Исследование эффективности адаптивного алгоритма маршрутизации DARL для компьютерной сети воинской части
Введение
Настоящая работа связана с
проблемными вопросами проектирования компьютерных сетей. Эта проблема и в
настоящее время остается актуальной. Актуальность объясняется широким
применением компьютерных сетей. Возникает настоятельная необходимость в проектировании
их топологии, исследовании трафика, исследованиях алгоритмов маршрутизации и
других алгоритмов, возникающих, в процессе выполнения распределенной обработки
информации, в решениях вопросов коммутации.
Будут рассмотрены основные
положения, связанные с маршрутизацией компьютерных сетей и ее видами,
протоколами маршрутизации и их разновидностями, алгоритмами маршрутизации, их
классификацией, типами и свойствами.
Один из подходов к проектированию
компьютерных сетей, предполагает разработку программы и моделирование поведения
компьютерной сети. Преимуществами такого подхода являются следующее:
· не требуется приобретать
дорогостоящее оборудование, т.к. оно заменяется имитационной моделью,
воспроизводящей все его основные характеристики;
· за несколько минут
можно воспроизвести работу сети в течение продолжительного интервала времени;
· возможность
исследования различных характеристик сети до ее построения и эксплуатации.
Целью данной работы является
разработка и реализация программного средства автоматизированного
проектирования и моделирования компьютерных сетей.
Следует также отметить, что в
настоящее время разработано достаточно большое количество программных продуктов
для проектирования компьютерных сетей (COMNET, OPNET, NetMaker и др.). Однако эти системы
либо предназначены только для анализа конкретных сетей, либо только для их
построения. Кроме того, система должна быть адаптируемой, должна уметь
настраиваться на новые постоянно развивающиеся технологии и новые типы сетей.
Поскольку данная программа располагает средствами описания модели, то и задача
адаптируемости, наряду с задачами проектирования и моделирования, может быть
успешно решена.
На некотором этапе моделирования у
исследователя системы может появиться вполне обоснованное желание не определять
полностью алгоритм работы всех составных элементов системы, а провести
моделирование с учетом особенностей уже описанных элементов и получить
результат, который исследователь будет считать приближенным. Так, например, при
проектировании компьютерной сети для исследователя может иметь значение только
тип элемента сети - рабочая станция, сервер, маршрутизатор и т.д., а способ
работы до некоторого времени не важен. Такая модель является частично
описанной. В работе предлагается использовать онтологический подход для
доопределения частично описанных моделей. Типы элементов сети, будут
автоматически подбираться программой на основании онтологий (некоторое описание
взгляда на мир применительно к конкретной области интересов) предметной
области.
Таким образом, целью работы является
создание гибкого и эффективного программного средства проектирования и
моделирования компьютерных сетей, которые обладают следующими свойствами:
позволяют
настраиваться на конкретную предметную область (например, новый тип сетей,
новые устройства передачи информации и т.д.);
дают
возможность собирать нерегламентированную статистику с одной стороны, и,
одновременно, располагают встроенными стандартными средствами сбора статистики;
позволяют
подробно изучить структурные и поведенческие характеристики компьютерных сетей;
позволяют
проводить имитационный эксперимент, задавая условия моделирования, либо
используя стандартные условия моделирования (определение надежности,
производительности или стоимости);
позволяют
автоматически доопределять модель, а именно, выявлять на этапе трансляции
объекты имитационной модели, для которых не определено их поведение, и находить
соответствующие рутины (множество событий, планирующих друг друга) в
репозитории по определенным критериям;
предоставляют
средства визуализации;
дают
возможность построить модель вычислительной системы, используя графический
интерфейс.
1. Общие сведения
.1 Маршрутизация
Маршрутизация - это технология,
позволяющая доставить информацию в пункт назначения, передавая ее от одного
маршрутизатора до другого. Наиболее простым способом передачи пакетов по сети
является так называемая лавинная маршрутизация, когда каждый маршрутизатор
передает пакет всем своим непосредственным соседям, кроме того, от которого его
получил. Понятно, что это не самый рациональный способ, так как пропускная
способность сети используется крайне расточительно, но он работоспособен
(именно так мосты и коммутаторы локальных сетей поступают с кадрами, имеющими
неизвестные адреса).
