Моделирование протокола сети Ethernet.

Программа моделирования реализует алгоритм работы протокола локальной сети Ethernet, рассмотренный выше.

Целью моделирования является исследование влияния структуры сети, загрузки сети, параметров сообщений и размера кадров, поступающих в сеть, на качество обслуживания абонентов сети.

Основным параметром сети является ее загрузка (R). Она измеряется произведением количества заявок в секунду на время передачи информации по каждой заявке. Эта величина безразмерная и изменяется для работающих систем от нуля до единицы. Если загрузка системы превышает единицу, то система не может обеспечить обслуживание заявок без появления постоянно растущей очереди и соответственно времени ожидания обслуживания.

Для оценки загрузки сети следует учитывать количество станций (N), размер кадра в битах (B), количество кадров в сообщении (M), пропускную спсобность ресурса (канала) (C = 10⁷ бит/с), интенсивность поступления заявок (количество заявок в секунду) от одной станции (L₁).

Для усредненного по времени процесса загрузка сети равна:

R = N*B*M* L₁*10^-7 (8)

Кроме того на качество обслуживания (при постоянной загрузке сети) будет влиять количество станций в сети, размеры кадра, количество кадров в сообщении. Эти параметры влияют на количество возникающих столкновений и связанную с ними задержку передачи кадров.

Для получения точных результатов следует установить достаточно большое модельное время. Однако, этот параметр влияет на время работы программы. В начале работы с программой модельное время следует определить экспериментально (в зависимости от процессора).

Нужно знать, что модельное время и время работы программы – не одно и тоже. Модельное время накапливается счетчиком временных интервалов, необходимых для выполнения определенных действий в сети (передачи кадра, паузы и т.п.). Эти временные интервалы не связаны с таймером а определяются алгоритмом работы сети и формируются программой.

Время моделирования зависит от введенных параметров сети, быстродействия процессора и качества программы моделирования.

В проводимых экспериментах величина R может изменяться или сохраняться неизменной в зависимости от целей эксперимента. Например, если мы желаем исследовать влияние количества станций в сети на качество обслуживания, то для объективной оценки необходимо сохранять загрузку R неизменной.

Учитывая, что количество возможных параметров сети и их сочетаний очень большое, исследование сети будем проводить при небольшом числе фиксированных значениях загрузки. Однако, программа позволяет вводить не только указанные в таблицах значения параметров, но и другие в рекомендуемых диапазонах.

Входными параметрами процесса моделирования являются:

количество станций в локальной сети, размер кадра, количество кадров в сообщении, интенсивность заявок , допустимое число попыток передачи кадра, количество поступивших заявок. Поступление заявок в сеть подчиняется закону Пуассона

Выходными параметрами сети, характеризующими качество обслуживания заявок являются:

• количество переданных сообщений;

• количество потерянных сообщений;

• количество необслуженных заявок;

• среднее время ожидания доступа к каналу;

• среднее время передачи сообщения;

• среднее число попыток передачи сообщения;

• скорость передачи информации.

Время ожидания доступа к каналу определяется как разность между моментом начала передачи первого кадра в сообщении и моментом поступления заявки в сеть.

Время передачи сообщения включает время передачи всех кадров сообщения и случайные временные интервалы между кадрами, возникающие в результате безуспешных попыток доступ к каналу .

Время нахождения заявки в сети определяется как сумма времени ожидания и времени передачи сообщения. В случае, когда размер сообщения равен размеру кадра, время передачи сообщения равно времени передачи одного кадра.

Зная модельное время и количество переданных за это время сообщений определенного размера, можно вычислить скорость передачи информации.

Следует учитывать, что заявка удаляется из очереди в случае, если станция сделает указанное число безуспешных попыток захватить канал.

Производительность сети равна максимально возможной скорости передачи при заданном протоколе и требованиях к качеству обслуживания.

Перед началом моделирования программа Ethernet.exe должна быть загружена в оперативную память компьютера. Программа предоставляет пользователю интерфейс, с помощью которого можно вводить параметры перед запуском программы и считывать с экрана монитора результаты моделирования. Не следует вводить значения, которые не входят в рабочий диапазон параметров сетевой технологии Ethernet. Если программа работает долго (более одной минуты), то следует выйти в систему и перезапустить программу с новыми параметрами.

Рекомендуется выполнять работу в следующей последовательности.