Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS
A problem of the dependence of network element occupancy on link capacities and input flows intensity is formulated. The results of experimental research carried out using the program system are presented.
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
2009
|
| Онлайн доступ: | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/107273 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System research and information technologies |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System research and information technologies| _version_ | 1866301983005081600 |
|---|---|
| author | Kukhareva, O. V. Kukharev, S. A. |
| author_facet | Kukhareva, O. V. Kukharev, S. A. |
| author_sort | Kukhareva, O. V. |
| baseUrl_str | http://journal.iasa.kpi.ua/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-04-06T12:33:06Z |
| description | A problem of the dependence of network element occupancy on link capacities and input flows intensity is formulated. The results of experimental research carried out using the program system are presented. |
| first_indexed | 2025-07-17T10:22:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
© О.В. Кухарєва, С.О. Кухарєв, 2009
86 ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2009, № 4
УДК 681.513
ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАВАНТАЖЕНОСТІ МЕРЕЖЕВИХ
ЕЛЕМЕНТІВ ПРИ ВАРІЮВАННІ ПАРАМЕТРІВ МЕРЕЖІ
З ТЕХНОЛОГІЄЮ MPLS
О.В. КУХАРЄВА, С.О. КУХАРЄВ
Сформульовано задачу дослідження залежності завантаженості мережевих
елементів від пропускних спроможностей каналів зв’язку та інтенсивності
вхідних потоків. Наведено результати експериментальних досліджень, прове-
дених за допомогою розробленого раніше комплексу.
ВСТУП
При проектуванні комп’ютерних мереж з технологією MPLS виникає задача
дослідження завантаженості їх елементів з метою виявлення «вузьких»
місць та подальшого перенаправлення трафіка [1, 2].
Стрімке розширення комп’ютерних мереж, постійно зростаючі обсяги
даних, що передаються, обумовили необхідність дослідження завантаже-
ності вузлів мережі та каналів зв’язку з метою, зокрема, запобігання пере-
вантаженням і боротьби з ними [3, 4]. Для задання топології мережі, харак-
теристик її складових, моделювання поведінки для подальшого обчислення
реальних характеристик (середньої затримки, варіації затримки, долі
відкинутих пакетів), виявлення «вузьких» місць, керування трафіком про-
понується один з найпотужніших інструментів дослідження складних
систем — імітаційне моделювання. Використання (побудова) системи
аналітичних моделей для дослідження впливу цих факторів на показники
якості функціонування мереж може привести до значних похибок в розра-
хунках, що, в свою чергу, веде до значних втрат при реалізації мережі у
зв’язку з тим, що обладнання для побудови мереж (у тому числі і з техно-
логією MPLS) є досить дорогим [5].
Мета роботи — дослідити залежність завантаженості мережевих еле-
ментів, а саме вузлів мережі та каналів зв’язку, від пропускних спроможно-
стей каналів зв’язку та від інтенсивності вхідних потоків, використовуючи
розроблену раніше імітаційну модель комп’ютерної мережі з технологією
MPLS, яка реалізує різні технології передачі трафіка та дозволяє керування
ним [6].
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ
Розглядається модель комп’ютерної мережі з технологією MPLS, що скла-
дається з вузлів зв’язку LSR (маршрутизаторів комутації за мітками) та LER
(прикордонних вузлів), а також каналів зв’язку відповідної пропускної
спроможності. Модель мережі містить також зовнішні вузли зв’язку, які є
Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2009, № 4 87
генераторами трафіка різних категорій сервіса (передача з постійною,
змінною та доступною швидкостями CBR, VBR та ABR).
Для кожного вузла та каналу зв’язку задаються свої параметри, а також
події, які відбуватимуться в мережі: моменти передавання даних, їх об’єми,
вузли-відправники та отримувачі інформації і, за необхідності, категорії
сервісу (CBR, VBR, ABR та UBR) для даних, що передаються.
Необхідно, варіюючи пропускні спроможності каналів зв’язку та
інтенсивності вхідних потоків, дослідити завантаженість елементів мережі з
метою подальшого керування трафіком.
ОПИС ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Для вирішення поставленої задачі розроблено комплекс програм, який доз-
воляє проектувати комп’ютерні мережі з технологією MPLS, моделювати
поведінку мережі в залежності від налаштувань її складових та керувати
різнотипним трафіком. Засобами даної програми можна спостерігати заван-
таженість окремих вузлів чи каналів зв’язку мережі при заданих її парамет-
рах (для подальшого виявлення найбільш та найменш завантажених еле-
ментів), а також кількість доставлених пакетів, досліджувати поведінку
трафіка різних класів при використанні різних технологій забезпечення
якості обслуговування, обчислювати ключові показники його якості з метою
подальшого їх аналізу.
Усі експерименти проводилися на глобальній мережі України (рис. 1).
