Имитационное моделирование сети Ethernet в среде GPSS World

Размещено на http://www.allbest.ru/

Республика Казахстан

Алматинский институт Энергетики и Связи

Кафедра Автоматической Электросвязи

Пояснительная записка

к курсовой работе

Тема: Имитационное моделирование сети Ethernet в среде GPSS World

Приняла:

Мухашова М.Б.

“___”__________2008

Выполнил: студент

группы БРЭ-05-11

Хан Ю.С.

Вариант №31

Алматы 2007

ЗАДАНИЕ

ethernet станция моделирование

Задание 1. Раскрыть технологию Ethernet. Построить схему сети, описать алгоритм работы.

Задание 2. Внести изменения в базовую модель 10 - мегабитной сети Ethernet, в соответствии с вариантом (50 дополнительных станций). Запустить процесс моделирования и получить результаты. Результаты моделирования представить в виде стандартного отчета GPSS World, гистограмм и таблицы. Сделать сравнительный анализ показателей работы сети до и после ввода дополнительных станций, результатов аналитического и имитационного моделирования.

Задание 3. Провести испытания с разработанной моделью и получить зависимости y=f(x), переменные x и y указаны для каждого варианта отдельно. Сделать анализ полученных результатов.

Исходные данные:

Количество дополнительных станций: N=50

y=Time - среднее время ожидания обслуживания;

x=Max - максимальное сообщение в битах;

Содержание

• Задание
• Введение
• Задание 1
• Задание 2
• Задание 3
• Вывод
• Список использованной литературы
• ВВЕДЕНИЕ

Ethernet - это самая распространенная на сегодняшний день технология локальных сетей. В широком смысле Ethernet - это целое семейство технологий, включающее различные фирменные и стандартные варианты, из которых наиболее известны фирменный вариант Ethernet DIX, 10-мегабитные варианты стандарта IEEE 802.3, а также новые высокоскоростные технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Почти все виды технологий Ethernet используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод случайного доступа CSMA/CD, который определяет облик технологии в целом.

Важным явлением в сетях Ethernet является коллизия - ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Наличие коллизий - это неотъемлемое свойство сетей Ethernet, являющееся следствием принятого случайного метода доступа. Возможность четкого распознавания коллизий обусловлена правильным выбором параметров сети, в частности соблюдением соотношения между минимальной длиной кадра и максимально возможным диаметром сети.

На характеристики производительности сети большое значение оказывает коэффициент использования сети, который отражает ее загруженность. При значениях этого коэффициента свыше 50 % полезная пропускная способность сети резко падает: из-за роста интенсивности коллизий, а также увеличения времени ожидания доступа к среде.

В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домена коллизий. Домен коллизий (collision domain) - это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Домен коллизий соответствует одной разделяемой среде. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий.

Узлы, образующие один домен коллизий, работают синхронно, как единая распределенная электронная схема.

ЗАДАНИЕ 1

Ethernet - наиболее популярный протокол канального уровня, рассчитанный на параллельное подключение всех узлов сети к общей для них шине - отрезку коаксиального кабеля.

· IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) - институт инженеров по электронике и радиотехнике (ИИЭР), организация, занимающаяся, в частности, стандартизацией локальных сетей.

· IEEE 802.3 - стандарт IEEE, которому удовлетворяет сеть Ethernet.

· Домен коллизий (collision domain) - это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла.

Рисунок 1. - Структура схема терминов

Происхождение Ethernet

Сеть Ethernet была разработана в Исследовательском Центре PARC- Palo Alto Research Center, принадлежащего компании Xerox, в 1970гг. Ethernet послужила технологической основой для спецификации IEEE 802.3. Сразу после этого, компании Digital Equipment , Intel и Xerox совместно разработали и реализовали спецификацию Ethernet (Версии 2.0), которая в основном была совместима с IEEE 802.3.

В настоящее время протоколы Ethernet и IEEE 802.3 занимают основное место среди протоколов Локальных Сетей (LAN - local-area network). Термин Ethernet часто используется для обозначения всех сетей, использующих метод Множественного Доступа с Контролем Несущей и Обнаружением Коллизий (CSMA/CD - carrier sense multiple access/collision detection), которые в основном совместимы со спецификациями Ethernet, включая IEEE 802.3.

Таким образом, появившись на свет, сеть Ethernet заполнила нишу между глобальными и низкоскоростными сетями и стала работать в компьютерных центрах для быстрой передачи данных на очень ограниченные расстояния. Ethernet нашла прекрасное применение в локальных сетях, где коммуникационное оборудование должно выдерживать большие нагрузки в случайные моменты времени, передавая огромный объем данных.

Эта структура появилась в результате большой работы, проведенной комитетом 802, в результате канальный уровень был разделен на два подуровня. Описание каждой технологии разделено на две части: описание уровня MAC и описание физического уровня. Как видно из рисунка, у сетевой технологии единственному протоколу уровня MAC соответствует несколько вариантов протоколов физического уровня.

Основу стандарта 802.3 составила технология Ethernet, разработанная компаниями Digital, Intel и Xerox (или Ethernet DIX). Последний фирменный стандарт Ethernet DIX был принят в 1980 году, и с тех пор никто больше не предпринимал попыток фирменного развития Ethernet. Все новшества в семействе технологий Ethernet вносятся только в результате принятия открытых стандартов комитетом 802.3.



Рисунок 2. - Структура стандарта IEEE 802.3

Технология Ethernet (802.3)

Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей.

В более узком смысле Ethernet - это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году.

Метод доступа был опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского университета использовались различные варианты случайного доступа к общей радиосреде, получившие общее название Aloha.

В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля, который стал последней версией фирменного стандарта Ethernet. Поэтому фирменную версию стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX или Ethernet П.

На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые различия все же имеются. В то время как в стандарте IEEE 802.3 различаются уровни MAC и LLC, в оригинальном Ethernet оба эти уровня объединены в единый канальный уровень.

В Ethernet DIX определяется протокол тестирования конфигурации (Ethernet Configuration Test Protocol), который отсутствует в IEEE 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают. Часто для того, чтобы отличить Ethernet, определенный стандартом IEEE, и фирменный Ethernet DIX, первый называют технологией 802.3, а за фирменным оставляют название Ethernet без дополнительных обозначений.