Другой вариант маршрутизации без
таблицы - это маршрутизация, управляемая событиями (Event dependent routing),
когда пакет к определенной сети назначения посылается по маршруту, уже
приводившему ранее к успеху (для данного адреса назначения). Подобный метод
маршрутизации использовался на этапе становления Интернета, когда перед
отправкой пакета данных всем или нескольким соседям посылались эхо-запросы
протокола ICMP, а затем на основании времени пришедших эхо-ответов выбирался
сосед с минимальным временем отклика. Данный способ хорош для сетей, работающих
по протоколам с предварительным установлением соединения.
Еще одним видом маршрутизации, не
требующим наличия таблиц маршрутизации, является маршрутизация от источника
(source routing). В этом случае отправитель помещает в пакет информацию о том,
какие промежуточные маршрутизаторы должны участвовать в передаче пакета к сети
назначения. На основе этой информации каждый маршрутизатор считывает адрес
следующего маршрутизатора и, если он действительно является адресом его непосредственного
соседа, передает ему пакет для дальнейшей обработки. Вопрос о том, как
отправитель узнает точный маршрут следования пакета через сеть, остается
открытым. Маршрут может задавать либо вручную администратор, либо автоматически
узел-отправитель, но в этом случае ему нужно поддерживать какой-либо протокол
маршрутизации, который сообщит ему о топологии и состоянии сети. Маршрутизация
от источника опробовалась па этапе зарождения Интернета и сохранилась как
практически неиспользуемая возможность протокола IPv4. В IPv6 маршрутизация от
источника является одним из стандартных режимов продвижения пакетов, существует
даже специальный заголовок для реализации этого режима.
Адаптивная маршрутизация.
В тех случаях, когда маршрутизация
осуществляется на основании таблиц, различают статическую и адаптивную
(динамическую) маршрутизацию.
При статической маршрутизации
таблицы составляются и вводятся в память каждого маршрутизатора вручную
администратором сети. Все записи в таблице имеют статус статических, что
подразумевает бесконечный срок их жизни. При существенном изменении состояния
сети администратору необходимо срочно внести изменения в соответствующие
таблицы маршрутизации, иначе сеть будет работать некорректно.
При адаптивной маршрутизации все
изменения конфигурации сети автоматически отображаются в таблицах маршрутизации
протоколами маршрутизации. Эти протоколы основаны на сборе информации о
топологии связей в сети, что позволяет им оперативно отрабатывать все текущие
изменения.
.2 Протоколы маршрутизации
Протоколы маршрутизации, в отличие
от сетевых протоколов, таких как IP и IPX, не являются обязательными, так как
таблица маршрутизации может строиться администратором сети вручную. Однако в
крупных сетях со сложной топологией и большим количеством альтернативных
маршрутов протоколы маршрутизации выполняют очень важную и полезную работу,
автоматизируя построение таблиц маршрутизации, а также отыскивая новые маршруты
при изменениях сети: отказах или появлении новых линий связи и маршрутизаторов.
В IP-сетях сегодня
применяются протоколы маршрутизации, в которых маршрут выбирается либо по
критерию кратчайшего расстояния, где под расстоянием, проходимым пакетом,
понимается количество промежуточных маршрутизаторов, либо по комплексному
показателю, учитывающему также номинальную пропускную способность каналов между
маршрутизаторами, надежность каналов или вносимые ими задержки.
Протокол маршрутизации должен
создавать в маршрутизаторах согласованные друг с другом таблицы маршрутизации,
то есть такие, которые обеспечат доставку пакета от исходной сети в сеть
назначения за конечное число шагов. Современные протоколы маршрутизации
обеспечивают согласованность таблиц, однако это их свойство не абсолютно - при
изменениях в сети, например, при отказе каналов передачи данных или самих
маршрутизаторов, возникают периоды нестабильной работы сети, вызванной
временной несогласованностью таблиц разных маршрутизаторов. Протоколу
маршрутизации обычно нужно некоторое время, которое называется временем
конвергенции, чтобы после нескольких итераций обмена служебной информацией все
маршрутизаторы сети внесли изменения в свои таблицы и в результате таблицы
снова стали согласованными. Различные протоколы маршрутизации обладают разным
временем конвергенции.
