Разработка и исследование имитационной модели локальных вычислительных сетей (стр. 12 из 17)
табл. 6 Среднее расхождение с аналитикой
| Время моделирования, мс | |||
| 7 | 100 | 2000 | 10000 |
| 62,6 | 25,6 | 22,2 | 24,4 |
табл. 7 Среднее расхождение с эталоном
| Время моделирования, мс | |||
| 7 | 100 | 2000 | 10000 |
| 62,2 | 8,0 | 4,2 | - |
Таким образом, можно сделать вывод, что среднее расхождение с аналитикой и эталоном достаточно медленно уменьшается при установке времени моделирования более 100 мс.
5.3 Описание других компонентов системы
5.3.1 Модуль ввода данных
5.3.1.1 Модуль ввода топологии сети
Позволяет размещать на рабочем поле узлы сети и соединять их между собой для получения нужной топологии. Параметры коммутаторов и концетраторов определяются с помощью модуля, описанного в п.5.3.2. Параметры рабочих станций и серверов в основном определяются пользователем сразу после их размещения на рабочем поле. Перемещение узлов после их размещения на рабочем поле не нарушает их соединений между собой. Для соединения указывается протокол физического уровня, среда передачи, скорость канала и длина кабеля. Например, на рис. 7 показано соединение узла “Нижний Конц. 3” с узлом “Верхний Комм”.
рис. 7. Соединение двух узлов
5.3.1.2 Модуль задания рабочей нагрузки
Рабочая нагрузка задается в соответствии с описанием входных данных для модуля имитационного моделирования (раздел 5.2.1). Маршрут задается указанием узла-клиента и узла-сервера для каждой заявки (рис. 8).
рис. 8.Задание рабочей нагрузки.
5.3.2 Модуль хранения данных
Данный модуль предназначен для ввода, редактирования и хранения следующей информации об элементах, используемых в системе Орлан, в частности, коммутаторах и концетраторах: производителя, наименования, частоты внутренней шины, стоимости, описания портов и т.д. (см. рис. 9).
Также хранится информация об используемых сетевых ОС, прикладном ПО, процессорах и сетевых протоколах.
рис. 9. Форма для ввода параметров коммутатора.
5.3.3 Модуль быстрой оценки загрузки сети
Модуль быстрой оценки загрузки сети, или, иначе, экспресс-анализа, позволяет:
1) показать разбиение сети на сегменты;
2) вычислить длину каждого сегмента;
3) показать пропускную способность каждого сегмента;
4) быстро рассчитать примерную загрузку каждого сегмента;
5) оценить возможность перегрузки каждого сегмента.
Экспресс-анализ позволяет быстро оценить основные параметры сети чтобы, в случае необходимости, исправить грубые просчеты в конфигурации сети, не прибегая к моделированию.
рис. 10. Экспресс-анализ сети
5.3.4 Модуль аналитического моделирования
Модуль аналитического моделирования, как и модуль имитационного моделирования, не взаимодействует непосредственно с пользователем. Формы задания входных и выходных данных похожи у этих модулей. Как правило, моделирование сначала производится аналитически, а затем имитационно, но один из видов моделирования можно отключить в случае необходимости. Так как в аналитике и имитации используются разные математические модели, их результаты различаются.
5.3.5 Модуль прогнозирования
Модуль прогнозирования позволяет рассчитать, как поведет себя сеть при изменении конфигурации или рабочей нагрузки.
Пользователь указывает исходную рабочую нагрузку и нагрузку, к которой следует прийти через несколько шагов моделирования, число которых задается (рис. 11). Наиболее типичная ситуация увеличения числа клиентских станций задается как увеличение числа заявок, генерируемых одним клиентом.
После окончания моделирования, при отображении результатов добавляются соответсвующие вкладки в форме.
рис. 11.Указание диапазона нагрузки.
5.2.6 Модуль отображения результатов
На модуль отображения результатов возлагается задача вывода результатов и аналитики, и имитации. По существу, эта задача заключается в чтении специальным образом отформатированных файлов результатов моделирования и представлении их в виде графиков. Этот модуль также производит обработку результатов для получения некоторой дополнительной информации. Например, время передачи каждой заявки рассчитывается на основе выходных данных обоих модулей (рис. 12, п. 5.2.3.4).
рис. 12.Представление результатов моделирования.
Построив сеть с заданной топологией и указав нужные параметры, можно рассчитать суммарную стоимость примененного оборудования, не проводя моделирования (рис. 13). Администратор получает при этом сведения о необходимом наборе комплектующих для рабочих станций, серверов, коммутаторов и концетраторов, а также о требуемой длине кабелей всех примененных типов.
рис. 13.Отчет по проекту.
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ
Решим некоторую практическую задачу с помощью Орлана.
Пусть на предприятии в настоящее время установлена сеть, показанная в прил.4. В ней можно выделить три группы рабочих станций, каждая из которых подключена к своему концетратору. Для сохранения простоты рисунка, один значок обозначает подгруппу из пяти рабочих станций. Имеется также два сервера: сервер верхнего уровня и сервер уровня рабочей группы. Направления трафика показаны на рисунке стрелками, причем чем толщина линии указывает на интенсивность потока.
Нас заинтересовали следующие вопросы:
· Насколько сейчас загружены серверы и каналы передачи
· Сколько сейчас пакетов в среднем находятся в ожидании для обработки на серверах или передачи по моноканалу (то есть длина очереди).
· Как изменится загрузка сети при увеличении числа рабочих станций вдвое.
В соответствии с текущей нагрузкой, были указаны маршруты и параметры заявок. Модель сети была рассчита аналитически и имитационно, с использованием модуля прогнозирования.
Полученные результаты дали администратору сети достаточно важную информацию. Например, оказалось, что некоторые участки сети и так достаточно загружены, а при увеличении числа рабочих станций их загрузка становится чрезмерно большой. Другие же участки сети имеют достаточный запас пропускной способности, которого хватит и на будущее расширение сети.
Приведем наиболее интересные результаты в графическом виде (рис. 14, рис. 15). На одном графике показаны результаты и имитации, и аналитики. Они довольно сильно различаются. Это, естественно, обусловлено различием моделей, которые в них применяются.
Канал 1 загружен уже в исходном варианте до 50 %, а длина очереди равна 2 в имитации. С увеличением числа рабочих станций длина очереди возрастает до 6, а полезная загрузка канала возрастает всего лишь до 70 %. Этого и следовало ожидать для канала с методом доступа к среде CSMA/CD. Сеть с такой загрузкой не может нормально функционировать.
Следует отметить, что аналитика дает гораздо меньшую длину очереди в канале, потому что в ней не учитываются коллизии пакетов. Для канала 2 длина очереди мала, и поэтому результаты аналитики и имитации хорошо совпадают. Сервер верхнего уровня загружен до вполне примлемой величины – 18 %. При удвоении числа рабочих станций его загрузка возрастет до 25 %. Причина его малой загруженности в том, что канал передачи не успевает передать достаточное количество пакетов, задерживая их. Администратор может сделать следующие выводы:
· Канал 1 уже является узким местом в производительности сети. При увеличении числа рабочих станций, ситуация еще более ухудшится. Самый простой выход из создавшегося положения – переход на 100 Мб/c канал. Из последнего рисунка видно, что такое увеличение пропускной способности кардинально решило проблему.
· Сервер верхнего уровня имеет некоторый запас производительности, поэтому с его модернизацией можно повременить.
Естественно, следует проанализировать значения загруженности, длины очереди и времени ожидания для всех сегментов данной сети и второго сервера для получения полной более информации о состоянии сети. А время отклика сети, вычисляемое в Орлане – это основная характеристика, которая интересует пользователя. В прил. 5 и 6 приведены результаты имитационного моделирования для сервера верхнего уровня – длина очереди, время ожидания и загрузка, а также результаты обоих видов моделирования для времени передачи каждого класса заявки. Проверялась та же топология сети, когда один символ рабочей станции обозначает пять клиентских ПК. Так как результаты показаны в виде копий экрана с диаграммами, выведено ограниченное количество информации, а именно, для десяти классов заявок.