Žilinská univerzita > Fakulta riadenia a informatiky > Katedra informačných sietí

Prechod prevádzky s exponenciálnymi medzerami cez sieť s uzlami s exponenciálnym oneskorením

V nasledovnom príklade som vyskúšal, či pakety generované s medzerami z exponenciálneho rozdelenia a s exponenciálnym oneskorením spôsobeným desiatimi  sériovo, alebo tromi paralelne zapojenými smerovačmi, budú mať na koncovej strane rovnaké rozdelenie s rovnakým parametrom.

Súbor s príkladom sa nachádza v prílohe.  sites/default/files/file/opnet/prichody_paketov.zip

Na Obr. 1 je zobrazená použitá topológia siete. Na modelovanie paralelného zapojenia som využil vyvažovanie prevádzky siete, tak, ako v predchádzajúcom článku.

 

Obr. 1 Topológia siete z príkladu

 

Objekt s názvom 10xRovnakyCLOUD (Obr. 1), resp. 3xParalel predstavuje podsieť s desiatimi sériovo, resp. tromi paralelne zapojenými smerovačmi (Obr. 2).

 

Obr. 2 Topológia podsiete 3xParalel

 

Každý smerovač má nastavenú hodnotu, o ktorú oneskorí prenesenie paketu. Táto hodnota je generovaná z exponenciálneho rozdelenia s parametrom 0.1 sekundy.

Na modelovania generátora paketov som použil objekt typu ethernet_ip_station (Obr. 1) z palety „Shared Model Objects > IP_Station_Models“. Vytvorený objekt typu ethernet_ip_station som pomenoval IP_STATION. Oproti modelu ethernet_workstation podporuje generovanie jednotlivých paketov (vlastnosti objektu IP_STATION > IP > Traffic Generation Parameters). Intervaly príchodov paketov som nastavil tak, aby zodpovedali hodnotám z exponenciálneho rozdelenia s parametrom 10 sekúnd. To znamená, že priemerná hodnota dĺžky intervalu je 10 sekúndu. Kvôli jednoduchosti som nastavil veľkosť dátovej časti každého generovaného paketu na 1 bajt. Špecifikom objektu typu ethernet_ip_station je, že cieľ generovaných paketov je možné a v tomto prípade aj nutné určiť pomocou atribútu „Destination IP Address“. Do hodnoty tohto atribútu som nastavil IP adresu objektu SERVER. Nevýhodou ethernet_ip_station je, že generovanie paketov trvá od určeného času po koniec simulácie. Preto som pomocou objektu zlyhanie obnova (Failure Recovery) s názvom fail nastavil tak, aby objekt IP_STATION v čase 3300 sekúnd od začiatku simulácie zlyhal, a tak prestal posielať pakety. Dôvodom pre takýto postup bol, že vo výsledku dokážem priradiť časy paketom vyslaným z IP_STATION a prijatým paketom na strane SERVER. Simulácia je nastavená na 3500 sekúnd, aby  posledný vyslaný paket z IP_STATION stihol doraziť do servera. Aby po čase začiatku vysielania nebola na sieti žiadna iná prevádzka, zapol som efektívnu simuláciu pre použitý smerovací protokol EIGRP. Pakety smerovacieho protokolu nebudú po čase 260 sekúnd vytvárané. Začiatok zberu štatistík je nastavený na čas 300 sekúnd.

 

Obr. 3 Konfigurácia parametrov generovania paketov v objekte typu ethernet_ip_station

 

Obr. 4 Časový priebeh simulácie. V čase 260 sekúnd od začiatku simulácie skončí vytváranie akýchkoľvek paketov, 300 s. začne IP_STATION generovať pakety, 3300 s. skončí vytváranie paketov, 3500 s. koniec simulácie.

 

Časy sú získané z údajov o využití linky paketmi (Choose Individual DES Statistics > Link Statistics > low-level point-to-point > busy à). Hodnoty vyťaženia, sú v tejto štatistike predstavované dvojicami čas a boolean hodnota, pričom hodnota pravda (True) je vypisovaná ako textový reťazec „1.0“, nepravda ako „0.0“. Časový údaj je do štatistiky zapísaný, len ak linka bola vyťažená a už nie je alebo naopak.