В результате маршрутизация в
Интернете носит ярко выраженный иерархический характер. Внутри каждой
автономной системы может применяться любой из существующих протоколов
маршрутизации, в то время как между автономными системами всегда применяется
один и тот же протокол, являющейся своеобразным языком «эсперанто», на котором
автономные системы общаются между собой.
В IP-сетях в качестве внутренних
шлюзовых протоколов, то есть протоколов, применяемых внутри автономных систем,
сегодня активно используются три протокола - RIP, OSPF и IS-IS (Протокол
маршрутизации промежуточных систем). Внешним шлюзовым протоколом, то есть
протоколом выбора маршрута между автономными системами, сегодня является
протокол BGP (Border Gateway Protocol, протокол граничного шлюза - основной
протокол динамической маршрутизации в Интернете).
Протоколы маршрутизации могут быть
распределенными и централизованными.
При распределенном подходе в сети
отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые собирали бы и
обобщали топологическую информацию: эта работа распределяется между всеми
маршрутизаторами сети. Каждый маршрутизатор строит собственную таблицу
маршрутизации, основываясь на данных, получаемых по протоколу маршрутизации от
остальных маршрутизаторов сети.
При централизованном подходе в сети
существует один маршрутизатор, который собирает всю информацию о топологии и
состоянии сети от других маршрутизаторов. Затем этот выделенный маршрутизатор
(который иногда называют сервером маршрутов) может построить таблицы
маршрутизации для всех остальных маршрутизаторов сети, а затем распространить
их по сети, чтобы каждый маршрутизатор получил собственную таблицу и в
дальнейшем самостоятельно принимал решение о продвижении каждого пакета.
Применение нескольких протоколов
маршрутизации.
В одной и той же сети могут одновременно
работать несколько разных протоколов маршрутизации (рисунок 1). Это означает,
что на некоторых (не обязательно всех) маршрутизаторах сети установлено и
функционирует несколько протоколов маршрутизации, но при этом, естественно,
через сеть взаимодействуют только одноименные протоколы. То есть если
маршрутизатор 1 поддерживает, например, протоколы RIP и OSPF, маршрутизатор 2 -
только RIP, а маршрутизатор 3 - только OSPF, то маршрутизатор 1 будет
взаимодействовать с маршрутизатором 2 по протоколу RIP, с маршрутизатором 2 -
по OSPF, а маршрутизаторы 2 и 3 вообще непосредственно друг с другом
взаимодействовать не могут.
Рисунок 1 - Работа нескольких
протоколов маршрутизации в одной сети
Однако возникает вопрос: «Каким
образом маршрутизаторы, поддерживающие разные протоколы, обмениваются между
собой маршрутной информацией, делая тем самым достижимыми все сети составной
сети?» Для этого необходимо установить особый внутренний режим работы,
называемый часто перераспределением.
.3 Алгоритмы маршрутизации
Алгоритмы маршрутизации можно
дифференцировать, основываясь на нескольких ключевых характеристиках.
Во-первых, на работу результирующего протокола маршрутизации влияют конкретные
задачи, которые решает разработчик алгоритма. Во-вторых, существуют различные
типы алгоритмов маршрутизации, и каждый из них по-разному влияет на сеть и
ресурсы маршрутизации. И наконец, алгоритмы маршрутизации используют
разнообразные показатели, которые влияют на расчет оптимальных маршрутов. В
следующих разделах анализируются эти атрибуты алгоритмов маршрутизации.
При разработке алгоритмов
маршрутизации часто преследуют одну или несколько из перечисленных ниже целей:
· оптимальность;
· простота и низкие
непроизводительные затраты;
· живучесть и
стабильность;
· быстрая сходимость;
· гибкость;
· оптимальность.
Типы алгоритмов.
Алгоритмы маршрутизации могут быть
классифицированы по типам:
· статическими или
динамическими;
· одномаршрутными или
многомаршрутными;
· одноуровневыми или
иерархическими;
· с интеллектом в
главной вычислительной машине или в роутере;
· внутридоменными и
междоменными;
· алгоритмами
состояния канала или вектора расстояний;
· статические или
динамические алгоритмы.