Для кожного вузла та каналу зв’язку було задано свої параметри (всі
чисельні дані в статті є умовними). Також було задано події, що
відбуватимуться в мережі (рис. 2).
Рис. 1. Топологія експериментальної мережі
О.В. Кухарєва, С.О. Кухарєв
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2009, № 4 88
ЗАЛЕЖНІСТЬ КІЛЬКОСТІ ПАКЕТІВ У КАНАЛІ МЕРЕЖІ ВІД
ПРОПУСКНИХ СПРОМОЖНОСТЕЙ КАНАЛУ ЗВ’ЯЗКУ
У табл. 1 наведено значення кількості пакетів у каналі зв’язку L19 у залеж-
ності від пропускних спроможностей каналів ( x — коефіцієнт використан-
ня каналу зв’язку у відсотках).
З табл. 1 можна зробити висновок: зі зменшенням проценту доступної
пропускної спроможності каналів зв’язку кількість пакетів у каналі L19,
який йде безпосередньо від вузла-відправника, зменшується.
Рис. 2. Розклад генерування трафіка
Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2009, № 4 89
Т а б л и ц я 1 . Значення кількості пакетів у каналі зв’язку при варіюванні
пропускних спроможностей каналів
Кількість пакетів Номер такту
імітації 100=x 80=x 60=x
1 195 156 117
2 193 154 115
3 193 154 115
4 193 154 115
5 193 154 115
6 193 154 115
7 194 155 116
8 193 154 115
9 193 154 115
10 193 154 115
11 193 154 115
12 193 154 115
13 193 154 115
14 193 154 115
15 193 154 115
16 193 154 115
17 139 154 115
ЗАЛЕЖНІСТЬ ЗАВАНТАЖЕНОСТІ ВУЗЛІВ МЕРЕЖІ ВІД
ІНТЕНСИВНОСТІ ВХІДНИХ ПОТОКІВ
У табл. 2 наведено значення кількості пакетів у вузлі «Киев» у залежності
від інтенсивності вхідних потоків (х — кількість відсотків максимальної
інтенсивності вхідного потоку).
Т а б л и ц я 2 . Значення кількості пакетів у вузлі мережі при варіюванні
інтенсивностей вхідних потоків
Кількість пакетів
Номер такту імітації
100=x 75=x 50=x
1 144 81 77
2 230 104 116
3 316 127 145
4 402 150 174
5 488 173 203
6 574 196 232
7 636 219 261
8 691 242 290
9 746 242 319
10 801 241 348
11 856 240 377
12 911 239 406
13 718 46 291
О.В. Кухарєва, С.О. Кухарєв
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2009, № 4 90
З табл. 2 можна зробити висновок: зі зменшенням інтенсивності гене-
рування пакетів вузлом-відправником їхня кількість зменшується.
ЗАЛЕЖНІСТЬ КІЛЬКОСТІ ПАКЕТІВ У КАНАЛІ ЗВ’ЯЗКУ ВІД
ІНТЕНСИВНОСТІ ВХІДНИХ ПОТОКІВ
У табл. 3 наведено значення кількості пакетів у каналі зв’язку L19 у залеж-
ності від інтенсивності вхідних потоків ( x — кількість відсотків макси-
мальної інтенсивності вхідного потоку).
Т а б л и ц я 3 . Значення кількості пакетів у каналі зв’язку при варіюванні
інтенсивності вхідних потоків
Кількість пакетів
Номер такту імітації 100=x 75=x 50=x
1 195 195 115
2 193 193 117
3 193 193 115
4 193 193 115
5 193 193 115
6 193 193 115
7 194 193 115
8 193 193 115
9 193 194 115
10 193 193 115
11 193 193 115
12 193 193 115
13 193 193 115
З табл. 3 можна зробити висновок: зі зменшенням інтенсивності гене-
рування пакетів вузлом-відправником їхня кількість у каналі зв’язку L19,
який йде безпосередньо від вузла-відправника, зменшиться.
Результати наведених вище експериментів з комплексом програм
імітаційного моделювання дозволяють не лише досліджувати заванта-
женість елементів мережі, виявляючи «вузькі» місця, для подальшого пере-
направлення потоків на менш завантажені ділянки, але й вказати під час
складання розкладу генерування трафіка, з яким пріоритетом він повинен
обслуговуватися. Це робить можливим обчислення та подальший аналіз по-
казників якості обслуговування трафіка різних категорій (CTD — середньої
затримки пакетів, CDV — варіації середньої затримки, CLR — відсотка
втрачених пакетів) за з’єднаннями різного класу (CBR, VBR, ABR, UBR).
Такі дослідження залежностей показників якості обслуговування від
варіювання параметрів мережі з технологією MPLS описані у роботі [7].
