Изучение хаотического поведения высокоскоростных сетей связи иформационных систем
Анотація
Проблема самоподоби в різних областях науки та техніки цікавила дослідників давно. Поява та широке розповсюдження комп’ютерних мереж, а також зріст кількості різноманітних послуг привело до того, що мережевий трафік став більш складним і непередбачуваним. Особливо сильно ці властивості стали проявлятися з появою технологій високошвидкісної передачі даних. Це пов’язано з тим, що одним із основних показників якості (QoS) роботи мережі з пакетною передачею даних є кількість втрачених пакетів. Втрата пакетів призводить до додаткового навантаження на мережу і зрештою до «заторів». При великих швидкостях передачі даних втрата пакетів, що виражається в долях відсотка сприяє значним стратам інформації. В багаточисленних роботах, присвячених дослідженню мереженого трафіка було показано, що вказані вище явища пов’язані з властивостями самоподібного трафіка, основною причиною якого є поведінка протоколу TCP. Проте до сіх пір не були запропоновані моделі, які б адекватно описували поведінку систем зв’язку інформаційних систем, що дозволили б застосувати весь арсенал класичних методів аналізу нелінійних динамічних систем. В роботі пропонується новий підхід щодо аналізу поведінки мереж зв’яку інформаційних систем з протоколом TCP – розгляд їх як нелінійних динамічних систем, що проявляють хаотичні властивості за наявності визначених значень параметрів. Побудовані фазові портрети досліджуваної системи, розраховані показники Ляпунова для різних значень основних параметрів системи. Запропоновані рекомендації щодо проектування та експлуатації високошвидкісних оптичних мереж зв’язку інформаційних систем.
Завантаження
Посилання
Willinger W., Taqqu M.S., Erramilli A. A bibliographical guide to self-similar traffic and performance modeling for modern high-speed networks // Stochastic Networks: Theory and Applications, Royal Statistical Society Lecture Notes Series. – 1996. – Vol. 4. – P. 339 - 366.
Mandelbrot B.B. Self-similar error clusters in communications systems and the concept of conditional systems and the concept of conditional stationarity // IEEE Transactions on Communications Technology. – 1965. – Vol. 13, issue 1. – P. 71 - 90.
Leland W.E., Taqqu M.S., Willinger W., and Wilson D.V. On the self-similarnature of ethernet traffic // IEEE/ACM Transactions of Networking. – 1994. – Vol. 2, issue 1. – P.1 - 15.
Floys F., Simulator tests [Online resource]. – 1995. – Access mode: ftp://ftp.ee.lbl.gov/papers/simtests.ps.Z, NS is available at http://www-nrg.ee.lbl.gov/.
Zhu C., Yang O.W.W., Aweya J., Oullete M., Montuno D.Y. A comparison of active queue management algorithms using the OPNET Modeler // IEEE Communication Magazine. – 2002. – Vol. 40, issue 6. – P. 158 - 167.
Veres A, Boda V. The chaotic nature of TCP congestion control // In Proc. IEEEINFOCOM. – 2000. – P. 1715 - 1723.
Feng W., Tinnakornsrisuphap P. The failure of TCP in High-Performance Computational Grids // In Proceedings of International Conference on Parallel Processing (ICPP'00). – 2000. – Article №. 37.
Feng W., Tinnakornsrisuphap P. The Adverse Impact of the TCP Congestion-Control Mechanism in Distributed Systems // In Proceedings ICPP'00 of International Conference on Parallel Processing. –2000. – P. 299 - 306.
Nagle J. RFC896-Congestion control in IP/TCP internetworks. – 1984.
Jacobson V. Congestion Avoidance and Control // In Proceedings of the SIGCOMM'88 Symposium. – 1988. – Vol. 18, issue 4. – P. 314 - 332.
Brakmo L., Peterson L. TCPVegas: End to End Congestion Avoidance on a Global Internet // IEEE Journal of Selected Areas in Communications. – 1995. – Vol. 13, issue 8. – P. 1465 - 1480.
Floyd S. and Jacobson V. Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance // IEEE/ACM Transactions on Networking. – 1993. – Vol. 1, issue 4. – P. 397 - 413.
Simulator NS-3 and concomitant documentation [Online resource]. – Access mode: http://nsnam.org.
Packard N.H., Crutchfield J.P., Farmer J.D. and Shaw R.S. Geometry from a Time Series // Physical Review Letters. – 1980. – Vol. 45. – P. 712 - 716.
Benettin G., Galgani L., Giorgilli A., Strelcyn J.M. Lyapunov characteristic exponents for smooth Dynamical systems; a method for computing all of them. Part 1: Theory; Part 2: Numerical application // Meccanica. –1980. – Vol. 15. – P. 9 - 30.
Hegger R., Kantz H., Schreiber T. The package of TISEAN programs and concomitant documentation [Online resource]. – Access mode: http://www.mpipks-dresden.mpg.de/~tisean/.
Hegger R., Kantz H., Schreiber T. Practical implementation of nonlinear time series methods: The TISEAN package // Chaos. – 1999. – Vol. 9, issue 2. – P. 413 - 435.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