Ethernet и IEEE 802.3 определяют схожие технологии. Обе относятся к локальным сетям типа CSMA/CD. Рабочие станции в CSMA/CD LAN имеют постоянный доступ к сети. Перед передачей данных станции CSMA/CD "прослушивают" сеть - работает ли с ней еще кто. Если да, то станция, желающая передать данные, ожидает. Если сеть свободна, станция передает данные. Конфликт возникает, когда две станции, "услышав", что сеть не занята, начинают передачу одновременно. Данные в таком случае портятся, и станции должны передать их еще раз через некоторое время. Алгоритмы Ожидания (Backoff) определяют, когда конфликтующие станции должны передать данные снова. Итак, станции CSMA/CD могут определить конфликт, и знают, когда им надо повторить передачу.

Обе сети - Ethernet и IEEE 802.3 - относятся к широковещательным. Другими словами, все станции видят все пакеты данных, независимо от того, куда они направляются. Каждая станция должна проверить полученные пакеты, чтобы определить, кому они предназначены. Если данные пришли по назначению, то они пропускаются для дальнейшей обработки на более высоком уровне.

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, lOBase-FB.

Все виды стандартов Ethernet (в том числе Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод CSMA/CD - метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection).

Время двойного оборота и распознавание коллизий

Четкое распознавание коллизий всеми станциями сети является необходимым условием корректной работы сети Ethernet. Если какая-либо передающая станция не распознает коллизию и решит, что кадр данных ею передан верно, то этот кадр данных будет утерян. Из-за наложения сигналов при коллизии информация кадра исказится, и он будет отбракован принимающей станцией. Скорее всего, искаженная информация будет повторно передана каким-либо протоколом верхнего уровня, например транспортным или прикладным, работающим с установлением соединения. Но повторная передача сообщения протоколами верхних уровней произойдет через значительно более длительный интервал времени (иногда даже через несколько секунд) по сравнению с микросекундными интервалами, которыми оперирует протокол Ethernet. Поэтому если коллизии не будут надежно распознаваться узлами сети Ethernet, то это приведет к заметному снижению полезной пропускной способности данной сети.

Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга станциями сети (в одну сторону проходит неискаженный сигнал, а на обратном пути распространяется уже искаженный коллизией сигнал), то это время называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV).

В стандарте Ethernet принято, что минимальная длина поля данных кадра составляет 46 байт (что вместе со служебными полями дает минимальную длину кадра 64 байт, а вместе с преамбулой - 72 байт или 576 бит). Отсюда может быть определено ограничение на расстояние между станциями.

Итак, в 10-мегабитном Ethernet время передачи кадра минимальной длины равно 575 битовых интервалов, следовательно, время двойного оборота должно быть меньше 57,5 мкс. Расстояние, которое сигнал может пройти за это время, зависит от типа кабеля и для толстого коаксиального кабеля равно примерно 13 280 м. Учитывая, что за это время сигнал должен пройти по линии связи дважды, расстояние между двумя узлами не должно быть больше 6 635 м. В стандарте величина этого расстояния выбрана существенно меньше, с учетом других, более строгих ограничений.

Форматы кадров технологии Ethernet

Стандарт технологии Ethernet, описанный в документе IEEE 802.3, дает описание единственного формата кадра уровня MAC. Так как в кадр уровня MAC должен вкладываться кадр уровня LLC, описанный в документе IEEE 802.2, то по стандартам IEEE в сети Ethernet может использоваться только единственный вариант кадра канального уровня, заголовок которого является комбинацией заголовков MAC и LLC подуровней.

Тем не менее, на практике в сетях Ethernet на канальном уровне используются кадры 4-х различных форматов (типов). Это связано с длительной историей развития технологии Ethernet, насчитывающей период существования до принятия стандартов IEEE 802, когда подуровень LLC не выделялся из общего протокола и, соответственно, заголовок LLC не применялся.

Консорциум трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году представил на рассмотрение комитету 802.3 свою фирменную версию стандарта Ethernet (в которой был, естественно, описан определенный формат кадра) в качестве проекта международного стандарта, но комитет 802.3 принял стандарт, отличающийся в некоторых деталях от предложения DIX. Отличия касались и формата кадра, что породило существование двух различных типов кадров в сетях Ethernet.

Еще один формат кадра появился в результате усилий компании Novell по ускорению работы своего стека протоколов в сетях Ethernet.

И наконец, четвертый формат кадра стал результатом деятельности комитета 802:2 по приведению предыдущих форматов кадров к некоторому общему стандарту.

Различия в форматах кадров могут приводить к несовместимости в работе аппаратуры и сетевого программного обеспечения, рассчитанного на работу только с одним стандартом кадра Ethernet. Однако сегодня практически все сетевые адаптеры, драйверы сетевых адаптеров, мосты/коммутаторы и маршрутизаторы умеют работать со всеми используемыми на практике форматами кадров технологии Ethernet, причем распознавание типа кадра выполняется автоматически.

Ниже приводится описание всех четырех типов кадров Ethernet (здесь под кадром понимается весь набор полей, которые относятся к канальному уровню, то есть поля MAC и LLC уровней). Один и тот же тип кадра может иметь разные названия, поэтому ниже для каждого типа кадра приведено по нескольку наиболее употребительных названий:

· кадр 802.3/LLC (кадр 802.3/802.2 или кадр Novell 802.2);

· кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3);

· кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II);

· кадр Ethernet SNAP.

Форматы всех этих четырех типов кадров Ethernet приведены на рис. 3.

Рисунок 3. - Форматы кадров Ethernet

Спецификации физической среды Ethernet

Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0,5 дюйма. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие использовать различные среды передачи данных. Метод доступа CSMA/CD и все временные параметры остаются одними и теми же для любой спецификации физической среды технологии Ethernet 10 Мбит/с.

Физические спецификации технологии Ethernet на сегодняшний день включают следующие среды передачи данных.

· 10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый "толстым" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 500 метров (без повторителей).