Na analyzovanie vstupného a výstupného toku som použil nástroj Input Analyzer firmy Rockwell. Celkovo som testoval štyri vzorky dát, pre každý typ topológie, dáta z jedného vstupného a jedného výstupného toku. Pre sériové aj pre paralelné zapojenie vstupný tok s exponenciálnymi medzerami zodpovedal výstupnému toku s približne rovnakým parametrom. Rozdelenie som testoval na relatívne malej vzorke 315 hodnôt. Zozbierané údaje sú v prílohe.

Výsledné rozdelenie pre sériové a paralelné zapojenie

 

Tab. 1 Porovnanie rozdelenia pravdepodobnosti dĺžky medzier vstupných a výstupných paketov

 

IP_STATION (vstup)

SERVER (výstup)

Sériové zapojenie

Rozdelenie pravdepodobnosti

Exp(9.46)

Exp(9.46)

Kvadratická chyba

0.004677

0.003413

Paralelné zapojenie

Rozdelenie

pravdepodobnosti

Exp(8.88)

Exp(8.88)

Kvadratická chyba

0.002456

0.002374

 

Výsledky štatistických testov

 

Tab.  2 Výsledky štatistických testov pre sériové zapojenie smerovačov

Sériové zapojenie smerovačov

IP_STATION (výstup)

SERVER (vstup)

Rozdelenie: Exponenciálne

Rozdelenie: Exponenciálne

Paremeter λ: 9.46

Kvadratická chyba: 0.004677

Paremeter λ: 9.46

Kvadratická chyba: 0.003413

χ -kvadrát test

Χ-kvadrát test

Počet intervalov = 6

Stupne voľnosti = 4

Testovacia štatistika  = 10.9

Zodpovedajúca p-hodnota = 0.029

Počet intervalov = 6

Stupne voľnosti = 4

Testovacia štatistika  = 9.1

Zodpovedajúca p-hodnota = 0.0613

Kolmogorov-Smirnov test

Kolmogorov-Smirnov test

Testovacia štatistika = 0.0479

Zodpovedajúca p-hodnota > 0.15

Testovacia štatistika = 0.0478

Zodpovedajúca p-hodnota > 0.15

Počet dát = 315

Minimálna hodnota = 0.0108

Maximálna hodnota = 87.3

Priemer = 9.46

Smerodajná odchýlka = 9.97

Počet dát = 315

Minimálna hodnota = 6.72e-005

Maximálna hodnota = 87.3

Priemer = 9.46

Smerodajná odchýlka = 9.96

Tab.  3  Výsledky štatistických testov pre paralelné zapojenie smerovačov

Paralelné zapojenie smerovačov

IP_STATION (výstup)

SERVER (vstup)

Rozdelenie: Exponenciálne

Rozdelenie: Exponenciálne

Paremeter λ: 8.88

Kvadratická chyba: 0.002456

Paremeter λ: 8.88

Kvadratická chyba: 0.002374

Χ-kvadrát test

Χ-kvadrát test

Počet intervalov = 7

Stupne voľnosti = 5

Testovacia štatistika  = 5.67

Zodpovedajúca p-hodnota = 0.355

Počet intervalov = 7

Stupne voľnosti = 5

Testovacia štatistika  = 6.33

Zodpovedajúca p-hodnota = 0.282

Kolmogorov-Smirnov test

Kolmogorov-Smirnov test

Testovacia štatistika = 0.0477

Zodpovedajúca p-hodnota > 0.15

Testovacia štatistika = 0.0475

Zodpovedajúca p-hodnota > 0.15

Počet dát = 314

Minimálna hodnota = 0.0468

Maximálna hodnota = 68.7

Priemer = 8.88

Smerodajná odchýlka = 9.53

Počet dát = 314

Minimálna hodnota = 6.72e-005

Maximálna hodnota = 69.3

Priemer = 8.88

Smerodajná odchýlka = 9.54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Groups: