Математические модели процедур управления потоком высоконагруженных транспортных соединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат наук Кокшенёв, Владимир Владимирович

• Кокшенёв, Владимир Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Кокшенёв, Владимир Владимирович

Содержание

Введение

1. Управление потоком:

аналитический обзор и выбор направлений работ

1.1. Архитектура сетей передачи данных

1.2. Транспортный уровень и протокол ТСР

1.3. Управление потоком и управление перегрузкой

1.4. Дополнительные функциональные возможности транспортных протоколов

1.5. Анализ моделей процедур управления потоком и перегрузкой

1.6. Выводы о направлении исследований

2. Модели процедур управления потоком

в замкнутом тракте передачи данных

2.1. Модели процедур управления потоком в замкнутом однозвен-

ном тракте

2.2. Сравнительный анализ селективной и групповой процедур отказа в однозвенном тракте

2.3. Модель селективной процедуры управления потоком в замкнутом многозвенном тракте

2.4. Модель групповой процедуры управления потоком в замкнутом многозвенном тракте

2.5. Сравнительный анализ селективной и групповой процедур отказа в многозвенном тракте

2.6. Выводы

3. Модели процедур управления потоком

в нагруженном тракте передачи данных

3.1. Модель селективной процедуры отказа в нагруженном тракте передачи

3.2. Анализ селективной процедуры отказа в нагруженном тракте

3.3. Исследование доступной полосы пропускания селективной процедуры отказа в нагруженном тракте передачи

3.4. Выводы

4. Математическое моделирование

процедур управления перегрузкой

4.1. Математическое моделирование режимов медленного старта и

обхода перегрузки

4.2. Математическое моделирование обнаружения потерь по тайм-ауту и подтверждениям-дублям

4.3. Математическое моделирование режима быстрого восстановления, алгоритма Карна и селективных подтверждений

4.4. Измерения пропускной способности процедуры TCP Reno

4.5. Сравнительный анализ результатов представленных моделей

4.6. Выводы

Заключение

Литература

Приложение. Акты внедрения и использования результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математические модели процедур управления потоком высоконагруженных транспортных соединений»

Введение

Интернет-ресурсы, сетевые службы и приложения, занимают важную роль в современной индустрии хранения и обработки информации. Важным показателем качества сетевого взаимодействия и используемого ПО и оборудования является пропускная способность транспортных соединений. Несмотря на то, что на транспортном уровне существует целое семейство протоколов, основными являются TCP и UDP. При этом, согласно последним исследованиям, TCP обслуживает 70-80% трафика сети Интернет. Следовательно, производительность большинства сетевых приложений зависит от производительности протокола транспортного уровня TCP.

Изучение и математическое моделирование процедур управления потоком и перегрузкой на транспортном уровне позволяют оценить основные операционные показатели транспортного соединения, проанализировать зависимость пропускной способности от характеристик тракта передачи данных и протокольных параметров, произвести оптимизацию настроек сетевых протоколов, качественно сравнить различные реализации протоколов транспортного уровня и выбрать наиболее подходящие для конкретной задачи, обосновать выбор сетевого оборудования и каналов передачи данных в сетевых проектах.

Для описания процессов информационного обмена в сетях передачи данных используются методы теории вероятности, теории массового обслуживания и цепей Маркова. Значительный вклад в развитие науки в данной области внесли как отечественный, так и зарубежные ученые: Л.Б. Богуславский, Г.П. Башарин, К.Е. Самуйлов, В.М. Вишневский, С.П. Сущенко, С. Casctti, М. Meo, A. Wierman, Т. Osogami, Y. Olsen, N. Ewald, A. Kemp, J. Padhey, V. Firoiu, D. Towsley, J. Kurose и многие другие.

Процедуры управления потоком осуществляют регулирование количества данных, передаваемых отправителем, и, как следствия, определяют скорость информационного обмена между взаимодействующими абонентами. Моделирование асинхронных процедур управления потоком обычно осуществляется цепями Маркова с непрерывным или дискретным временем (Л.Б. Богуславский, С.П. Сущенко). Однако существующие модели либо не учитывают влияния длительности тайм-аута ожидания подтверждения, длины тракта передачи данных, а также внешней нагрузки от абонентов, соперничающих за полосу пропускания, либо предлагают лишь численное решение.

Процедуры управления перегрузкой контролируют размер окна отправителя с целью регуляции нагрузки на сеть при транспортном обмене. Данная функция необходима, так как тракт передачи может быть не способен обслужить поток данных, предложенный взаимодействующими сторонами. Отсутствие подобной регуляции приводит к эффекту сетевых коллапсов. Для моделирования алгоритмов управления перегрузкой применяется широкий спектр методов: теория восстановления и цепи Маркова, метод неподвижной точки, жидкостные модели, теория управления и другие подходы. При этом многие исследователи сходятся во мнении, что наиболее адекватным методом моделирования транспортного обмена являются цепи Маркова. Анализ показывает, что предложенные модели либо не учитывают достаточного количества функциональных возможностей процедур управления перегрузкой (J, Padhey, A. Kumar, D. Towsley, V. Fcroiu, J. Gill, M. Mathis), то есть являются недостаточно точными, либо предлагают модели источника пульсирующего трафика (J. Olsen, С. Casetti, М. Meo, N. Ewald, A. Kemp) с использованием цепей Маркова с непрерывным временем, что не охватывает анализ высоконагруженных транспортных соединений, в ряде случаев плохо описывает дискретный характер сетевого обмена и потенциально затрудняет возможность получения дополнительных операционных характеристик, кроме среднего значения пропускной способности транспортного соединения.

Целыо и задачи исследования. Целью диссертации является разработка и исследование математических моделей процесса передачи информации в транспортном соединении с учетом особенностей стандартизованных процедур управления потоком и перегрузкой.

В рамках данной цели были сформулированы следующие задачи:

• Анализ стандартизованных алгоритмов и методов, используемых транспортным протоколом для управления потоком и перегрузкой;

• Анализ существующих моделей информационного обмена в транспортном соединении, выбор основных подходов и методик моделирования, выявление их особенностей и недостатков;

• Построение математических моделей асинхронных процедур управления потоком для оценки их пропускной способности;

• Построение математических моделей процедур управления перегрузкой для оценки средней пропускной способности транспортного соединения;

• Сравнение предсказаний разработанных моделей с существующими, а также с результатами натурных измерений пропускной способности TCP соединений;

О

• Реализация программного обеспечения, позволяющего рассчитать среднюю пропускную способность транспортного соединения на основе характеристик тракта передачи данных и протокольных параметров.

Методы исследования. В проведенных исследованиях использовались методы теории вероятностей, математического анализа, теории массового обслуживания и цепей Маркова.