· 10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый "тонким" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 185 метров (без повторителей).

· 10Base-T - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом - не более 100 м.

· 10Base-F - волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T. Имеется несколько вариантов этой спецификации - FOIRL (расстояние до 1000 м), 10Base-FL (расстояние до 2000 м), 10Base-FB (расстояние до 2000 м).

Число 10 в указанных выше названиях обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов - 10 Мбит/с, а слово Base - метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц (в отличие от методов, использующих несколько несущих частот, которые называются Broadband - широкополосными). Последний символ в названии стандарта физического уровня обозначает тип кабеля.

Домен коллизий

В технологии Ethernet, независимо от применяемого стандарта физического уровня, существует понятие домена коллизий.

Домен коллизий (collision domain) - это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Домен коллизий соответствует одной разделяемой среде. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий.

Рисунок 4. - Иерархическое соединение концентраторов Ethernet

Приведенная на рис. 4 сеть представляет собой один домен коллизий. Если, например, столкновение кадров произошло в концентраторе 4, то в соответствии с логикой работы концентраторов 10Base-T сигнал коллизии распространится по всем портам всех концентраторов.

Если же вместо концентратора 3 поставить в сеть мост, то его порт С, связанный с концентратором 4, воспримет сигнал коллизии, но не передаст его на свои остальные порты, так как это не входит в его обязанности. Мост просто отработает ситуацию коллизии средствами порта С, который подключен к общей среде, где эта коллизия возникла. Если коллизия возникла из-за того, что мост пытался передать через порт С кадр в концентратор 4, то, зафиксировав сигнал коллизии, порт С приостановит передачу кадра и попытается передать его повторно через случайный интервал времени. Если порт С принимал в момент возникновения коллизии кадр, то он просто отбросит полученное начало кадра и будет ожидать, когда узел, передававший кадр через концентратор 4, не сделает повторную попытку передачи. После успешного принятия данного кадра в свой буфер мост передаст его на другой порт в соответствии с таблицей продвижения, например на порт А. Все события, связанные с обработкой коллизий портом С, для остальных сегментов сети, которые подключены к другим портам моста, останутся просто неизвестными.

Узлы, образующие один домен коллизий, работают синхронно, как единая распределенная электронная схема.

Методика расчета конфигурации сети Ethernet

Соблюдение многочисленных ограничений, установленных для различных стандартов физического уровня сетей Ethernet, гарантирует корректную работу сети (естественно, при исправном состоянии всех элементов физического уровня).

Наиболее часто приходится проверять ограничения, связанные с длиной отдельного сегмента кабеля, а также количеством повторителей и общей длиной сети. Правила "5-4-3" для коаксиальных сетей и "4-х хабов" для сетей на основе витой пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности сети, но и оставляют большой "запас прочности" сети. Например, если посчитать время двойного оборота в сети, состоящей из 4-х повторителей 10Base-5 и 5-ти сегментов максимальный длины 500 м, то окажется, что оно составляет 537 битовых интервала. А так как время передачи кадра минимальной длины, состоящего вместе с преамбулой 72 байт, равно 575 битовым интервалам, то видно, что разработчики стандарта Ethernet оставили 38 битовых интервала в качестве запаса для надежности. Тем не менее, комитет 802.3 говорит, что и 4 дополнительных битовых интервала создают достаточный запас надежности.

Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные о задержках, вносимых повторителями и различными средами передачи данных, для тех специалистов, которые хотят самостоятельно рассчитывать максимальное количество повторителей и максимальную общую длину сети, не довольствуясь теми значениями, которые приведены в правилах "5-4-3" и "4-х хабов".

Особенно такие расчеты полезны для сетей, состоящих из смешанных кабельных систем, например коаксиала и оптоволокна, на которые правила о количестве повторителей не рассчитаны. При этом максимальная длина каждого отдельного физического сегмента должна строго соответствовать стандарту, то есть 500 м для "толстого" коаксиала, 100 м для витой пары и т. д.

Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо выполнение четырех основных условий:

· количество станций в сети не более 1024;

· максимальная длина каждого физического сегмента не более величины, определенной в соответствующем стандарте физического уровня;

· время двойного оборота сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не более 575 битовых интервала;

· сокращение межкадрового интервала IPG (Path Variability Value, PW) при прохождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала. Так как при отправке кадров конечные узлы обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала, то после прохождения повторителя оно должно быть не меньше, чем

96 - 49 = 47 битовых интервала.

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и общую длину сети в 2500 м.

ЗАДАНИЕ 2

Листинг программы, отражающий имитационное моделирование сети Ethernet в среде GPSS World:

Node_Count EQU 100

Intermessage_Time EQU 1.0

Min_Msg EQU 512

Max_Msg EQU 12144

Fraction_Short_Msgs EQU 600

Slot_Time EQU 0.0512

Jam_Time EQU 0.0032

Backoff_Limit EQU 10

Interframe_Time EQU 0.0096

Определение функции и переменных

Backoff_Delay VARIABLE Slot_Time#V$Backrandom

Backrandom VARIABLE 1+(RN4@((2^V$Backmin)-1))

Backmin VARIABLE (10#(10'L'P$Retries))+(P$Retries#(10'GE'P$Retries))

Node_Select VARIABLE 1+(RN3@Node_Count)

Collide VARIABLE ABS((X$Xmit_Node-P$Node_ID)/100000)'GE'(AC1-X$Xmit_Begin)

Msgtime VARIABLE (0.0001)#V$Msgrand

Msgrand VARIABLE Min_Msg+(RN1'G'Fraction_Short_Msgs)#(Max_Msg-Min_Msg)

Диаграмма задержки сообщения

Msg_Delays QTABLE Global_Delays,1,1,20

Главная часть модели

Генерация сообщений

GENERATE (Exponential(1,0,Intermessage_Time))

ASSIGN Node_ID,V$Node_Select

ASSIGN Message_Time,V$Msgtime

ASSIGN Retries,0

QUEUE Global_Delays

SEIZE P$Node_ID

Try_To_Send PRIORITY 1

SEIZE Jam

RELEASE Jam

TEST E F$Ethernet,1,Start_Xmit

Ethernet занят. Проверим, находимся ли мы в окне коллизии передающего узла

Если это не так, данный узел в любом случае начнет передачу, т.к. несущая не будет обнаружена. В этом случае начнем передачу, т.к. несущая не будет обнаружена. В этом случае мы должны инициировать коллизию. Если задержка распространения до передающего узла больше или равна времени передачи, происходит коллизия.