Статические алгоритмы маршрутизации
вообще вряд ли являются алгоритмами. Распределение статических таблиц
маршрутизации устанавливается администратором сети до начала маршрутизации. Оно
не меняется, если только администратор сети не изменит его. Алгоритмы,
использующие статические маршруты, просты для разработки и хорошо работают в
окружениях, где трафик сети относительно предсказуем, а схема сети относительно
проста.
Динамические алгоритмы маршрутизации
подстраиваются к изменяющимся обстоятельствам сети в масштабе реального
времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении
маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение сети,
программы маршрутизации пересчитывают маршруты и рассылают новые сообщения о
корректировке маршрутизации. Такие сообщения пронизывают сеть, стимулируя
роутеры заново прогонять свои алгоритмы и соответствующим образом изменять
таблицы маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять
статические маршруты там, где это уместно.
Одномаршрутные или многомаршрутные
алгоритмы.
Сложные протоколы маршрутизации
обеспечивают множество маршрутов к одному и тому же пункту назначения. Такие
многомаршрутные алгоритмы делают возможной мультиплексную передачу трафика по
многочисленным линиям, а одномаршрутные алгоритмы не могут делать этого.
Преимущества многомаршрутных алгоритмов очевидны - они могут обеспечить
значительно - большую пропускную способность и надежность.
Одноуровневые или иерархические
алгоритмы.
Алгоритмы маршрутизации оперируют в
плоском пространстве, в то время как другие используют иерархии маршрутизации.
В одноуровневой системе маршрутизации все роутеры равны по отношению друг к
другу. В иерархической системе маршрутизации некоторые роутеры формируют то,
что составляет основу (backbone - базу) маршрутизации. Пакеты из небазовых
роутеров перемещаются к базовым роутерам и пропускаются через них до тех пор,
пока не достигнут общей области пункта назначения. Начиная с этого момента, они
перемещаются от последнего базового роутера через один или несколько небазовых роутеров
до конечного пункта назначения.
Другие алгоритмы предполагают, что
главные вычислительные машины ничего не знают о маршрутах. При использовании
этих алгоритмов роутеры определяют маршрут через объединенную сеть, базируясь
на своих собственных расчетах. В первой системе, рассмотренной выше, интеллект
маршрутизации находится в главной вычислительной машине. В системе,
рассмотренной во втором случае, интеллектом маршрутизации наделены роутеры.
Внутридоменные или междоменные
алгоритмы.
Некоторые алгоритмы маршрутизации
действуют только в пределах доменов; другие - как в пределах доменов, так и
между ними. Природа этих двух типов алгоритмов различная. Поэтому понятно, что
оптимальный алгоритм внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным
алгоритмом междоменной маршрутизации.
Алгоритмы состояния канала или
вектора расстояния.
Алгоритмы состояния канала
(известные также как алгоритмы "первоочередности наикратчайшего
маршрута") направляют потоки маршрутной информации во все узлы объединенной
сети. Однако каждый роутер посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая
описывает состояние его собственных каналов. Алгоритмы вектора расстояния
(алгоритмы Бэлмана-Форда) требуют от каждого роутера посылки всей или части
своей маршрутной таблицы, но только своим соседям.
Рассмотрим новый распределенный
адаптивный алгоритм IP-маршрутизации с обратной связью DARL (Distributed Adaptive
Routing with Loopback, DARL). Этот алгоритм разработал Домбровский К.А. в
рамках своей кандидатской работы, моделирование производилось c использованием пакета имитационного
моделирования AnyLogic. Основными особенностями алгоритма DARL являются:
Адаптивность. Алгоритм осуществляет
балансировку трафика на основе показателей «вероятность сброса пакета»,
количества возвращенных пакетов данных и стоимости маршрута.
Наличие механизма обратной связи.
Алгоритмы на соседних маршрутизаторах взаимодействуют, обмениваясь служебной
информацией, роль которой играют возвращаемые пакеты данных.
Перенаправление возращенных пакетов
данных в другой канал, если таковая возможность имеется.
Структурно алгоритм представляет
собой блок-схему (рисунок 2), который состоит из следующих логических секций:
· секция обработки
возвращенного пакета - BackWard;
· секция стандартных
правил отсечения - stRules;
· секция выбора
маршрута на основе метрики - Best Metric;
· секция выбора
конечного маршрута - dstRoute.