Научная новизна. Получены модели процедур управления потоком и перегрузкой транспортного протокола, учитывающие различные канальные характеристики и протокольные параметры, и позволяющие оценить пропускную способность транспортного соединения:

1. Предложена математическая модель асинхронной процедуры управления потоком транспортного протокола, обобщающая известные модели, отличающаяся учетом длины тракта передачи и длительности тайм-аута ожидания подтверждения, и позволяющая получить аналитическую зависимость быстродействия высоконагруженного транспортного соединения от длины тракта передачи данных и уровня потерь в отдельных его звеньях, протокольных параметров размера окна и длительности тайм-аута ожидания подтверждения для селективного и группового режимов повтора;

2. Предложена индикаторная модель транспортного обмена для селективной процедуры отказа в нагруженном тракте передачи данных, отличающаяся учетом размера очереди протокольных блоков данных перед потоком исследуемого абонентского соединения, и позволяющая получить аналитические зависимости доступной доли пропускной способности тракта от уровня конкурентного трафика, измеряемого распределением длин очередей;

3. Предложены математические модели стандартизованных процедур управления перегрузкой, отличающиеся реализацией режимов медленного старта, обхода перегрузки и быстрого восстановления, методов обнаружения потерь по подтверждениям-дублям и тайм-аутам с учетом экспоненциальной корректировки, использованием селективных и групповых подтверждений и дискретным характером процесса передачи данных для высоконагруженных транспортных соединений, учитывающие время круговой задержки и уровень потери пакетов в прямом направлении обмена, и позволяющие выполнить численную оценку средних значений протокольных параметров размера окна отправителя, порога переключения режимов динамического управления окном, времени ожидания тайм-аута и пропускной способности транспортного соединения.

Практическая ценность. Предложенные модели позволяют проводить расчеты операционных характеристик транспортного протокола и сравнивать эффективность работы управляющих процедур в разных эксплуатационных условиях, а также дают достаточно точную оценку средней пропускной способности транспортного соединения в сравнении с натурными измерениями. Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитать пропускную способность TCP соединения на основе значений протокольных параметров и канальных характеристик.

Теоретическая значимость. Представленные математические модели позволяют проанализировать не только среднее значение пропускной способности транспортного соединения, но также и характер распределения значений размера окна отправителя, а следовательно, и среднеквадратичное отклонение для пропускной способности. Предложенный метод построения моделей может быть применен к изучению и других реализаций TCP, использующих потери как сигнал перегрузки. Кроме того результаты работы могут быть использованы для анализа операционных характеристик протокола SCTP.

Внедрение результатов работы. Программное обеспечение расчета пропускной способности транспортного соединение внедрено в компьютерной фирме ООО «Ф5 Нетворкс» (г. Томск) и используется в процессе тестирования сетевых программно-аппаратных комплексов BIG-IP. Методы оценки протокольных параметров управляющих процедур внедрены в компьютерной фирме ООО «Интант» (г. Томск) и используются в процессе проектирования и расчета корпоративных мультисервисных сетей передачи данных, а также при настройках телекоммуникационного и серверного оборудования. Кроме того, материалы исследований используются в учебном процессе при чтении курса лекций «Математические модели вычислительных систем и компьютерных сетей» для магистрантов направления 02.04.02 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» Томского государственного университета.

На защиту автором выносятся следующие положения:

1. Модели процедур управления потоком транспортного соединения в нагруженном и ненагруженном трактах, учитывающие протокольные параметры размера окна и длительности тайм-аута ожидания подтверждения, характеристики надежности и длины тракта передачи данных для селективного и группового режим повтора;

2. Модели процедур управления перегрузкой транспортного протокола для высоконагруженных соединений, учитывающие режимы медленного старта, обхода перегрузки и быстрого восстановления, селектив-

ные и групповые подтверждения, обнаружение потерь по тайм-ауту и подтверждениям-дублям, а также алгоритм коррекции размера тайм-аута по экспоненциальной схеме Карна;

3. Программа расчета средней пропускной способности транспортного соединения под управлением процедуры TCP Reno при известном уровне потерь пакетов и круговой задержки сети передачи данных между взаимодействующими абонентами.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических форумах.

• Научное творчество молодежи (НТМ-2007): XI Всероссийская научно-практическая конференция (Анжеро-Судженск, 20-21 апреля 2007г.).

• Научное творчество молодежи (НТМ-2008): XII Всероссийскаяй научно-практическая конференция (Анжеро-Судженск, 18-19 апреля 2008 г.).

• Научное творчество молодежи (НТМ-2011): XV Всероссийской научно-практической конференции (Анжеро-Судженск, 15-16 апреля 2010 г.)

• Научное творчество молодежи (НТМ-2013): XVII Всероссийской научно-практической конференции (Анжеро-Судженск, 25-26 апреля 2013 г.)

• Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2008): VII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием (Анжеро-Судженск, 14-15 ноября 2008 г.).

• Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2009): VIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием (Анжеро-Судженск, 12-13 ноября 2009 г.).

• Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2010): IX Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием (Анжеро-Судженск, 19-20 ноября 2010 г.).

• Информационные технологии и математическое моделирование» (ИТММ-2011): X Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием (Анжеро-Судженск, 25-26 ноября 2011г.).

• Информационные технологии и математическое моделирование"(ИТММ-2012): XI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием (Анжеро-Судженск, 23-24 ноября 2012 г.).

• Информационные технологии и математическое моделирование" (ИТММ-2013): XII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием (Анжеро-Судженск, 29-30 ноября 2013 г.).

• Информационные технологии и математическое моделирование" (ИТММ-2014): XIII Всероссийская научно-практическая конференция имени А.Ф. Терпугова (Анжеро-Судженск, 20-22 ноября 2014 г.).

• Современные вероятностные методы анализа, проектирования и оптимизации информационно телекоммуникационных сетей (Минск, 28-31 января 2013 г.).

• Новые Информационные технологии в исследовании сложных структур: Девятая российская конференция с международным участием (Алтай, июнь 2012 г.).

• Новые Информационные технологии в исследовании сложных структур: Десятая российская конференция с международным участием (Алтай, июнь 2014 г.).

• Distributed Computer and Communication Networks (DCCN-2013): Control, Computation, Communications (Moscow, October 2013).

• XIV Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (Томск, 15-17 Октября 2013 г.).

По результатам выполненных исследований опубликовано 26 печатных работ [17-38,124-127], в том числе 4 статьи в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации для опубликования основных результатов диссертаций (из них 2 статьи в журналах, включенных в библиографические базы Web of Science и Scopus), 22 публикации в других научных изданиях.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения, включающего документы о

внедрении. Общий объем работы — 175 страниц. Список литературы включает в себя 174 наименования.

В первой главе приводится краткое описание транспортного уровня и протокола TCP как основного его представителя, его места и роли в модели OSI. Рассматриваются стандартизованные алгоритмы управления потоком и перегрузкой, такие как RFC0793, Tahoe, Reno и New-Reno. Дается обзор и краткий анализ существующих математических моделей алгоритмов управления потоком и перегрузкой, а также делаются выводы о направлениях работ.