TEST E V$Collide,1,Start_Xmit ;

Коллизия

Collision PREEMPT Ethernet,PR,Backoff,,RE

SEIZE Jam

ADVANCE Jam_Time

RELEASE Jam

RELEASE Ethernet

PRIORITY 0

Backoff ASSIGN Retries+,1

TEST LE P$Retries,Backoff_Limit,Xmit_Error

ADVANCE V$Backoff_Delay

TRANSFER ,Try_To_Send

Занятие Ethernet и начало передачи

Start_Xmit SEIZE Ethernet

SAVEVALUE Xmit_Node,P$Node_ID

SAVEVALUE Xmit_Begin,AC1

PRIORITY 0

ADVANCE P$Message_Time

ADVANCE Interframe_Time

RELEASE Ethernet

Free_Node RELEASE P$Node_ID

DEPART Global_Delays

TERMINATE

Xmit_Error SAVEVALUE Error_Count+,1

TRANSFER ,Free_Node

Сегмент таймера

GENERATE 1000

TERMINATE 1

Рисунок 5. - Журнал программы

Отчет программы:

GPSS World Simulation Report - Хан Юлия БРЭ-05-11.2.1

Monday, April 28, 2008 20:01:30

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 1000.000 35 102 0

NAME VALUE

BACKMIN 10011.000

BACKOFF 18.000

BACKOFF_DELAY 10009.000

BACKOFF_LIMIT 10.000

BACKRANDOM 10010.000

COLLIDE 10013.000

COLLISION 12.000

ERROR_COUNT UNSPECIFIED

ETHERNET 10022.000

FRACTION_SHORT_MSGS 600.000

FREE_NODE 29.000

GLOBAL_DELAYS 10017.000

INTERFRAME_TIME 0.010

INTERMESSAGE_TIME 1.000

JAM 10021.000

JAM_TIME 0.003

MAX_MSG 12144.000

MESSAGE_TIME 10019.000

MIN_MSG 512.000

MSGRAND 10015.000

MSGTIME 10014.000

MSG_DELAYS 10016.000

NODE_COUNT 100.000

NODE_ID 10018.000

NODE_SELECT 10012.000

RETRIES 10020.000

SLOT_TIME 0.051

START_XMIT 22.000

TRY_TO_SEND 7.000

XMIT_BEGIN 10024.000

XMIT_ERROR 32.000

XMIT_NODE 10023.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 914 0 0

2 ASSIGN 914 0 0

3 ASSIGN 914 0 0

4 ASSIGN 914 0 0

5 QUEUE 914 0 0

6 SEIZE 914 0 0

TRY_TO_SEND 7 PRIORITY 920 0 0

8 SEIZE 920 0 0

9 RELEASE 920 0 0

10 TEST 920 0 0

11 TEST 440 0 0

COLLISION 12 PREEMPT 3 0 0

13 SEIZE 3 0 0

14 ADVANCE 3 0 0

15 RELEASE 3 0 0

16 RELEASE 3 0 0

17 PRIORITY 3 0 0

BACKOFF 18 ASSIGN 6 0 0

19 TEST 6 0 0

20 ADVANCE 6 0 0

21 TRANSFER 6 0 0

START_XMIT 22 SEIZE 917 0 0

23 SAVEVALUE 917 0 0

24 SAVEVALUE 917 0 0

25 PRIORITY 917 0 0

26 ADVANCE 917 0 0

27 ADVANCE 914 0 0

28 RELEASE 914 0 0

FREE_NODE 29 RELEASE 914 0 0

30 DEPART 914 0 0

31 TERMINATE 914 0 0

XMIT_ERROR 32 SAVEVALUE 0 0 0

33 TRANSFER 0 0 0

34 GENERATE 1 0 0

35 TERMINATE 1 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

1 17 0.012 0.718 1 0 0 0 0 0

2 10 0.010 1.010 1 0 0 0 0 0

3 11 0.010 0.873 1 0 0 0 0 0

4 10 0.015 1.535 1 0 0 0 0 0

5 10 0.012 1.155 1 0 0 0 0 0

6 6 0.009 1.488 1 0 0 0 0 0

7 4 0.003 0.773 1 0 0 0 0 0

8 9 0.011 1.253 1 0 0 0 0 0

9 8 0.007 0.858 1 0 0 0 0 0

10 9 0.007 0.743 1 0 0 0 0 0

11 10 0.009 0.886 1 0 0 0 0 0

12 7 0.009 1.262 1 0 0 0 0 0

13 8 0.008 0.964 1 0 0 0 0 0

14 8 0.007 0.935 1 0 0 0 0 0

15 8 0.014 1.718 1 0 0 0 0 0

16 13 0.019 1.481 1 0 0 0 0 0

17 10 0.007 0.692 1 0 0 0 0 0

18 10 0.006 0.558 1 0 0 0 0 0

19 10 0.009 0.870 1 0 0 0 0 0

20 9 0.007 0.728 1 0 0 0 0 0

21 7 0.004 0.616 1 0 0 0 0 0

22 14 0.011 0.801 1 0 0 0 0 0

23 10 0.012 1.158 1 0 0 0 0 0

24 11 0.017 1.577 1 0 0 0 0 0

25 8 0.009 1.090 1 0 0 0 0 0

26 2 0.002 0.832 1 0 0 0 0 0

27 12 0.015 1.234 1 0 0 0 0 0

28 13 0.008 0.606 1 0 0 0 0 0

29 15 0.014 0.917 1 0 0 0 0 0

30 11 0.012 1.048 1 0 0 0 0 0

31 16 0.008 0.503 1 0 0 0 0 0

32 9 0.008 0.939 1 0 0 0 0 0

33 10 0.012 1.199 1 0 0 0 0 0

34 5 0.004 0.881 1 0 0 0 0 0

35 12 0.012 0.963 1 0 0 0 0 0

36 10 0.005 0.496 1 0 0 0 0 0

37 11 0.010 0.947 1 0 0 0 0 0

38 4 0.003 0.651 1 0 0 0 0 0

39 7 0.008 1.113 1 0 0 0 0 0

40 8 0.007 0.881 1 0 0 0 0 0

41 11 0.009 0.790 1 0 0 0 0 0

42 5 0.006 1.170 1 0 0 0 0 0

