya K. Ch., Semka E. V. (2016). Study of the process of transmitting information from realtime systems using data duplication. Sistemy upravleniya i informatsionnye tekhnologii, 64(2), 36 – 39. [in Russian language]
13. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements. (1999). Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. ANSI/IEEE Standard No. 802.11.
14. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High speed Physical Layer in the 5 GHz Band. IEEE Standard No. 802.11a-1999.
15. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band. IEEE Standard No. 802.11b-1999.
16. Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific reguirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 4: Further Higher Data Rate Extension in the 2.4 GHz Band. IEEE Standard No. 802.11g-2003.
17. Abramov G. V., Kolbaya K. Ch., Seliverstov S. V. (2011). Traffic generator for a realtime system based on random access protocols. Certificate of state registration of computer programs Russian Federation No. 2011610600. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2024.07.pp.029-035
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2024.07.pp.029-035
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»