Во второй главе предлагаются и анализируются модели процедур управления потоком для замкнутых трактов передачи данных в виде цепи Маркова с дискретным временем, учитывающие длину тракта, размер окна передачи и длительность тайм-аута ожидания подтверждения, режим формирования подтверждений и вероятности потери пакетов в обоих направлениях тракта. Результаты этой главы опубликованы в работах автора [17,19,20,22,25,31,35-38]

В третьей главе предложена индикаторная модель асинхронной процедуры управления виртуальным соединением транспортного протокола с селективным режимом отказа в многозвенном тракте в виде двумерной цепи Маркова с дискретным временем. Модель учитывает влияние протокольных параметров размера окна и длительности тайм-аута ожидания сквозных квитанций, вероятности искажения пакетов в отдельных звеньях тракта передачи данных и распределение длин очередей в транзитных узлах от «внешних» потоков на пропускную способность виртуального соединения. Материалы данной главы опубликованы в работах автора [21,23,24,26,27,32-34,127]

Четвертая глава посвящена математическим моделям стандартизованных процедур управления перегрузкой, учитывающим режимы медленного старта, обхода перегрузки и быстрого восстановления, селективные и групповые подтверждения, обнаружение потерь по тайм-ауту и подтверждениям-дублям, время круговой задержки и уровень потерь в прямом направлении передачи. Полученные в этой главе результаты опубликованы в работах автора [18,28-30,124-126]

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, профессору Сергею Петровичу Сущенко за постоянное внимание и помощь в работе над диссертацией.

Глава 1. Управление потоком:

аналитический обзор и выбор направлений работ

Процедуры управления потоком и перегрузкой активно используются различными протоколами канального, транспортного и прикладного уровней сетевой модели OSI. Данные процедуры призваны решать две основные задачи: управление скоростью обмена между взаимодействующими устройствами таким образом, чтобы каждое устройство успевало обрабатывать поступающие данные, и управление нагрузкой на сеть, соединяющую взаимодействующих абонентов, чтобы избежать ситуаций перегрузки сетевых устройств и каналов связи.

Наиболее широкое развитие и распространение методы управления потоком и перегрузкой получили на транспортном уровне. Они активно используются такими протоколами транспортного уровня как TCP, SCTP, DCCP, UDT и некоторыми другими.

Наиболее распространенным протоколом транспортного уровня является TCP: протокол, появившийся в 70-ых, и вот уже более 30 лет активно развивающийся и эволюционирующий. Будучи основным протоколом транспортного уровня, он влияет на производительность большинства Интернет служб и приложений [85]. В области управления потоком и перегрузкой TCP использует наиболее продвинутые и, в то же время, разнообразные методы, определяющие его пропускная способность и прочие операционные характеристики. Исследование данных механизмов является важной и актуальной научной задачей.

В данной главе приводится краткое описание транспортного уровня и протокола TCP как основного его представителя, его места и роли в модели OSI. Рассматриваются различные варианты алгоритмов управления потоком и перегрузкой, достигшие статуса стандарта IETF, такие как RFC793 [152], Tahoc [166], Reno [53], New-Reno [94], SACK [65,92,139]. Приведен обзор и краткий анализ существующих исследований и математических моделей стандартизованных реализаций алгоритмов управления потоком и перегрузкой. Сделаны выводы о направлениях работ.

1.1. Архитектура сетей передачи данных

Сетевое взаимодействие является результатом совместной работы множества протоколов. Обычно оно описывается эталонной моделью взаимодействия открытых систем OSI (Open Standards Interconnection model) [174]. Разделение системы на уровни позволяет гибко вести разработку и модернизацию ее отдельных частей. В модели OSI предлагается логическое деление процесса взаимодействия на 7 уровней:

1. физический уровень,

2. канальный уровень,

3. сетевой уровень,

4. транспортный уровень,

5. сеансовый уровень,

6. уровень представления данных,

7. уровень приложений.

В самом низу иерархической модели находится физический уровень. Он отвечает за передачу потока бит через физическое соединение между соседними устройствами в сети. Канальный уровень осуществляет передачу протокольных блоков данных, именуемых кадрами, по физическому соединению. Сетевой уровень отвечает за маршрутизацию и доставку пакетов между взаимодействующими абонентами сети. Транспортный уровень обеспечивает функцию мультиплексирования [85], управление потоком и перегрузкой, а также надежную доставку данных от отправителя к получателю. Сеансовый уровень модели обеспечивает поддержку сеанса связи, что позволяет сетевым процессам взаимодействовать в течении длительного времени. Уровень представления данных отвечает за преобразование данных (сжатие, шифрование и т.д.) в форму, понятную взаимодействующим сетевым приложениям. Прикладной уровень является верхним уровнем модели OSI. Протоколы уровня приложений напрямую обслуживают конечного пользователя, а другие уровни существуют для обеспечения работы данного уровня.

Эффективность работы сетевых приложений и сервисов зависит от всех протоколов, участвующих в сетевом взаимодействии, а также от программного обеспечения, аппаратных платфорхМ и каналов связи, через которые это взаимодействие осуществляется.

На транспортном уровне находятся такие стандартизованные IETF протоколы как TCP [152], UDP [153], SCTP [163], DCCP [123]; проприетарные

протоколы, например, RWTP [162]; протоколы, находящиеся в стадии проекта - UDT [106], а также многие другие. Несмотря на такое обилие протоколов транспортного уровня, наиболее часто используемыми являются протоколы TCP и UDP, при этом объем интернет-трафика TCP в 5-10 раз превышает объем трафика UDP [131].

1.2. Транспортный уровень и протокол TCP

TCP и UDP являются основными протоколами транспортного уровня [85]. В то время как UDP предоставляет только функцию мультиплексирования посредством портов и не предлагает механизмов управления потоком и перегрузкой, TCP является протоколом, ориентированным на установление соединения, способным обеспечивать надежную передачу потока байт между взаимодействующими сторонами [152]. При этом в базовой спецификации TCP предлагает оконное управление потоком [152], а в дополнительных стандартах данный функционал также расширен алгоритмами по управлению перегрузкой [53,65,92,94,139].

TCP является не единственным транспортным протоколом, использующим решающую обратную связь и технологии управления потоком и перегрузкой, основанные на механизме окна. Однако он является основным транспортным протоколом сети Интернет. Поэтому в работе внимание уделяется механизмам свойственным именно протоколу TCP. Тем не менее важно заметить, что такие механизмы, как селективные подтверждения, алгоритмы Tahoe, Reno и NewReno, методики обнаружения потерь по тайм-ауту и подтверждениям-дублям используются и другими транспортными протоколами, такими, например, как SCTP и частично DCCP, RWTP, UDT и другими, поэтому границы применимость полученных результатов выходят за область транспортного уровня в целом, и протокола TCP в частности.