43 7 0.008 1.162 1 0 0 0 0 0

44 11 0.012 1.055 1 0 0 0 0 0

45 18 0.012 0.677 1 0 0 0 0 0

46 9 0.005 0.501 1 0 0 0 0 0

47 8 0.006 0.720 1 0 0 0 0 0

48 10 0.012 1.168 1 0 0 0 0 0

49 5 0.007 1.350 1 0 0 0 0 0

50 6 0.006 0.979 1 0 0 0 0 0

51 3 0.005 1.584 1 0 0 0 0 0

52 10 0.009 0.870 1 0 0 0 0 0

53 4 0.004 1.012 1 0 0 0 0 0

54 13 0.019 1.460 1 0 0 0 0 0

55 13 0.017 1.310 1 0 0 0 0 0

56 11 0.016 1.442 1 0 0 0 0 0

57 5 0.006 1.153 1 0 0 0 0 0

58 6 0.004 0.630 1 0 0 0 0 0

59 9 0.008 0.838 1 0 0 0 0 0

60 6 0.005 0.862 1 0 0 0 0 0

61 6 0.006 1.057 1 0 0 0 0 0

62 8 0.006 0.723 1 0 0 0 0 0

63 10 0.009 0.866 1 0 0 0 0 0

64 10 0.010 1.003 1 0 0 0 0 0

65 7 0.004 0.531 1 0 0 0 0 0

66 5 0.004 0.758 1 0 0 0 0 0

67 9 0.010 1.074 1 0 0 0 0 0

68 8 0.008 1.030 1 0 0 0 0 0

69 6 0.007 1.241 1 0 0 0 0 0

70 10 0.010 1.049 1 0 0 0 0 0

71 8 0.005 0.615 1 0 0 0 0 0

72 10 0.012 1.208 1 0 0 0 0 0

73 10 0.009 0.873 1 0 0 0 0 0

74 7 0.004 0.512 1 0 0 0 0 0

75 7 0.006 0.900 1 0 0 0 0 0

76 10 0.011 1.124 1 0 0 0 0 0

77 12 0.010 0.814 1 0 0 0 0 0

78 11 0.005 0.430 1 0 0 0 0 0

79 11 0.015 1.358 1 0 0 0 0 0

80 15 0.011 0.751 1 0 0 0 0 0

81 11 0.008 0.758 1 0 0 0 0 0

82 11 0.011 0.992 1 0 0 0 0 0

83 3 0.003 0.860 1 0 0 0 0 0

84 9 0.011 1.174 1 0 0 0 0 0

85 8 0.008 1.038 1 0 0 0 0 0

86 14 0.017 1.239 1 0 0 0 0 0

87 10 0.009 0.925 1 0 0 0 0 0

88 9 0.004 0.427 1 0 0 0 0 0

89 8 0.007 0.844 1 0 0 0 0 0

90 8 0.015 1.870 1 0 0 0 0 0

91 14 0.011 0.802 1 0 0 0 0 0

92 7 0.004 0.583 1 0 0 0 0 0

93 9 0.007 0.727 1 0 0 0 0 0

94 10 0.019 1.874 1 0 0 0 0 0

95 8 0.006 0.747 1 0 0 0 0 0

96 7 0.007 0.999 1 0 0 0 0 0

97 10 0.007 0.695 1 0 0 0 0 0

98 8 0.008 0.941 1 0 0 0 0 0

99 9 0.007 0.761 1 0 0 0 0 0

100 9 0.009 0.947 1 0 0 0 0 0

JAM 923 0.000 0.000 1 0 0 0 0 0

ETHERNET 920 0.477 0.518 1 0 0 0 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

GLOBAL_DELAYS 8 0 914 0 0.888 0.972 0.972 0

TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.%

MSG_DELAYS 0.972 0.966 0

_ - 1.000 445 48.69

1.000 - 2.000 365 88.62

2.000 - 3.000 74 96.72

3.000 - 4.000 19 98.80

4.000 - 5.000 4 99.23

5.000 - 6.000 2 99.45

6.000 - 7.000 5 100.00

SAVEVALUE RETRY VALUE

XMIT_NODE 0 91.000

XMIT_BEGIN 0 999.843

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

916 0 1000.869 916 0 1

917 0 2000.000 917 0 34

Рисунок 6. - Диаграмма задержки сообщений

Когда сообщения проходят через Ethernet, в Q-таблице Msg_Delays регистрируется продолжительность их передачи, и мы можем наблюдать их накопление в диаграмме (рисунок 8).

Рисунок 7. - Журнал программы

Рисунок 8. - Q-таблица в конце процесса моделирования

Процесс моделирования завершится, когда будет смоделирована 1 секунда работы. В окне «Table» («Таблица») мы можем видеть, что среднее время задержки сообщений составило немногим больше одной миллисекунды.

Посмотрим на количество входов в блок с меткой Collision. В течение процесса моделирования было 3 коллизии. То есть на одно сообщение приходится 0.003 коллизии.

Очевидно, что сеть действует удовлетворительно.

Листинг базовой программы с дополнительными станциями

Выберем Command / CLEAR (Команда / CLEAR). Теперь мы изменим некоторые параметры эксперимента. Мы сделаем это с помощью интерактивной команды. Теперь посмотрим на эффект добавления N = 50 дополнительных рабочих станций.

Изменим количество рабочих станций. Выберем Command / Custom... (Команда / Ввести...), наберем Node_Count EQU 150. Нажмем [Enter].

Теперь другой параметр - общий интервал между поступлением сообщений. Во второй строке наберем Intermessage_Time EQU 1.0# (100/150).