ВИСНОВКИ
Аналіз результатів експериментів з програмним комплексом імітаційного
моделювання показує:
Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2009, № 4 91
1. Зі зменшенням проценту доступної пропускної спроможності ка-
налів зв’язку кількість пакетів у каналі, який йде безпосередньо від вузла-
відправника, зменшується.
2. Зі зменшенням інтенсивності генерування пакетів вузлом-
відправником їхня кількість у цьому вузлі та каналі зв’язку, який йде безпо-
середньо від вузла-відправника, зменшується.
3. Описаний програмний комплекс може використовуватися для прий-
няття рішень щодо перерозподілу трафіка у мережі. Також є можливість об-
числення показників якості обслуговування трафіка за з’єднаннями різного
класу.
4. Використана в статті імітаційна модель є зручним засобом для про-
ектувальників комп’ютерних мереж з технологією MPLS. Вона дозволяє
будувати топологію мережі, досліджувати завантаженість її елементів
(вузлів та каналів зв’язку), аналізувати ключові показники якості обслугову-
вання.
ЛІТЕРАТУРА
1. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Технология и протоколы MPLS. — СПб.:
БХВ, 2005. — 304 с.
2. Олвейн В. Структура и реализация современной технологии MPLS / Пер.
с англ. — М.: Изд. дом «Вильямс», 2004. — 480 с.
3. RFC 2702. Requirements for Traffic Engineering Over MPLS / D. Awduche, J. Mal-
colm, J. Agogbua, M. O'Dell, J. McManus. — September, 1999.
4. Osborne E.. Traffic Engineering with MPLS. — Cisco Press, 2002. — 608 p.
5. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука. — М.:
Мир, 1978. — 422 с.
6. Зайченко О.Ю., Кухарєв С.О., Кухарєва О.В. Імітаційне моделювання мереж з
технологією MPLS з метою керування різнотипним трафіком // Вісн. НТУУ
«КПІ». Інформатика, управління та обчислювальна техніка. — 2007. — № 47 —
С. 153–160.
7. Кухарєв С.О., Кухарєва О.В. Дослідження залежності показників якості
обслуговування від варіювання параметрів мережі з технологією MPLS //
Электроника и связь. — 2007. — № 4 — С. 86–92.
Надійшла 10.07.2008
|
| id | journaliasakpiua-article-107273 |
| institution | System research and information technologies |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-17T10:22:22Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | journaliasakpiua/77/7901cba30da0cc3d1fc9ccd33f08f877.pdf |
| spelling | journaliasakpiua-article-1072732018-04-06T12:33:06Z Research into the occupancy of network elements when modifying parameters of MPLS technology network Исследование загруженности сетевых элементов при варьировании параметров сети с технологией MPLS Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS Kukhareva, O. V. Kukharev, S. A. A problem of the dependence of network element occupancy on link capacities and input flows intensity is formulated. The results of experimental research carried out using the program system are presented. Сформулирована задача исследования зависимости загруженности сетевых элементов от пропускных способностей каналов связи и интенсивности входящих потоков. Приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных с помощью ранее разработанного комплекса. Сформульовано задачу дослідження залежності завантаженості мережевих елементів від пропускних спроможностей каналів зв’язку та інтенсивності вхідних потоків. Наведено результати експериментальних досліджень, проведених за допомогою розробленого раніше комплексу. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2009-09-25 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/107273 System research and information technologies; No. 4 (2009); 86-91 Системные исследования и информационные технологии; № 4 (2009); 86-91 Системні дослідження та інформаційні технології; № 4 (2009); 86-91 2308-8893 1681-6048 uk https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/107273/102241 Copyright (c) 2021 System research and information technologies |
| spellingShingle | Kukhareva, O. V. Kukharev, S. A. Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS |
| title | Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS |
| title_alt | Research into the occupancy of network elements when modifying parameters of MPLS technology network Исследование загруженности сетевых элементов при варьировании параметров сети с технологией MPLS |
| title_full | Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS |
| title_fullStr | Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS |
| title_full_unstemmed | Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS |
| title_short | Дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією MPLS |
| title_sort | дослідження завантаженості мережевих елементів при варіюванні параметрів мережі з технологією mpls |
| url | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/107273 |
| work_keys_str_mv | AT kukharevaov researchintotheoccupancyofnetworkelementswhenmodifyingparametersofmplstechnologynetwork AT kukharevsa researchintotheoccupancyofnetworkelementswhenmodifyingparametersofmplstechnologynetwork AT kukharevaov issledovaniezagružennostisetevyhélementovprivarʹirovaniiparametrovsetistehnologiejmpls AT kukharevsa issledovaniezagružennostisetevyhélementovprivarʹirovaniiparametrovsetistehnologiejmpls AT kukharevaov doslídžennâzavantaženostímereževihelementívprivaríûvanníparametrívmerežíztehnologíêûmpls AT kukharevsa doslídžennâzavantaženostímereževihelementívprivaríûvanníparametrívmerežíztehnologíêûmpls |