2.2.2 Задача распределения потоков /1/

Задача оптимального распределения потоков в сети решается методом последовательных приближений. Сначала выбирается некоторый допустимый поток, затем он постепенно шаг за шагом улучшается, приближаясь к оптимальному.

3 Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с теоретической частью к лабораторной работе.

2. Определить пропускные способности каналов C_ij и оптимальные стоимости сетей D для систем распределенной обработки данных при вертикальном (тип распределения - "дерево") и горизонтальном (тип распределения - "шина", "кольцо", "сеть") распределении компонент систем (приложение Г) для заданного преподавателем варианта (приложение Д).

3. Определить среднюю задержку сетей T по пункту 2 при 10-кратном увеличении нагрузки в каналах 1-2.

4. Представить отчет.

4 Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

а) Титульный лист.

б) Графы систем распределенной обработки данных по пункту 2 задания.

в) Таблицу с указанием всех ориентированных путей, cоединяющих узлы отправителя и адресата графов систем распределенной обработки данных по пункту 2 задания.

г) Результаты вычислений по пункту 2 задания.

д) Результаты вычислений по пункту 3 задания.

е) Выводы по пункту 3 задания.

5 Контрольные вопросы

1. Дайте определение задержки на обработку.

2. Дайте определение задержки в очереди.

3. Дайте определение задержки передачи.

4. Дайте определение времени распространения.

5. Сформулируйте задачу выбора пропускных способностей линий связи.

6. Приведите алгоритм минимизации линейной стоимости по пропускным способностям линий связи с использованием метода множителей Лагранжа.

Список литературы

1. Вычислительные сети и сетевые протоколы: Пер. С англ./ Девис Д., Барбер Д., Прайс У., Соломонидес С. - М.: Мир, 1982, -562с., ил.

2. Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989, -544c., ил.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ ДЛИНЫ ПАКЕТА СЕТИ ЭВМ

1 Цель работы

Изучение методики расчета оптимальной длины пакета передачи данных а сети ЭВМ с учетом вероятностных характеристик канала связи, структуры пакета, скорости передачи данных.

2 Теоретическая часть

Для сообщений, передаваемых в сети ЭВМ, длина пакета выбирается постоянной. Разумный её выбор позволит повысить пропускную способность сети и уменьшить нагрузку в ней. Длина пакета не может быть слишком малой, поскольку при фиксированной длине служебной части (заголовка) пакета снижается доля информации сообщения, передаваемая в одном пакете. Кроме того, увеличиваются временные затраты ЭВМ на сборку (разборку) сообщений и объем памяти на хранение описателей пакетов и их заголовков. При большой длине пакета и заданной достоверности передачи данных в канале связи повышается вероятность передачи пакета с ошибкой и, следовательно, частота повторной передачи пакета, что снижает эффективность сети ЭВМ, а также возрастает доля потерь памяти из-за незаполненности информацией пространства, отводимого под последний пакет сообщения (под каждый пакет в памяти ЭВМ отводится страница фиксированной длины).

при w ³ w2

при w < w2 ,

где w₂ - рациональная длина пакета с точки зрения экономии памяти и минимизации системных издержек процессора по сборке (разборке) сообщения;

w₃ - рациональная длина пакета, обеспечивающая максимальную скорость передачи данных при заданной достоверности канала связи.

Полученное значение w^* округляется до ближайшего значения, равного, 2^m где m - целое число.

Если считать, что длина передаваемого сообщения в сети ЭВМ распределена по экспоненциальному закону с математическим ожиданием, равным l (бит), то с точки зрения экономии памяти рациональную длину буфера, отводимого под пакет, а, соответственно и рациональную длину пакета получают следующим образом:

где C - длина заголовка пакета, (бит).

(3)

С учетом системных издержек процессоров ЭВМ на сборку (разборку) сообщения, которые возрастают с уменьшением длины пакета, а также учитывая тенденцию к увеличению длины передаваемых сообщений, целесообразно рациональную длину пакета определять выражением :

,

где K₁ = 1,3 - 1,5.

,

Значение w, при котором эффективная скорость передачи данных S_э максимальна, и соответствует длине пакета w₃. Эффективная скорость передачи пакета по каналу связи:

(4)

где w - длина пакета, (бит) ,

C - длина заголовка пакета, (бит);

t_n - время изменения направления передачи данных, (с);

S_H - номинальная скорость передачи данных по каналу, (бит/с);

p_m - вероятность ошибки в пакете,

p_B - вероятность искажения одного бита передачи .

Длина пакета рассчитывается с помощью (4) перебором вариантов с учетом вероятностных характеристик канала связи, задержек, вносимых оборудованием при изменении направления передачи, числа служебных символов для управления обменом данными (заголовок пакета) и т.п.