Рисунок 9. - Окно Simulation Command для ввода дополнительных узлов

Нажмем ОК. Запустим процесс моделирования с новыми условиями. Выберем Command / START (Команда / START). Так как мы нам нужен счетчик завершения, равный 1, в диалоговом окне нажмем ОК.

Получим отчет программы, после ввода 50 дополнительных узлов:

GPSS World Simulation Report - Хан Юлия БРЭ-05-11.3.2

Monday, April 28, 2008 20:08:36

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 1000.000 35 152 0

NAME VALUE

BACKMIN 10011.000

BACKOFF 18.000

BACKOFF_DELAY 10009.000

BACKOFF_LIMIT 10.000

BACKRANDOM 10010.000

COLLIDE 10013.000

COLLISION 12.000

ERROR_COUNT UNSPECIFIED

ETHERNET 10022.000

FRACTION_SHORT_MSGS 600.000

FREE_NODE 29.000

GLOBAL_DELAYS 10017.000

INTERFRAME_TIME 0.010

INTERMESSAGE_TIME 0.667

JAM 10021.000

JAM_TIME 0.003

MAX_MSG 12144.000

MESSAGE_TIME 10019.000

MIN_MSG 512.000

MSGRAND 10015.000

MSGTIME 10014.000

MSG_DELAYS 10016.000

NODE_COUNT 150.000

NODE_ID 10018.000

NODE_SELECT 10012.000

RETRIES 10020.000

SLOT_TIME 0.051

START_XMIT 22.000

TRY_TO_SEND 7.000

XMIT_BEGIN 10024.000

XMIT_ERROR 32.000

XMIT_NODE 10023.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 1443 0 0

2 ASSIGN 1443 0 0

3 ASSIGN 1443 0 0

4 ASSIGN 1443 0 0

5 QUEUE 1443 0 0

6 SEIZE 1443 0 0

TRY_TO_SEND 7 PRIORITY 1491 0 0

8 SEIZE 1491 0 0

9 RELEASE 1491 0 0

10 TEST 1491 0 0

11 TEST 1160 1 0

COLLISION 12 PREEMPT 24 0 0

13 SEIZE 24 0 0

14 ADVANCE 24 0 0

15 RELEASE 24 0 0

16 RELEASE 24 0 0

17 PRIORITY 24 0 0

BACKOFF 18 ASSIGN 48 0 0

19 TEST 48 0 0

20 ADVANCE 48 0 0

21 TRANSFER 48 0 0

START_XMIT 22 SEIZE 1466 0 0

23 SAVEVALUE 1466 0 0

24 SAVEVALUE 1466 0 0

25 PRIORITY 1466 0 0

26 ADVANCE 1466 1 0

27 ADVANCE 1441 0 0

28 RELEASE 1441 0 0

FREE_NODE 29 RELEASE 1441 0 0

30 DEPART 1441 0 0

31 TERMINATE 1441 0 0

XMIT_ERROR 32 SAVEVALUE 0 0 0

33 TRANSFER 0 0 0

34 GENERATE 1 0 0

35 TERMINATE 1 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

1 8 0.012 1.487 1 0 0 0 0 0

2 7 0.021 2.988 1 0 0 0 0 0

3 10 0.034 3.405 1 0 0 0 0 0

4 13 0.023 1.778 1 0 0 0 0 0

5 8 0.011 1.380 1 0 0 0 0 0

6 5 0.011 2.200 1 0 0 0 0 0

7 7 0.008 1.176 1 0 0 0 0 0

8 12 0.016 1.359 1 0 0 0 0 0

9 12 0.042 3.526 1 0 0 0 0 0

10 8 0.013 1.618 1 0 0 0 0 0

11 16 0.044 2.752 1 0 0 0 0 0

12 10 0.024 2.442 1 0 0 0 0 0

13 10 0.029 2.880 1 1444 0 0 0 0

14 8 0.019 2.428 1 0 0 0 0 0

15 14 0.037 2.610 1 0 0 0 0 0

16 14 0.027 1.923 1 0 0 0 0 0

17 9 0.029 3.210 1 0 0 0 0 0

18 16 0.035 2.173 1 0 0 0 0 0

19 10 0.032 3.170 1 0 0 0 0 0

20 15 0.036 2.419 1 0 0 0 0 0

21 13 0.027 2.043 1 0 0 0 0 0

22 13 0.032 2.488 1 0 0 0 0 0

23 5 0.012 2.317 1 0 0 0 0 0

24 14 0.029 2.083 1 0 0 0 0 0

25 18 0.045 2.483 1 0 0 0 0 0

26 13 0.032 2.440 1 0 0 0 0 0

27 13 0.031 2.391 1 0 0 0 0 0

28 10 0.018 1.758 1 0 0 0 0 0

29 7 0.011 1.577 1 0 0 0 0 0

30 11 0.027 2.467 1 0 0 0 0 0

31 11 0.017 1.581 1 0 0 0 0 0

32 7 0.015 2.198 1 0 0 0 0 0

33 7 0.016 2.327 1 0 0 0 0 0

34 7 0.021 2.938 1 0 0 0 0 0

35 5 0.014 2.765 1 0 0 0 0 0

36 8 0.027 3.421 1 0 0 0 0 0

37 10 0.019 1.933 1 0 0 0 0 0

38 13 0.027 2.079 1 0 0 0 0 0

39 9 0.007 0.832 1 0 0 0 0 0

40 9 0.024 2.715 1 0 0 0 0 0

41 13 0.028 2.147 1 0 0 0 0 0

42 4 0.004 1.116 1 0 0 0 0 0

43 12 0.035 2.886 1 0 0 0 0 0

44 13 0.038 2.941 1 0 0 0 0 0

45 8 0.016 1.997 1 0 0 0 0 0

46 12 0.022 1.875 1 0 0 0 0 0

47 11 0.019 1.771 1 0 0 0 0 0

48 16 0.033 2.085 1 0 0 0 0 0

49 17 0.032 1.908 1 0 0 0 0 0

50 9 0.021 2.361 1 0 0 0 0 0

51 5 0.012 2.436 1 0 0 0 0 0

52 11 0.017 1.569 1 0 0 0 0 0

53 9 0.018 2.039 1 0 0 0 0 0

54 8 0.009 1.073 1 0 0 0 0 0

55 16 0.041 2.561 1 0 0 0 0 0

56 9 0.023 2.593 1 0 0 0 0 0

57 12 0.019 1.610 1 0 0 0 0 0

58 12 0.036 3.008 1 0 0 0 0 0

59 6 0.017 2.900 1 0 0 0 0 0

60 4 0.007 1.865 1 0 0 0 0 0

61 10 0.012 1.218 1 0 0 0 0 0

62 4 0.007 1.690 1 0 0 0 0 0

63 7 0.010 1.392 1 0 0 0 0 0

64 16 0.048 3.024 1 0 0 0 0 0

65 3 0.012 3.924 1 0 0 0 0 0

66 13 0.024 1.822 1 0 0 0 0 0

67 11 0.019 1.702 1 0 0 0 0 0

68 6 0.012 2.076 1 0 0 0 0 0

69 6 0.008 1.361 1 0 0 0 0 0

70 7 0.020 2.849 1 0 0 0 0 0

71 10 0.026 2.628 1 0 0 0 0 0

72 12 0.024 1.996 1 0 0 0 0 0

73 13 0.032 2.495 1 0 0 0 0 0

74 9 0.027 2.989 1 0 0 0 0 0

75 6 0.016 2.640 1 0 0 0 0 0

76 9 0.026 2.864 1 0 0 0 0 0

77 20 0.040 1.991 1 0 0 0 0 0

78 8 0.028 3.492 1 0 0 0 0 0

79 10 0.019 1.904 1 0 0 0 0 0

80 12 0.018 1.462 1 0 0 0 0 0

81 12 0.019 1.560 1 0 0 0 0 0

82 16 0.036 2.245 1 0 0 0 0 0

83 4 0.012 3.106 1 0 0 0 0 0

84 15 0.033 2.231 1 0 0 0 0 0

85 6 0.007 1.225 1 0 0 0 0 0

86 10 0.025 2.498 1 0 0 0 0 0

87 6 0.012 2.054 1 0 0 0 0 0

88 9 0.011 1.273 1 0 0 0 0 0

89 5 0.010 2.045 1 0 0 0 0 0

90 12 0.029 2.377 1 0 0 0 0 0

91 9 0.031 3.473 1 0 0 0 0 0

92 6 0.015 2.436 1 0 0 0 0 0

93 8 0.013 1.624 1 0 0 0 0 0

94 10 0.023 2.288 1 0 0 0 0 0

95 7 0.015 2.156 1 0 0 0 0 0

96 7 0.007 0.985 1 0 0 0 0 0

97 12 0.013 1.072 1 0 0 0 0 0

98 14 0.023 1.629 1 0 0 0 0 0

99 11 0.029 2.667 1 0 0 0 0 0

100 9 0.011 1.232 1 0 0 0 0 0

101 10 0.029 2.941 1 0 0 0 0 0

102 6 0.013 2.109 1 0 0 0 0 0

103 7 0.013 1.796 1 0 0 0 0 0

104 10 0.015 1.477 1 0 0 0 0 0

105 13 0.024 1.820 1 0 0 0 0 0

106 12 0.030 2.476 1 0 0 0 0 0

107 7 0.022 3.107 1 0 0 0 0 0

108 7 0.011 1.570 1 0 0 0 0 0

109 6 0.016 2.586 1 0 0 0 0 0

110 11 0.017 1.568 1 0 0 0 0 0

111 13 0.022 1.687 1 0 0 0 0 0

112 5 0.009 1.733 1 0 0 0 0 0

113 6 0.006 0.955 1 0 0 0 0 0

114 9 0.019 2.161 1 0 0 0 0 0

115 5 0.011 2.122 1 0 0 0 0 0

116 12 0.025 2.092 1 0 0 0 0 0

117 10 0.028 2.770 1 0 0 0 0 0

118 8 0.019 2.435 1 0 0 0 0 0

119 10 0.022 2.175 1 0 0 0 0 0

120 12 0.025 2.084 1 0 0 0 0 0

121 12 0.016 1.316 1 0 0 0 0 0

122 11 0.014 1.264 1 0 0 0 0 0

123 9 0.020 2.172 1 0 0 0 0 0

124 6 0.014 2.364 1 0 0 0 0 0

125 4 0.004 1.028 1 0 0 0 0 0

126 11 0.022 2.020 1 0 0 0 0 0

127 9 0.020 2.218 1 0 0 0 0 0

128 4 0.003 0.666 1 0 0 0 0 0

129 5 0.006 1.160 1 0 0 0 0 0

130 8 0.022 2.730 1 0 0 0 0 0

131 3 0.006 1.901 1 0 0 0 0 0

132 8 0.014 1.804 1 0 0 0 0 0

133 10 0.014 1.373 1 0 0 0 0 0

134 8 0.017 2.065 1 0 0 0 0 0

135 8 0.023 2.898 1 0 0 0 0 0

136 14 0.031 2.183 1 0 0 0 0 0

137 11 0.015 1.397 1 0 0 0 0 0

138 14 0.031 2.236 1 0 0 0 0 0

139 11 0.022 2.037 1 1443 0 0 0 0

140 10 0.025 2.526 1 0 0 0 0 0

141 12 0.017 1.414 1 0 0 0 0 0

142 8 0.017 2.184 1 0 0 0 0 0

143 8 0.022 2.752 1 0 0 0 0 0

144 6 0.010 1.745 1 0 0 0 0 0

145 10 0.017 1.748 1 0 0 0 0 0

146 5 0.009 1.772 1 0 0 0 0 0

147 6 0.011 1.868 1 0 0 0 0 0

148 9 0.017 1.865 1 0 0 0 0 0

149 10 0.016 1.559 1 0 0 0 0 0

150 12 0.025 2.071 1 0 0 0 0 0

JAM 1515 0.000 0.000 1 0 0 0 0 0

ETHERNET 1490 0.764 0.513 1 1443 0 0 0 1

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

GLOBAL_DELAYS 18 2 1443 0 3.124 2.165 2.165 0

TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.%

MSG_DELAYS 2.166 1.773 0

_ - 1.000 374 25.95

1.000 - 2.000 398 53.57

2.000 - 3.000 270 72.31

3.000 - 4.000 171 84.18

4.000 - 5.000 121 92.57

5.000 - 6.000 68 97.29

6.000 - 7.000 21 98.75

7.000 - 8.000 6 99.17

8.000 - 9.000 4 99.44

9.000 - 10.000 7 99.93

10.000 - 11.000 0 99.93

11.000 - 12.000 0 99.93

12.000 - 13.000 1 100.00

SAVEVALUE RETRY VALUE

XMIT_NODE 0 139.000

XMIT_BEGIN 0 999.738

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

1443 0 1000.952 1443 26 27

MESSAGE_TIME 1.214

NODE_ID 139.000

RETRIES 0.000

1445 0 1001.183 1445 0 1

1446 0 2000.000 1446 0 34

Рисунок 10. - Q-таблица для 150 рабочих станций в сети

Как мы видим в окне «Table» («Таблица»), большое количество сообщений задерживается из-за временных задержек в случае коллизий. Средняя задержка сообщения увеличивается до 2 миллисекунд.

Коэффициент использования устройства Ethernet вырос до 76%, за моделируемое время произошло 24 коллизий. У многих транзактов произошло несколько коллизий.

Время, затраченное на ожидание перед повтором передачи при возникновении коллизий, составило большую часть от дополнительного времени задержки сообщений.

Вся эта информация доступна в окнах «Facilities» («Устройства») и «Blocks» («Блоки»).

Заполним таблицу

Средняя длина очереди:

,

где - коэффициент загрузки сети

Таблица 1. - Исследование процесса моделирования

Число станций	Коэффициент загрузки сети	Число коллизий	Среднее длина очереди	Среднее время ожидания
100	0,47 (47 %)	2	0,89	0,97