Рисунок 2 - Схема работы алгоритма
маршрутизации DARL
Секция BackWard введена для реализации
механизма уведомления о происходящих в сети перегрузках. Данный механизм
реализуется путем отсылки пакета с пометкой «обратная пересылка» предыдущему
маршрутизатору.
Для реализации механизма уведомления
требуется наличие дополнительной служебной информации: направление движения
пакета по маршруту(вперед или назад) и адреса маршрутизаторов, через которые
прошел пакет. Данную информацию естественно переносить в IP-заголовке.
Количество возвратов пакета назад не
ограничивается. Данный вопрос решается в рамках конкретной реализации алгоритма
DARL.
При введении ограничения уменьшается нагрузка на сеть, а также снижается
задержка передачи пакета получателю.
В Секции stRules происходит первичный
анализ таблицы маршрутизации. Применяются стандартные правила выбора маршрута.
Именно множество маршрутов-кандидатов, полученное после работы данного правила,
используется в дальнейшей работе алгоритма DARL.
Функциональность секции Best Metric не отличается от
стандартного правила «Best Metric» - происходит выбор маршрута с наилучшей метрикой. Только метрика
предварительно рассчитывается на основе показателей загруженности сетевого
интерфейса, загруженности маршрута и стандартной метрики.
В случае алгоритма DARL метрика является
многокритериальной. Поэтому необходимо введение новых полей в таблицу
маршрутизации: «Загруженность» и «Граничное время». Поле «Загруженность»
содержит количество пакетов, возвращенных на данном маршруте за определенный
промежуток времени, при вычислении которого используется значение в поле
«Граничное время».
Итоговая метрика рассчитывается по
следующей формуле:
(1)
p-
загруженность сетевого интерфейса маршрута;
Р - нормированная
загруженность сетевого интерфейса;
L
- нормированная загруженность маршрута;
С - нормированная
стандартная метрика маршрута.
Нормирование
производится для того, чтобы каждая компонента в формуле (1) имела одинаковый
вес в значении итоговой метрики. Значения составляющих формулы (1) изменяются в
диапазоне от 0 до 1. Таким образом, значение итоговой метрики изменяется в
диапазоне от 0 до 3. Более приоритетным считается большее значение.
Нормированная
загруженность сетевого интерфейса рассчитывается по следующей формуле:
(2)
Если очередь не достигла
лимита, то показатель p
принимается равным 0, иначе - 1.
Нормированная
загруженность маршрута рассчитывается по следующей формуле:
(3)
где l - загруженность маршрута.
Само значение
загруженности маршрута рассчитывается как отношение количества возвращенных
пакетов за интервал времени. Количество пакетов берется равным значению поля
«Загруженность» таблицы маршрутизации. Временной интервал рассчитывается как
разность текущего времени и значения поля «Граничное время» таблицы
маршрутизации.
Для того, чтобы значение
показателя загруженности маршрута l
было адекватно ситуации в сети, необходимо правильно выбрать длительность
временного интервала, в течение которого осуществляется постоянное
инкрементирование поля «Загруженность», по истечению данного времени (таймаута)
поле «Загруженность» должно обнуляться, а значение поля «Граничное время»
приниматься равным текущему времени.
Нормированная
стандартная метрика получается по следующей формуле:
(4)
где c - метрика стандартного алгоритма.
В секции dstRoute наряду с секцией Backward
реализуется механизм обратной связи между коммутационными узлами. Если после
применения всей цепочки описанных правил множество маршрутов-кандидатов
окажется пустым, то пакет необходимо отправить предыдущему маршрутизатору.
Иначе продолжить алгоритм стандартной обработки пакета.
.1 Анализ работы
алгоритма маршрутизации DARL
Рассмотрим анализ эффективности
работы алгоритма DARL с использованием разработанной аналитической оценочной
модели и объектно-ориентированной имитационной модели мультисервисной сети.
Аналитическая методика оценки эффективности работы маршрутизаторов была развита
и на ее основе получена аналитическая модель оценки эффективности работы
алгоритмов IP- маршрутизации, с помощью которой были получены выражения
оценочных функций алгоритма DARL и стандартного алгоритма IP-маршрутизации:
BACK
- размер возвращенных пакетов;ACK
- количество переданных сообщений-квитанций;F
- размер сообщения Прикладного уровня (бит);
S W - размер окна TCP-протокола (бит);ACK - размер пакета
подтверждения (бит);TR - размер переданных данных (бит);PP
- время выполнения алгоритма маршрутизатором;C
- скорость самого медленного канала сети (бит/сек).
