Розроблення алгоритмів та моделей керування потоками кадрів у буферах порту комутатора
Автор: Іваськів Богдан Вікторович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Іваськів Б.В., Белей О.І. Розроблення алгоритмів та моделей керування потоками кадрів у буферах порту комутатора. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2024 р. Розширена анотація За останні 10-15 років змінилася інформаційна інфраструктура, концепція побудови телекомунікаційних мереж, створення, зберігання, обробки та поширення інформації. Найважливішою причиною цієї зміни є можливості, які надає мережева технологія. Зі збільшенням обміну інформацією та зв’язку все більше виробничого контенту та операцій виконується за допомогою послуг комунікаційних мереж: електронного документообігу, віртуальних приватних мереж, інформаційних порталів, хмарних сервісів, електронної комерції, IP- телефонії, телемедицини, експертних систем тощо. Використання комутатора замість концентратора дозволяє: - користувачі, підключені до портів IP-комутатора, використовують всю смугу пропускання IP-комутатора при передачі кадрів, що зменшує перевантаження мережі на всіх загальнодоступних смугах пропускання; – на вторинних мережевих пристроях користувачі можуть логічно підключатися до груп незалежно від просторового розташування для підвищення безпеки, гнучкості мережі та зменшення вартості переміщень, додавання та змін; – обслуговувати програми в режимі реального часу з використанням пріоритетних методів; - застосування технології мікросегментації; - організація логічних шляхів між мережевими пристроями на основі технології агрегації портів; – підтримує функції автентифікації та багатоадресної передачі. Важливою характеристикою локальних мереж є нерівномірний розподіл навантаження та нерівномірність інтенсивності повідомлень, що надходять у мережу зв’язку, тому необхідність транспортування сучасного мультисервісного трафіку вимагає відповідних змін у їх обслуговуванні. Щоб усунути короткочасні коливання трафіку, порти IP-комутатора оснащені буферами для тимчасового зберігання кадрів даних, поки комутатор зайнятий обробкою наступного кадру даних. Процесор порту IP-комутатора, його контрольне обладнання та інші ресурси можуть впоратися з очікуваним середнім навантаженням, але немає гарантії, що IP-комутатор зможе впоратися з піковими навантаженнями. Співвідношення пікової інтенсивності трафіку до середньої інтенсивності трафіку, виміряної за період часу, для регіональної мережі зазвичай знаходиться в діапазоні 50:1 або 100:1. Чим більше пам’ять порту, тим менша ймовірність втрати кадрів через перевантаження, але якщо швидкість трафіку не тимчасова, може статися переповнення буфера, що призведе до втрати кадру; Базуючись на теоретичних основах, модель потоку описується на основі поглибленого дослідження потоків, що виникають у мережах з комутацією каналів, а потім узагальнюється на мережі з комутацією пакетів. У той час мережі з комутацією пакетів мали менше користувачів і в основному передавали еластичний трафік. Ця модель відома як найпростіший потік у теорії телекомунікаційного трафіку. Об’єктом дослідження є потоки кадрів у буферах порту комутатора. Предметом дослідження є алгоритми та моделі керування потоками кадрів у буферах порту комутатора. Метою даної роботи є розробка алгоритмів та моделей керування потоками кадрів у буферах порту комутатора. Методи дослідження включають аналіз, порівняння, систематизацію та узагальнення даних про існуючі та розроблені методи автоматизованого тестування та створення конструкторів, знання сучасних мережевих технологій при побудові мережевих додатків, тестування комп’ютерного інтерфейсу для розширення та оптимізації мереж. В результаті проведеного дослідження було виявлено, що потік пакетів UDP зберігає самоподібність до певної межі ?=1000. Зі збільшенням частоти дискретизації ? збільшується не тільки очікування вибірки, але також збільшується розкид очікування вибірки. Фрактальні елементи трафіку UDP розділені. Самоподібність ряду UDP H=0,95. Збільшення параметра масштабування (amax=500) зменшує значення параметра самоподібності, але процес все ще підтримує самоподібність. – Можна побачити, що дисперсія вибіркового середнього зменшується повільніше, ніж зворотна величина розміру вибірки через процес агрегування (m=2,...,250,...,2000) і показано повільне спадання дисперсії. В спроектованій системі графічно перевіряється наявність тривалої залежності від АКФ і будуються автокореляційні графіки рядів TCP, ARP і UDP. ACF також має QM, який синтезує кілька загальних процесів моніторингу. Тестування ACF на випадково змішаних серіях показує, що інтимність стосунків тимчасово знижується в тривалих стосунках. Побудовано залежність АКФ від самоподібності H. Ключові слова – комутатор, порт, мережеві технології, мережевий додаток, тестування, інтерфейс, потоки кадрів, трафік. Список використаних джерел. 1. Matuska S, Machaj J, Hutar M, Brida P. A Development of an IoT-Based Connected University System: Progress Report. Sensors. 2023; 23(6):2875. https://doi.org/10.3390/s23062875. 2. A. Fernandez-Pacheco, S. Martin and M. Castro, "Implementation of an Arduino Remote Laboratory with Raspberry Pi." 2019 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), Dubai, United Arab Emirates, 2019, pp. 1415- 1418, DOI: 10.1109/EDUCON.2019.8725030. 3. Belej O., Lohutova T., Halkiv L. (2021) Development of Evaluation Templates for the Protection System of Wireless Sensor Network. In: Ageyev D., Radivilova T., Kryvinska N. (eds) Data-Centric Business and Applications. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, vol 69. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-71892-3_10 4. O. Belej, N. Spas and I. Artyshchuk, "Development of an Algorithm for Detecting Cyberattacks in Distributed Information Systems," 2021 IEEE 16th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT), 2021, pp. 325-328, doi: 10.1109/CSIT52700.2021.9648805. - https://ieeexplore.ieee.org/document/9648805