Концепции, легшие в основу TCP, впервые были опубликованы в [76]. TCP принимает данные от протоколов верхнего уровня и осуществляет надежную их передачу. Для этого TCP использует услугн протоколов сетевого уровня. В качестве протоколов верхнего уровня, пользующихся услугами TCP, могут выступать такие протоколы уровня приложений, как HTTP, Telnet, SSH, SMTP, DNS, РОРЗ, или протоколы сессионного/представительного уровня, например, SSL. TCP в свою очередь пользуется услугами протоколов сетевого уровня для доставки сегментов до хоста-получателя. В качестве протоколов сетевого уровня могут выступать такие протоколы как IP, IPv6, DDP, IPX и т.д. В настоящее вре*мя основными протоколами сетевого уровня являются IP и IPv6 [85].

Основными функциями TCP являются [152]:

1. Передача данных (Basic Data Transfer),

2. Надежность (Reliability),

3. Управление потоком (Flow Control),

4. Мультиплексирование (Multiplexing),

5. Управление соединениями (Connections).

Передача данных. TCP осуществляет передачу непрерывного потока октетов (байт) в обоих направлениях между двумя взаимодействующими сторонами. Обмен между участниками TCP соединения ведется протокольными блоками данных именуемыми сегментами.

Надежность. TCP способен обнаруживать и корректно обрабатывать возникающие потери, нарушения порядка следования и дублирование сегментов. Это достигается посредством нумерования всех передаваемых октетов, и использования механизма решающей обратной связи в виде положительных подтверждений от получателя отправителю. В том случае, если подтверждение не было получено в течение определенного интервала времени, наступает тайм-аут ожидания подтверждения, и неподтвержденные данные отправляются повторно. Все отправленные, но не подтвержденные данные хранятся в специальной очереди. При получении подтверждения соответствующие ему данные удаляются из очереди повторной передачи. Для отслеживания тайм-аута используется механизм таймеров. TCP сбрасывает значение таймера при получении очередного подтверждения. На стороне получателя нумерация октетов используется для упорядочивания поступающих данных и обнаружения дублей. Искажения обнаруживаются посредство*м добавления контрольной суммы к каждому сегменту.

Управление потоком. 1 TCP предоставляет получателю возможность контролировать количество данных, отправляемых отправителем. Это достигается посредством «окна» (window), которое получатель сообщает отправителю в каждом сегменте-подтверждении. Окно определяет диапазон номеров последовательности октетов, допустимых к передаче, до получения следующего подтверждения. Получатель выделяет некоторое количество буферного пространства для размещения поступающих сегментов (например, 64KB). Часто размер этого пространства определяет размер окна.

Мультиплексирование. Мультиплексирование позволяет сразу нескольким процессам на хосте использовать сервисы протокола TCP. Для

*В литературе понятия «управление потоком» (flow control) н «управление перегрузкой» (congestion control) часто используют как синонимы. В данный работе под «управлением потоком» мы понимаем механизм, определенный в RFC0793 [152]. В RFC0793 не определено понятие «управление перегрузкой». Оно было введено позже в [166]. В результате появился целый спектр алгоритмов по управлению перегрузкой: Tahoe, Reno, New-Reno, и др.

этого TCP использует специальные адреса процессов на хосте, именуемые портами. Сетевой адрес и адрес порта вместе формируют пару, называемую сокетом. Пара сокетов уникально идентифицирует TCP соединение. С каждым сокетом может быть ассоциировано множество TCP соединений. Каждый хост независимо осуществляет привязку портов к использующим их процессам. Обычно, часто используемым процессам присваиваются определенные фиксирование номера портов.

Управление соединениями. Для реализации механизмов передачи

данных, надежности, управления потоком и мультиплексирования необходимо ассоциировать и хранить некоторую служебную информацию с каждым создаваемым TCP соединением. Структуры, хранящие эту служебную информацию, называются «блоками управления передачей» (ТСВ, Transmission Control Block). Каждое соединение уникально идентифицируется парой сокетов. Если два процесса желают взаимодействовать, сначала необходимо установиться TCP соединение, т.е. инициализировать структуру ТСВ некоторыми начальными значениями номеров последовательности октетов и подтверждений, размером окна и т.д. Установление TCP соединения часто называются «трехсторонним рукопожатием» или «трехэтапным согласованием». После окончанию взаимодействия, структура уничтожается и ресурсы освобождаются.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кокшенёв, Владимир Владимирович, 2014 год

Литература

1. Баруча-Рид А. Т. Элементы теории марковских процессов и их приложения. — М.: Наука, 1969. — 511 с.

2. Башарин Г. П., Богуславский J1. Б., Самуйлов К. Е. О методах расчета пропускной способности сетей связи ЭВМ // Итоги науки и техники. Серия «Электросвязь». — 1983. — Т. 13. — С. 32-106.

3. Богуславский Л. Б., Геленбе Е. Аналитические модели процедур управления звеном передачи данных сетей ЭВМ с коммутацией пакетов // Автоматика и телемеханика. — 1980. — № 7. — С. 181-192.

4. Богуславский Л.Б. Управление потоками данных в сетях ЭВМ. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 168 с.

5. Боровихин Е.А., Коротаев И.А. Анализ функционирования и оптимизация протокола HDLC // Автоматика и вычислительная техника. 1993. №2. с. 47-51.

6. Ватолин, Д., Ратушняк, А., Смирнов, М., Юкин, В. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео //Диалог-МИФИ, 2002. 384 с.

7. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. — М.: Техносфера, 2003. — 512 с.

8. Гайдамака Ю.В., Першаков Н.В., Чукарин A.B. Модель протокола SCTP и ее применение к анализу характеристик сигнального трафика при передаче по IP-сетям // Электросвязь. - 2007. - №9. - С.4-8.

9. Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е. Модели обслуживания вызовов в сети сотовой подвижной связи // Учебно-методическое пособие. - М. Изд-во РУДН, 2008 - 72 с.

10. Гихман И.И., Скороход A.B. Введение в теорию случайных процессов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1977. — 568 с.

11. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания. — М.: Наука, 1987. — 336 с.

12. Дунайцев P.A., Кучерявый Е.А. Улучшенная и дополненная PFTK-модель для протокола TCP Reno // Электросвязь 2005- Л'« 3 - С. 27-31.

13. Жожикашвили В. А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1988. — 192 с.

14. Ивановский В.Б. О свойствах выходных потоков в дискретных системах массового обслуживания // Автоматика и телемеханика. - 1984. - Л'8 11.

- С. 32-39.

15. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями. — М.: Мир, 1979.

- 600 с.

16. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. — М.: Машиностроение, 1979. - 432 с.

17. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Анализ быстродействия асинхронной процедуры управления звеном передачи данных // Вычислительные технологии, Том 13, специальный выпуск 5, 2008, С.61-65.

18. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Анализ влияния параметра максимальной коррекции тайм-аута ожидания подтверждения алгоритмом Карна на пропускную способность TCP Reno в условиях постоянной круговой задержки // XIV Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, Томск, 15-17 октября 2013 г., Тезисы докладов. - С. 39.

19. Кокшенёв В.В. Анализ времени простоя управляющей процедуры протокола транспортного уровня при селективном режиме отказа в многозвенном тракте // Научное творчество молодежи (НТМ-2011): Материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции (15-16 апреля 2010 г.), Часть 1, Издательство Томского университета, С. 49-50.

20. Кокшенёв В.В. Анализ времени простоя управляющих процедур протокола транспортного уровня // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2009), Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 12-13 ноября 2009г., Часть 1, С. 151-154.

21. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Анализ группового режима отказа транспортного протокола в нагруженном тракте передачи данных // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2013): Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участие*м 29-30 ноября 2013 г., С. 33-38.

22. Кокшснёв В.В., Сущенко С.П. Анализ пропускной способности протокола транспортного уровня // Обозрение прикладной и промышленной математики, Том 15, выпуск 5, (1-8/5/2008), Москва, 2008. С. 887-889.

23. Кокшснёв В.В., Сущенко С.П. Анализ пропускной способности транспортного протокола в нагруженном тракте передачи данных // Труды международной конференции "Современные проблемы математики, информатики и биоинформатики посвященной 100-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР Алексея Андреевича Ляпунова, С. 49.

24. Кокшснёв В.В., Сущенко С.П., Михеев П.А. Анализ селективного режима отказа транспортного протокола в нагруженном тракте передаче данных // Вестник Томского государственного университета; Управление, вычислительная техника и информатика, 3(24) 2013, С. 78-94.

25. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Выбор размера окна передачи и тайм-аута ожидания подтверждения управляющей процедуры протокола транспортного уровня при селективном режиме отказа в многозвенном тракте. // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2010): Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (19-20 ноября 2010 г.) Томск:Изд-во Том. ун-та, 2010 - Ч. 1. С. 17-19.

26. Кокшенёв В.В. Выбор тайм-аута ожидания подтверждения управляющей процедуры протокола транспортного уровня в однозвенном детерминированном тракте с очередями // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2011): Материалы X Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 2526 ноября 2011г., Часть 1, Издательство Томского университета, С. 138143.

27. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П., Белинский В.А. Моделирование транспортного протокола с селективным режимом повтора в нагруженном тракте передачи данных // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2012): Материалы XI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием 23-24 ноября 2012 г., С. 75-79.

28. Кокшенёв В.В. Моделирования TCP Reno цепью Маркова с дискретным временем // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2013): Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием 29-30 ноября 2013 г., С. 28-33.

29. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Анализ распределения размера окна отправителя для протокола TCP Reno // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2014): Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции имени А.Ф. Терпугова, 20-22 ноября 2014 г., Часть 2. С. 166-167.

30. Кокшенёв В.В. Моделирование TCP Tahoe цепью Маркова с дискретным временем // Материалы XVII Всероссийской научно-практической конференции "Научное творчество молодежи 25-26 апреля 2013 г., Часть 1, С. 26-31.

31. Кокшенёв В.В. О быстродействии селективного режима протокола транспортного уровня // Научное творчество молодежи, Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции 18-19 апреля 2008 г. (Часть 1).

32. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П., Михеев П.А. О доступной полосе пропускания виртуального соединения с селективным режимом отказа в нагруженном тракте передачи данных // Материалы международной научной конференции "Современные вероятностные методы анализа, проектирования и оптимизации информационно телекоммуникационных сетей". Минск, 28-31 января 2013 г. С. 77-84.

33. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. О потенциальном быстродействии транспортного протокола // Материалы девятой российской конференции с международным участием "Новые Информационные технологии в исследовании сложных структур стр. 37.

34. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. О пропускной способности транспортного соединения // Обозрение прикладной и промышленной математики, Том 19 Выпуск 4, Редакция журнала "ОПиПМ Москва, 2012, С. 570-572.

35. Кокшенёв В.В. Оптимизация операционных характеристик протокола транспортного уровня при селективной процедуре отказа // Научное творчество молодежи: Материалы XI Всероссийской научно-практической конференции (20-21 апреля 2007г.) 4.1. С. 89-92.

36. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Оптимизация параметров транспортного протокола // Обозрение прикладной и промышленной математики, Том 15, Выпуск 1 (29.9 - 7.10 2007). С. 143-144.

Кокшенёв В.В. Пропускная способность селективного режима отказа протокола транспортного уровня в многозвенном тракте // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2008), Ма-

териалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием 14-15 ноября 2008 г. (Часть 2), С. 15-20.

38. Кокшенёв В.В., Сущенко С.П. Сравнительный анализ пропускной способности селективной и групповой процедур отказа транспортного протокола в однозвенном тракте передачи // Вестник Томского Государственного университета, №2(3) 2008, Управление, Вычислительная техника и информатика. С. 42-50.

39. Назаров A.A., Терпугов А. Ф. Теория массового обслуживания: Учебное пособие. — Томск: HTJI, 2004 — 228 с.

40. Саати Т. JI. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения.

— М.: Советское радио, 1971. — 520 с.

41. Сущенко С.П. Анализ производительности звена передачи, управляемого асинхронной процедурой обмена - В кн.: Вычислительные сети коммутации пакетов: Тез. докл. V Всес. конф. КОМПАК-87. - Рига: Ин-т электроники и вычислительной техники АН Латв.ССР, 1987, с. 199-202.

42. Сущенко С.П. Аналитические модели асинхронных процедур управления звеном передачи данных // Автоматика и вычислительная техника.

- 1988. - № 2. - С. 32-40.

43. Сущенко С.П. Аналитическое оценивание оптимальных значений параметров линейного протокола сети ЭВМ с коммутацией пакетов // Автоматика и вычислительная техника. - 1982. - № 5. - С. 66-71.

44. Сущенко С.П. Модели асинхронных процедур управления звеном передачи данных. - В кн.: Применение математической методов и вычислительной техники при решении народохозяйственных задач: Тез. докл. Респ. науч.-техн. совещ. - Гомель, 1986, с. 90-91.

45. Сущенко С. П. Модели систем передачи данных // Международный семинар 3-4 июля. Дрезденский политехи, ун-т и НИИАЭМ. "Статистические системы управления 1999.

46. Сущенко С.П. О выборе размера пакета вычислительной сети. - В кн.: Вычислительные сети коммутации пакетов: Тез. докл. IV Всес. конф. КОМПАК-85. - Рига: Ин-т электроники и вычислительной техники АН Латв. ССР, 1985, т.1, с. 126-129.

47. Сущенко С.П. Об адаптации параметров распределенной вычислительной системы. - В кн.: Перспективы развития вычислительных систем

(применение идей адаптации и эволюции): Тез. докл. II Вес. сем. - Рига: Рижский политехи, ин-т, 1985, с.179-180.

48. Сущенко С.П. Оптимизация операционных характеристик сети передачи данных с коммутацией пакетов: Дисс. ... докт. тех. наук. Томск: Томск, гос. ун-т., 1998. 261 с.

49. Сущенко С.П. Параметрический синтез сети передачи данных с коммутацией пакетов. - В кн.: Проблемы и перспективы передачи и телеобработки данных. - М.: Радио и связь, 1983, с.107-108.

50. Уолренд Дж. Введение в теорию сетей массового обслуживания. — М.: Мир, 1993. - 336 с.

51. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. — Т. 1, — М.: Мир, 1984. - 528 с.

52. Хинчин А. Я. Работы по математической теории массового обслуживания. — М.: Физматгиз, 1963. — 236 с.

53. Allman, М., Paxson, V., Blanton, Е. TCP Congestion Control // Internet RFC 5681, September 2009. - 18 p.

54. Allman, M. TCP Congestion Control with Appropriate Byte Counting (ABC) // RFC 3465, February 2003. - 10 p.

55. Altman, E., Avrachenkov, K., Barakat, C. A stochastic model of TCP/IP with stationary random loss // ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Vol. 30, Issue 4, 2000. - P. 231-242.

56. Altman, E., Jimenez, Т., Nunez-Queija, R. Analysis of two competing tcp-ip connections // Performance Evaluation Volume 49 Issue 1-4, September 2002. - P. 43-55.

57. Antony, A., Blom, J., de Laat, C., Lee, J., Sjouw, W. Microscopic Examination of TCP Flows over Transatlantic Links // iGrid2002 special issue, Future Generation Computer Systems, volume 19 issue 6, 2003 - P. 1017-1029.

58. Arvidsson, A., Krzesinski, A. A model of a TCP link //In Proceedings of the 15th International Teletraffic Congress Specialist Seminar, 2002.

59. Arvidsson, A., Krzesinski, A. The design of optimal multi-service MPLS networks // In Proceedings of 10th International Telecommunication Network Strategy and Planning Symposium, 2001. - P. 31-40.

60. Athuraliya, S., Low, S. Optimization Flow Control, II: Implementation // 2000, [Электронный ресурс] http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.25.635 (Дата обращения: 6 июня 2014).

61. Baccelli F., Bremaud P. Elements of Queueing Theory. Palm Martingale Calculus and Stochastic Recurrences. — New York: Springer, 2003. — 334 p.

62. Bansal, D., Balakrishnan, H., Floyd, S., Shenker, S. Dynamic Behavior of Slowly-Responsive Congestion Control Algorithms // SIGCOMM 2001, August 2001, Proceedings - P. 263-274

63. Baiocchi, A., Castellani, A. P., Vacirca, F. YeAH-TCP: Yet Another Highspeed TCP // Proceedings of PFLDnet, 2007. - P. 37-42.

64. Beckers, J., Hendrawan, I., Kooij, R., van der Mei, R. Generalized processor sharing performance models for the internet access lines //In proceedings of 9th IFIP Conference on Performance Modelling and Evaluation of ATM and IP Networks, 2001.

65. Blanton, E., Allman, M., Fall, K., Wang, K. A Conservative Selective Acknowledgment (SACK)-based Loss Recovery Algorithm for TCP // RFC 3517, April 2003. - 13 p.

66. Bonald, T. Comparison of TCP Reno and TCP Vegas via fluid approximation // Technical Report RR-3563, INRIA, 1998.

67. Bonald, Т., Proutiere, A., Regnie, G., Roberts, J. Insensitivity results in statistical bandwidth sharing //In proceedings of 17th International Teletraffic Congress, ITC17, 2001.

68. Braden, R. Requirements for Internet Hosts - Communication Layers // RFC 1122, October 1989. - P. 116.

69. Brakmo, L. S., O'Malley, S. W., Peterson, L. L. TCP Vegas: New Techniques for Congestion Detection and Avoidance // SIGCOMM, 1994, P. 24-35.

70. Bu, Т., Towsley, D. Fixed point approximation for TCP behaviour in an AQM network // In Proceedings of the 2001 ACM SIGMETRICS international conference on Measurement and modeling of computer systems, 2001. - P. 216-225.

71. Caini, C., Firrincieli, R. TCP Hybla: a TCP enhancement for heterogeneous networks // International Journal of Satellite Communications and Networking, 2004, 22, P. 547-566.

72. Callcgari, C., Giordano, S., Pagano, M., Pepc, T. A Survey of Congestion Control Mechanisms in Linux TCP //In proceedings of DCCN-2013 International Conference, October, 2013. - P. 29-35.

73. Card well, N., Savage, S., Anderson, T. Modeling TCP Latency // In proceedings of the 2000 IEEE Computer and Communications Societies Conference on Computer Communications (INFOCOM-OO), 2000. - P. 17421751.

74. Casetti, C., Meo, M. A new approach to model the stationary behavior of TCP connections // In Proceedings of INFOCOM, 2000.

75. Casetti, C., Meo, M. An analytical framework for the performance evaluation of TCP Reno connections // Computer Networks, 37: 669-682, 2001.

76. Cerf, V., Kahn, R. A Protocol for Packet Network Intercommunication // IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-22, No. 5, pp 637-648, May 1974. - P. 637-648.

77. Chiu, D., Jain, R. Analysis of the Increase and Decrease Algorithms for Congestion Avoidance in Computer Networks // Computer Networks and ISDN Systems, Vol. 17, - P. 1-14, 1989.

78. Clark, D. Window and Acknowledgment Strategy in TCP // RFC-813, July 1982. - P. 22

79. Coffman, E., Muntz, R., Trotter, H. Waiting time distributions for precessor-sharing systems // Journal of the ACM, 17(1), 1970. - P. 123-130.

80. Cohen, J. The multiple phase service network with generalized processor sharing // Acta Informatica, 12, 1979. - P. 245-284.

81. Czachorski, T., Pekergin, F. Diffusion Approximation as a Modelling Tool // D. Kouvatsos, editor, Network Performance Engineering - A Handbook on Convergent Multi-Service Networks and Next Generation Internet. P. 447476, Springer 2011.

82. Czachorski, T. Modeling transient states in queueing models of computer networks: a few practical issues // Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications. Proceedings, Moscow, Russia, October 7-10, 2013. P. 27-28.

83. Ewald, N., Kemp, A. Analytical Model of TCP NewReno through a CTMC // J.T. Bradley (Ed.): EPEW 2009, LNCS 5652,2009, P. 183-196.

84. Fall, К., Floyd, S. Simulation-based comparison of Tahoe, Reno, and SACK TCP // Computer Communication Review, 26(3), July 1996. - P. 5-21.

85. Fall, K., Stevens, R. TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols (2nd Edition) // Addison-Wesley Professional Computing Series, 2012. 1017 p.

86. Fayolle, G., Mitrani, I., Iasnogorodski, R. Sharing a processor among many job classes // Journal of the ACM, 27(3), 1980. - P. 519-532.

87. Fekete, A., Vattay, G., Veres, A. Improving the 1/y/p law for single and parallel TCP flows //In Proceedings of 17th International Teletraffic Congress, ITC17, 2001.

88. Figueiredo, J., Kristensen, L. Using Coloured Petri Nets to Investigate Behavioural and Performance Issues of TCP Protocols // in K. Jensen, ed., 2nd Workshop on the Practical Use of Coloured Petri Nets and Desing/CPN, Aarhus, Denmark P. - 21-40.

89. Firoiu, V., Yeom, I., Zhang, X. A framework for practical performance evaluation and traffic engineering in IP networks //In Proceedings of IEEE ICT, 2001.

90. Firoiu, V., Borden, M. A study of active queue management ofr congestion control // In Proceedings of INFOCOM 2000. Nineteenth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. Vol. 3. 2000. - P. 1435-1444.

91. Five New TCP Congestion Control Algorithms for FreeBSD - 5CC // [Электронный ресурс]. URL: http://caia.swin.edu.au/freebsd/5cc/ (дата обращения: 09.01.2014).

92. Floyd, S., Mahdavi, J., Mathis, M., Podolsky, M. An Extension to the Selective Acknowledgement (SACK) Option for TCP // Internet RFC 2883, July 2000. - 17 p.

93. Floyd, S. Highspeed TCP for Large Congestion Windows // RFC 3649 Dec. 2003. - 34 p.

94. Floyd, S., Henderson, Т., Gurtov, A., Nishida, Y. The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm // RFC6582, April 2012. - 16 p.

95. Fredj, S., Bonald, Т., Proutiere, A., Regnie, G., Roberts, J. Statistical bandwidth sharing: a study of congestion at flow level //In proceedings of the 2001 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communications, ACM Press, 2001. - P. 111-122.

96. Fu, С. P., Licvv, S. TCP Veno: TCP Enhancement for Transmission Over Wireless Access Networks // Selected Areas in Communications, IEEE Journal (2003). - P. 216-228.

97. Gaeta, R., Sereno, M., Manini, D. Stochastic Petri Nets Models for the Performance Analysis of TCP Connections Supporting Finite Data Transfer // Quality of Service in Multiservice IP Networks, Lecture Notes in Computer Science Volume 2601, 2003. - P. 372-391.

98. Garreto, M., Lo Cigno, R., Meo, M., Ajmone Marsan, M. A detailed and accurate closed queueing network model of many interacting TCP flows // In Proceedings of IEEE INFOCOM, 2001. - P. 1706-1715.

99. Garreto, M., Lo Cigno, R., Meo, M., Ajmone Marsan, M. Modeling shortlived TCP connections with open multiclass queueing networks // Computer Networks, Vol. 44, Issue 2, 2004. - P. 153-176.

100. Garreto, M., Lo Cigno, R., Meo, M., Ajmone Marsan, M. On the use of queueing network models to predict the performance of TCP connections //In Proceedings of the Thyrrhenian International Workshop on Digital Communications: Evolutionary Ttends of the Internet, 2001. - P. 536-555.

101. Garreto, M., Lo Cigno, R., Meo, M., Alcssio, E., Ajmone Marsan, M. Queueing network models for the performance analysis of multibottleneck IP networks loaded by short-lived TCP connections // Technical report, Dipartimento di Elettronica, Politécnico di Torino, 2002.

102. Gelenbe, E. On Approximate Computer Systems Models // J. ACM, V.22, no. 2, 1975. P. 261-269.

103. Gelenbe, E., Labetoulle, J., Pujolle, G. Performance Evaluation of the HDLC Protocol //Comput. Networks. - 1978. - Vol. 2. - № 4/5. - P. 409-415.

104. Gibbens, R., Sargood, S., Van Eijl, C., Kelly, F., Azmoodeh, H., Macfadyen, R., Macfadyen, N. Fixed-point models for the end-to-end performance analysis of IP networks //In Proceedings of 13th ITC Specialist Seminar: IP Traffic Measurement, Modeling and Management, 2000.

105. Gil, J. Modelling TCP with a Discrete Time Markov Chain // [Электронный ресурс] http://www.comp.brad.ac.uk/het-net/HET-NETs05/ReadCamera05/P20.pdf. (Дата обращения 29 мая 2014).

106. Gu, Y. UDT: A High Performance Data Transport Protocol // PhD Thesis, University of Illinois at Chicago, 2005.

107. Guillemin, F., Robert, R, Zwart, B. Performance of TCP in the presence of correlated packet loss //In 15th ITC Specialist Seminar on Internet Traffic Engineering and Traffic Management, Wurzburg, 2002.

108. Hayes, D. A. CAIA Delay Gradient (CDG) Congestion Control Module for TCP vO.l // [Электронный ресурс]. URL: http://caia.swin.edu.au/reports/110729A/CAIA-TR-110729A.pdf (дата обращения: 09.01.2014).

109. Hayes, D., Armitage, G. Improved Coexistence and Loss Tolerance for Delay Based TCP Congestion Control // 35th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN) October 2010. - P. 24-31.

110. Hollot, C., Misra, V., Towsley, D., Gong, W. A control theoretic analysis of RED // INFOCOM 2001. Twentieth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. Proceedings. IEEE. Vol. 3. - P. 1510-1519.

111. Jean-Marie, A., Robert, P. On the transient behavior of the processor sharing queue // Queueing Systems Theory Appl., 17(1-2), 1994. - P. 129-146.

112. Jin, C., Wei, D., Low, S., Buhrmaster, G., Bunn, J., Choe, D., Cottrell, R., Doyle, J., Feng, W., Martin, O., Newman, H., Paganini, F., Ravot, S., Singh, S. FAST TCP: From theory to experiments // Technical report, NETLAB: California Institute of Technology, CA, USA, 2003. IEEE Network, Volume 19, 2005. - P. 4-11.

113. Jin, C., Wei, X., Low, S. H. FAST TCP: Motivation, Architecture, Algorithms, Performance // Proceedings of IEEE INFOCOM 2004, March 2004. - P. 1246-1259.

114. Kaj, I., Olsen, J. Stochastic equilibrium modeling of the TCP dynamics in various AQM environments // In Proceedings of SPECTS, 2002. - P. 481-493.

115. Kaj, I., Olsen, J. Throughput modeling and simulation for single connection TCP-Tahoe //In Proceedings of the 17th International Teletraffic Congress ITC-17, 2001. - P. 705-718.

116. Kara, P., Partridge, C. Improving Round-Trip Time Estimates in Reliable Transport Protocols // SIGCOMM 87, 1987. - P. 67-74.

117. Kassa, D. F. Analytic Models of TCP Performance // PhD Thesis, University of Stellenbosch, 2005. - 199 p.

118. Katabi, D., Handley, M., Rohrs, C. Congestion Control for High Bandwidth-Delay Product Networks //SIGCOMM 2002, Proceedings, - P. 89-102.

119. Kelly, F. Mathematical modelling of the Internet //In Proceedings of the Fourth International Congress on Industrial and Applied Mathematics, 2001. - P. 105-116.

120. Kelly, T. Scalable TCP: Improving Performance in Highspeed Wide Area Networks // SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 33 (2) (2003) - P. 83-91.

121. Kleinrock, L. Time-shared systems: a theoretical treatment // Journal of the ACM (JACM), 14(2), 1967. - P. 242-261.

122. Knessl, C. On the sojourn time distribution in a finite capacity processor shared queue // Journal of the ACM, 40(5), 1993. - P. 1238-1301.