Используя полученные
оценочные функции, был сделан следующий вывод - применение алгоритма DARL
является целесообразным только на топологиях типа «многоканальность».
Разработана интегральная методика оценки качества передачи трафика при
использовании определенной системы маршрутизации, в которой итоговый показатель
качества получается как сумма нормированных математических ожиданий характеристик
трафика по приведенной ниже формуле:
где QoR - интегральный показатель качества;
P
- математическое ожидание процента потерь; - максимальный процент потерь
пакетов; - математическое ожидание односторонней задержки передачи данных; -
минимальная задержка в данной сети; - математическое ожидание джиттера; -
минимальный джиттер в данной сети; - математическое ожидание стоимости передачи
данных; - стоимость передачи по самому дешевому каналу; - математическое
ожидание производительности системы маршрутизации; - пропускная способность
самого быстрого канала сети; k1, k2, k3, k4, k5 - весовые коэффициенты.
В формуле (7) каждая
составляющая варьируется в диапазоне от 0 до 1. При этом для того, чтобы
интегральный показатель качества варьировался в том же диапазоне, необходимо
соблюдать следующее требование:
При этом соблюдалось
следующее соотношение типов трафика - Web ≈ 70%, VoIP ≈ 25% и FTP ≈
5%. В каждом из экспериментов моделировалась работа сети в течение 1 часа
(таблица 1). Из таблицы 1 видно, что алгоритм DARL превосходит стандартный
алгоритм по потерям любого типа трафика вне зависимости от загруженности сети.
При этом значения задержки и джиттера зависят от нагрузки на сеть. Джиттер
можно компенсировать, организовав буфер на принимающей стороне, что и делается
современными протоколами связи в реальном времени.
Таблица 1 - Результаты
имитационного моделирования
При резком росте
входящего трафика и возникновении перегрузки стандартный алгоритм, не обладая
возможностью балансировки трафика, вынужден сбрасывать часть пакетов. Наоборот,
в аналогичной ситуации (Рисунок 3, а) алгоритм DARL на граничном маршрутизаторе
перенаправляет часть входящих пакетов в более дорогой канал (10 Мбит/c) и тем
самым снижает потери пакетов. Также ниже (Рисунок 3, б) показана утилизация
каналов исходящего трафика.
Рисунок 3 -
Эффективность работы алгоритма DARL (а - балансировка трафика при 80% нагрузке
на сеть, б - утилизация каналов исходящего трафика при 80% нагрузке на сеть)
Произведена
сравнительная оценка стандартного алгоритма маршрутизации и DARL на основе интегрального
показателя качества при одинаковой значимости всех исходных величин. В среднем
прирост показателя качества при использовании алгоритма DARL составляет 0,2.
Таким образом, использование распределенного адаптивного алгоритма
маршрутизации с обратной связью DARL дает следующие преимущества:
1. Значительное уменьшение
потерь любого типа трафика.
. Как следствие, увеличение
производительности системы маршрутизации.
. Улучшение параметров
задержки и джиттера при низкой загруженности сети.
3. Пользовательский интерфейс
Главное окно представляет собой
совокупность элементов, Windows- ориентированного приложения (рисунок 4).
Рисунок 4 - Главное окно системы
Каждому элементу можно добавлять
произвольное количество поведений, указать необходимость соединения каждого
полюса и семантический тип возможного соседа, значения по умолчанию для
указанных в рутине параметров, примечание - по желанию (рисунок 5).
Рисунок 5 - Выбор поведения для
элемента
Если поведение хотя бы одного
элемента определено и у него больше одного полюса, то при соединении его с
другим элементом необходимо указать свободный полюс для соединения (рисунок 6).
Рисунок 6 - Редактирование связи
Через контекстное меню элемента
можно вызвать форму, где пользователь может посмотреть и изменить текущее
поведение (рисунок 7).
Рисунок 7 - Изменение поведения
элемента
Рисунок 8 - Ошибки в коде рутины
Пользователь может выбрать
интересующие его характеристики: центральность, кратчайшее расстояние и разное
(рисунок 9).
Рисунок 9 - Вычисление характеристик
сети
Результаты вычисления характеристик
можно экспортировать в Microsoft Excel. На листах полученного отчета будут отображены все результаты
вычисления (рисунок 10).
Рисунок 10 - Представление
результатов вычисления характеристик сети
Если нам необходима оценка
производительности, то тут тоже можно использовать стандартные информационные
процедуры (рисунок 11).
Рисунок 11 - Стандартные
информационные процедуры системы
В программе есть возможность
создавать пользовательские информационные процедуры и их редактировать (рисунок
12).
Рисунок 12 - Форма для добавления,
изменения, удаления пользовательских информационных процедур
Ошибки в коде пользовательских
информационных процедур контролируются. Если в коде информационной процедуры
содержатся ошибки, то после того как пользователь нажмет кнопку «Применить»,
появится список с сообщениями об ошибках (рисунок 13).
Рисунок 13 - Ошибки в коде
пользовательской информационной процедуры
Можно выбрать несколько условий
моделирования, которые вычисляют интересующие нас характеристики моделируемой
компьютерной сети (рисунок 14).
Рисунок 14 - Выбор необходимых
условий моделирования
Для добавления информационной
процедуры достаточно выбрать в диалоговом окне необходимую информационную
процедуру и определить ее параметры (рисунок 15).
Рисунок 15 - Добавление
информационной процедуры
По окончании процесса моделирования
появится форма с результатами моделирования (рисунок 16).
Рисунок 16 - Результаты
моделирования
Заключение
Подводя итог проделанной работы,
можно говорить о следующих результатах.
Были рассмотрены основные положения,
связанные с маршрутизацией компьютерных сетей и ее видами, протоколами маршрутизации
и их разновидностями, алгоритмами маршрутизации, их классификацией, типами и
свойствами.
В работе также был описан алгоритм
адаптивной маршрутизации с обратной связью DARL, его содержание,
принцип функционирования и анализ его эффективности работы в компьютерной сети
воинской части. Реализована рутина реализующий этот алгоритм для
маршрутизатора.
Разработано программное средство,
позволяющее быстро проектировать компьютерную сеть с помощью графического
редактора из различных элементов, анализировать структуру компьютерной сети,
моделировать и анализировать работу компьютерной сети.
Данная программа позволяет описывать
собственные элементы сети, информационные процедуры и условия моделирования.
Для представления знаний о предметной области используются онтологии - это
иерархически структурированное множество терминов, описывающих предметную
область, которое может быть использовано как исходная структура для базы
знаний. Они также используются для автоматического доопределения частично
описанных моделей. Этот Механизм дает возможность пользователю опустить
некоторые детали при разработке модели. Модель будет доопределена подходящими
рутинами автоматически. Все это делает программу адаптируемой, поэтому она
способна настраиваться на постоянно появляющиеся новые технологии и новые типы
сетей.
Использование онтологий для
представления знаний предметной области также дает нам возможность легко
ориентировать данную программу на другие области применения, не связанные с
компьютерными сетями, тем самым увеличить спрос на разработанное программное
средство не только в военной среде, но и в других гражданских сферах
жизнедеятельности общества.
компьютерная сеть маршрутизация
алгоритм
Список использованных источников
1. Гагарина, Л.Г. и др. Технология разработки ПО: Учебное пособие.
-М.: ИД»Форум»: ИНФА - М, 2008. - 400 с.: ил. Доп. УМО. - ISBN 3-73547-606-5.
. Иванова, Г.С. Технология программирования. Учебник для вузов.
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006 г. - 344 с.: ил. - 3000 экз. - ISBN
5-49854-657-7.
. Фленов, М.Е. Библия Delphi. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 880
с.: ил. ISBN 5-94157-456-8
4. Миков А.И. Автоматизация синтеза микропроцессорных
управляющих систем. Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1987. - 288 с.
5. Миков А.И., Замятина Е.Б. Проблемы реализации системы
распределенного моделирования с удаленным доступом. «Методы и средства
обработки информации», Труды третьей Всероссийской научной конференции, 6-8
октября 2009 г. Москва, МАКС ПРЕСС, 2009. стр. 38-44.