150	0,76 (76%)	24	3.12	2,17

ЗАДАНИЕ 3

Провести испытания с разработанной моделью и получить зависимости y=f(x), переменные y=Time - среднее время ожидания обслуживания; x=Max - максимальное сообщение в битах.

Таблица 2. - Зависимость числа коллизий от количества узлов

x (Max)	1144	3644	6144	8644	10144	12644	13144	13644	14144	14644
y (Time)	0,09	0,216	0,377	0,574	0,747	0,972	1,042	1,161	1,245	1,366

x (Max)	15144	15644	16144	16644	12644
y (Time)	1,474	1,563	1,675	1,722	2,104



Рисунок 11. - График зависимости числа коллизий от количества узлов

По проведенному эксперименту, можно сделать вывод, что при увеличении максимального объема передаваемого сообщения, увеличивается среднее время ожидания обслуживания.

ВЫВОД

В ходе проделанной курсовой работы, был описан протокол работы Ethernet, а также раскрыта технология Ethernet.

Важным явлением в сетях Ethernet является коллизия - ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Наличие коллизий - это неотъемлемое свойство сетей Ethernet, являющееся следствием принятого случайного метода доступа. Возможность четкого распознавания коллизий обусловлена правильным выбором параметров сети, в частности соблюдением соотношения между минимальной длиной кадра и максимально возможным диаметром сети.

На характеристики производительности сети большое значение оказывает коэффициент использования сети, который отражает ее загруженность. При значениях этого коэффициента свыше 50 % полезная пропускная способность сети резко падает: из-за роста интенсивности коллизий, а также увеличения времени ожидания доступа к среде.

С помощью программы имитационного моделирования GPSS World была составлена базовая модель 10 - мегабитной сети Ethernet, получены результаты, которые мы можем увидеть из отчета, описываемого все параметры сети Ethernet. С помощью полученных гистограмм, можно сделать вывод, что средняя задержка сообщения составила 0,97, но после ввода дополнительных 50 узлов, средняя задержка увеличилась до 2,17. Из полученного в программе окна «Table» мы увидели, что большое количество сообщений задерживается из-за временных задержек в случае коллизий. Средняя задержка сообщения увеличивается до 2 миллисекунд.

Посмотрим на количество входов в блок с меткой Collision. В течение процесса моделирования было 3 коллизии. То есть на одно сообщение приходится 0.003 коллизии. Очевидно, что сеть действует удовлетворительно. После вода дополнительных 50 станций, количество коллизий увеличилось и стало равным 24.

С помощью данных, отраженных в отчетах, мы видим, что средняя длина очереди при 100 узлах равна 0,89; при 150 узлах - 3,12. Среднее время ожидания при 100 узлах - 0,97 (с), при 150 узлах - 2,17 (с). С помощью полученных данных, при помощи формулы Полячека-Хинчина рассчитали коэффициент загрузки сети, который равен: при 100 узлах- 0,47 (47 %); при 150 узлах - 0,76(76%).

C помощью разработанной модели получили зависимость объема максимального сообщения от среднего времени ожидания обслуживания. Увидели, что с ростом объема сообщения увеличивается время ожидания их обработки.

Можем сделать вывод, что с дополнительной установкой узлов, число коллизий возрастает, что подтверждается отчетами, предоставленными программой GPSS WORLD.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учебное пособие. - СПб.: БХВ- Петербург, 2004.

2. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Курс статистического моделирования - М.: Радио и связь, 1976.

3. Крылов В.В., Самохвалова С.С. Теория телетрафика и её приложения. - СПб.: БХВ - Петербург, 2005

4. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. - М.: ДМК Пресс, 2004.

5. Руководство Пользователя по GPSS World. - Казань: Изд-во «Мастер Лайн», 2002.

6. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. - М.: Высшая школа, 1998.

7. Томашевский В., Жданова Е. Имитационное моделирование в среде GPSS. М.: Бестселлер, 2003.

8. Туманбаева К. Х., Байкенов А.С. Моделирование систем телекоммуникаций. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050719 -Алматы: АИЭС,2007-27

9. Шварц М. Сети связи: Протоколы, моделирование и анализ. - М.: Наука, 1992

Размещено на Allbest.ru

...