16. Программное обеспечение анализа и оптимизации сети

В последние годы появился новый тип (сетевого) программного обеспечения, призванный обеспечивать эффективную работу сетей ЭВМ.

Дело в том, что современные компьютерные сети тяготеют к глобализации и усложнению топологии, при этом (стихийно) развивающаяся сеть часто становится неэффективной вследствие неправильного выбора пропускных способностей и распределения потоков в сети; обычно деградация сети внешне (с точки зрения пользователя) проявляется в катастрофической задержке передачи сообщений (вплоть до полной блокировки сети).

Задачи анализа и проектирования сетей.

Базовой задачей является анализ задержки - определение средней задержки передачи сообщения по заданному пути в сети (от конкретного источника к конкретному получателю сообщений).

На основе базовой задачи формулируются (более сложные) задачи расчетов и оптимизации сети:

• Задача выбора пропускных способностей (т.н. ВПС-задача) - оптимальный (обычно по критерию стоимости сети) выбор пропускных способностей из конечного набора их возможных значений (при этом топология и потоки в сети считаются заданными).

• Задача распределения потоков (т.н. РП-задача) - фактически обратная вышеприведенной ВПС-задаче (заданными считаются пропускные способности, а определяются потоки из условия минимизации средней задержки).

• Задача выбора пропускных способностей и распределения потоков - (комбинированная ВПС/РП-задача) - минимизация стоимости сети при заданной топологии и ограничениях на величину максимальной задержки.

При постановке задач используются несколько способов представления сети - географическая и логическая карты сети и структура сети

Вышеуказанные задачи трудоемки в постановке и разрешении, для получения решения необходимо применять компьютерное моделирование. При решении задач используются элементы теории графов и теории массового обслуживания, распределение потока поступления требований (на обслуживание связи) обычно принимается пуассоновским.

Наиболее сложной задачей является задача выбора оптимальных параметров сети (в основном маршрутов передачи сообщений между узлами сети - при заданной топологии) при заданной максимальной средней задержке (ВТПС/РП-задача); часто используют ВМУР (Вогнутый Метод Устранения Ребер) и МЗР (Метод Замены Ребер) - алгоритмы решения задачи.

‘хорошая’ процедура выбора маршрута должна

1. Обеспечивать быструю и надежную доставку сообщений.

2. Адаптироваться к изменениям топологии сети, происходящим в результате повреждений узлов и каналов.

3. Адаптироваться к меняющейся нагрузке между парами ‘источник--получатель’.

4. Направлять пакеты в сторону от временно перегруженных узлов в сети.

5. Определять связность сети.

6. Допускать простое и автоматическое снятие и установку процессоров IMP.

Такую задачу можно решить лишь путем применения распределенного алгоритма управления. Это значит, что не существует центра, который принимал бы обязательные для всей сети решения, все узлы выносят местные решения относительно маршрутов динамическим образом.

Таким образом, логично предположить, что в состав сетевого ПО все чаще будут включаться решающее вышеприведенные задачи программные компоненты.