Пакет wanModeling.util
Можно выделить две категории задач решаемых с помощью пакета wanModeling.util: обеспечение XML интерфейса и работа со шкалой времени.
Пакет wanModeling.smso
Этот пакет содержит классы, модели сети ЭВМ.
Класс Model является точкой входа в программу. В нем происходит чтение конфигурационных данных, построение графа сети на основании прочитанных данных, моделирование работы сети и вывод результатов моделирования.
Класс ParamReader предназначен для загрузки конфигурационных данных моделируемой сети в оперативную память ЭВМ.
Класс Param генерирует нормально распределенную величину по заданным параметрам распределения. Используется генератор случайных чисел java.util. Random [8].
Класс MessageParam используется для генерации новых сообщений, учета количества сгенерированных сетевым элементом сообщений и учета количества сетевых элементов, которые могут генерировать сообщения. Каждый экземпляр этого класса является конфигурацией сообщений, применимой к группе узлов графа сети.
Класс NodeParam используется для создания узлов графа сети в зависимости от конфигурационных параметров модели для этого типа узлов.
Класс Graph необходим для создания графа моделируемой сети и агрегации корневых элементов этого графа.
Класс NodeId содержит полный адрес узла в графе моделируемой сети. Компонентами адреса являются тип узла, порядковый номер соответствующего сетевого элемента и уникальный идентификатор среди всех объектов данного поддерева.
Класс Message представляют собой модель автономного сообщения, которое может быть передано от одного сетевого элемента к другому.
Класс Node является моделью узла графа сети и моделирует генерацию и передачу автономных сообщений.
Класс NodeStats является суперклассом для класса Node и необходим для накопления и вывода статистической информации о сети.
Примеры использования имитационной модели генератора автономных сообщений в глобальных сетях ЭВМ
В качестве примера использования имитационной модели генератора автономных сообщений в глобальных сетях ЭВМ был выбран наиболее типичный сценарий формирования неисправностей: нормальное функционирование сети без критических ситуаций. Под критической ситуацией понимается множественный выход из строя линий связи или сетеобразующего оборудования, случающийся достаточно редко и формирующий интенсивный кратковременный поток сообщений о неисправностях. На основании эмпирических данных, полученных при наблюдении за реальными ATM и Frame-Relay сетями, при нормальной работе сети физический порт выходит из строя в среднем каждые 12 часов. Неисправность ликвидируется (о чем также выдается автономное сообщение) в среднем через 2 часа после поломки.
Конфигурация сети для построения имитационного графа была также построена на основании усредненных данных о конфигурациях различных ATM и Frame-Relay сетей:
количество сетевых элементов -- 200;
с каждым сетевым элементом соединено по одному шасси;
в каждом шасси в среднем по 20 сетевых карт;
каждая карта имеет в среднем 4 физических порта;
средние веса связей легкого типа между всеми типами узлов графа 40, 30, 20, 10, 5 и 2 мс соответственно;
средний вес связей тяжелого типа -- 3000 мс;
сообщения посылают физические порты в среднем 1 раз в 6 часов;
моделируемое время -- 24 часа.
При моделировании сети с такими конфигурационными параметрами был собрана следующая статистическая информация:
количество узлов графа -- 92427;
количество сетевых карт -- 3928;
количество физических портов, логических портов и логических туннелей -- 29366;
количество сгенерированных сообщений -- 104287;
количество переданных сообщений -- 521324.
В результате моделирования сети была получена зависимость входного потока информации о текущем состоянии оборудования от времени. В данном случае имеет смысл рассматривать поток информации на временах больших двух периодов появления неисправностей в моделируемых узлах сети, т.е. более 12 часов от начала моделирования. Это связано с тем, что в начальные два периода появления неисправностей сеть переходит от состояния, когда все узлы функционируют нормально и поток сообщений равен нулю, в состояние, когда часть сетевых элементов выведены из строя и поток сообщений изменяется только в определенных пределах, что является свойством модели, а не реальной сети. Относительная погрешность всех измерений составляет 10-15 % и обусловлена скачкообразностью потока входных сообщений и, следовательно, скачкообразностью использования ресурсов серверов исполнения.
Выводы
В ходе данной работы проведен анализ требований, предъявляемых к имитационной модели входящего потока информации о текущем состоянии оборудования в глобальной сети ЭВМ. Кроме этого был произведен качественный анализ существующих подходов к моделированию глобальных сетей ЭВМ, в результате чего сделан вывод о сложности их использования для моделирования потока автономных сообщений о неисправностях.
Предложен подход к разработке имитационной модели потока информации о текущем состоянии оборудования, сущность которого заключается в представлении объекта моделирования (глобальной сети ЭВМ) в виде графа, связанного ребрами различных весов. Конфигурация модели не привязывается к конкретной сети и формируется случайным образом на основании конфигурируемых ограничений, установленных на основании эмпирических данных о существующих на сегодняшний день глобальных сетях ЭВМ. Представлены принципы реализации имитационной модели, описаны основные классы, типы, структуры данных и взаимодействия между ними. Задание конфигурационных параметров, а также вывод результатов моделирования производится с помощью языка XML.
В качестве примера использования имитационной модели выбран наиболее типичный сценарий формирования автономных сообщений о неисправностях в современных глобальных сетях ЭВМ. Результатом моделирования стал случайный входной поток информации о текущем состоянии оборудования интенсивностью в среднем 10 сообщений в секунду. Выполнено сравнение данного потока с потоками сообщений о неисправностях в реальной сети со сходной архитектурой и количественными показателями. Результаты моделирования по всем характеристикам адекватны характеристикам реального потока и могут быть эффективно использованы в качестве исходных данных для имитационной модели СМСО.
Литература
1. Сети ЭВМ / В.М.Глушков, Л.А.Калиниченко, В.Г.Лазарев, В.И.Сифоров. -- М.: Связь, 1977. -- 279 с.
2. Бабенко К.Ю, Панченко А.Ю. Моделирование системы мониторинга состояния оборудования для глобальных сетей ЭВМ // Реєстрація, зберігання i оброб. даних. -- 2002. -- Т. 4. -- № 3. -- С. 113-121.
3. Бабенко К.Ю. Особенности реализации подсистемы обработки входящих сообщений для систем мониторинга состояния оборудования // Пробл. программир. -- 2002. -- № 1-2. -- С. 205-210.
4. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей: Энциклопедия. -- С-Пб.: Питер, 2000. --704 с.
5. Нетесин И.Е. Модели обслуживания очередей запросов к серверам // Пробл. программир. -- 2002. -- № 1-2. -- С. 265-271.