123. Kohler, E., Handley, M., Floyd, S. Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) // RFC 4340, March 2006. - 129 p.

124. Kokshenev, V.V., Suschenko, S.P. Analytical Model of the TCP Reno Congestion Control Procedure through a Discrete-Time Markov Chain // Communications in Computer and Information Science Vol. 279: Distributed Computer and Communication Networks 17th International Conference, DCCN 2013, Moscow, Russia, October 7-10, 2013. Revised Selected Papers Vishnevsky, V.; Kozyrev, D.; Larionov, A. (Eds.) 2014. P.124-135.

125. Kokshenev, V.V., Suschenko, S.P. TCP Reno Congestion Window Size Distribution Analysis / Kokshenev, V.V., Suschenko, S.P. // Communications in Computer and Information Science Vol. 487: Information Technologies and Mathematical Modelling, 13th International Scientific Conference, ITMM 2014 named after A.F. Terpugov, Anzhero-Sudzhensk, Russia, November 20-22, 2014, Proceedings. P.205-213.

126. Kokshenev, V.V., Suschenko, S.P. TCP Reno Modeling through a Discrete-Time Markov Chain // Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications. Proceedings, Moscow, Russia, October 7-10, 2013. P. 74-80.

127. Kokshenev, V.V., Suschenko, S.P., Mikheev P.A. Transport Connection Performance in Loaded Transmission Data Path // Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications. Proceedings, Moscow, Russia, October 7-10, 2013. P. 81-88.

128. Kumar, A. Comparative Performance Analysis of versions of TCP in a Local Network with a Lossy Link // ACM/IEEE Trans, of Networking 6 (1998) -P. 485-498 .

129. Kuzmanovic, A., Knightly, E. W., Service, A. TCP-LP: A Distributed Algorithm for Low Priority Data Transfer // Proceedings'of INFOCOM, 2003. Vol.3 - P. 1691-1701

130. Lakshman, T.V., Madhow, U. The performance of TCP/IP for networks with high bandwidth-delay products and random loss // ACM/IEEE Trans, on Networking 5 (1997). - P. 336-350.

131. Lee, D., Carpenter, B., Brownlee, N. Media Streaming Observations: Trends in UDP to TCP Ratio // International Journal on Advances in Systems and Measurements, v. 3, n. 3-4, 2010. - P. 147-161.

132. Liu, S., Basar, T., Srikant, R. TCP-Illinois: a loss and delay-based congestion control algorithm for high-speed networks // Valuetools '06: Proceedings of the 1st international conference on Performance evaluation methodologies and tools, ACM, New York, 2006.

133. Low, S. A duality model of TCP and queue management algorithms // IEEE/ACM Transactions on Networking, 2003, Vol. 11, Issue 4. - P. 525536.

134. Low, S., Paganini, F., Doyle, J. Internet congestion control: an analytical perspective // IEEE Control Systems Magazine, 2001.

135. Low, S., Lapsley, D. Optimization Flow Control—I: Basic Algorithm and Convergence // IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING, VOL. 7, NO. 6, DECEMBER 1999. - P. 861-874.

136. Low, S., Peterson, L., Wang, L. Understanding TCP Vegas: A duality model // In proceedings of ACM Sigmetrics,2001. - P. 226-235.

137. Malouch, N., Liu, Z. On steady state analysis of TCP in networks with differentiated services //In Proceedings of 17th International TeletrafRc Congress ITC-17, 2001.

138. Mascolo, S., Casetti, C., Gerla, M., Sanadidi, M. Y., Wang, R. TCP Westwood: Bandwidth estimation for enhanced transport over wireless links // MobiCom'01: Proceedings of the 7th annual international conference on Mobile computing and networking, ACM, New York, 2001 - P. 287-297.

139. Mathis, M., Mahdavi, J., Floyd, S., Romanow, A. TCP Sclcctive Acknowledgement Options // Internet RFC 2018, Oct. 1996. - 12 p.

140. Mathis, M., Semke, J., Mahdavi, J. The Macroscopic Behavior of the TCP Congestion Avoidance Algorithm // ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Volume 27 Issue 3, July 1997. - P. 67-82.

141. Misra, V., Gong, W.-B., Towsley, D. Fluid-based analysis of a network of AQM routers supporting TCP flows with an application to RED //In SIGCOMM, 2000. - P. 151-160.

142. Misra, A., Ott, Т., Baras, J. The window distribution of multiple TCPs with random queues //In Proceedings of IEEE GLOBECOM, 1999. Vol. 3 - P. 1714-1726.

143. Mitra, D., Weiss, A. A closed network with a discriminatory processor-sharing server // ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 17(1), 1989. - P. 200-208.

144. Nunez-Queija, R. Sojourn times in non-homogeneous QBD processes with processor sharing // Stochastic models, 17(1), 2001. - P. 61-92.

145. Olsen, J., Kaj, I. Slowstart window modeling for single connection TCP-Tahoe // Technical Report U.U.D.M. Report 2001:21, Uppsla University, May 2001.

146. Olsen, Y. Stochastic modeling and simulation of the TCP protocol // Uppsla Dissertations in mathematics 28, 2003. - 94 p.

147. Padhey, J., Firoiu, V., Towsley, D. A stochastic model of TCP Reno congestion avoidance and control // Tech. Rep. UMASS-CS-TR-1999-02, 1999. - P. 1-12.

148. Padhey, J., Firoiu, V., Towsley, D., Kurose, J. Modeling TCP Throughput: A simple Model and Its Empirical Validation // UMASS CMPSI Tech Report TR98-008, Feb. 1998. - P. 133-145.

149. Paganini, F. Flow Control via Pricing: a Feedback Perspective / / [Электронный ресурс] http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/versions?doi=10.1.1.31.8005 (Дата обращения: 6 июня 2014).

150. Paxson, V. Automated packet trace analysis of TCP implementations //In proceedings of SIGCOMM'97, 1997. - P. 167-179.

151. Paxson, V., Allman, M., Chu, J., Sargent, M. Computing TCP's Retransmission Timer // RFC 6298, June 2011. - 11 p.

152. Postel, J. Transmission Control Protocol // Internet RFC 0793/STD 0007, September 1981. - P. 85.

153. Postel, J. User Datagram Protocol // Internet RFC 0793, August 1980. - P. 3.

154. Ramakrishnan, K., Floyd, S., Black, D. The Addition of Explicit Congestion Notification (ECN) to IP // RFC 3168, September 2001. - 63 p.

155. Rhee, I., Xu, L. CUBIC: a new TCP-friendly high-speed TCP variant // SIGOPS Oper. Syst. Rev. 42 (5) (2008). - P. 64-74.

156. Riedl, A., Bauschert, Т., Perskc, M., Probst, A. Investigation of the M/G/R processor sharing model for dimensioning of IP access networks with elastic traffic //In proceedings of first Polish-German Teletraffic Symposium PGTS, 2000.

157. Roberts, J., Massouli'e, L. Bandwidth sharing and admission control for elastic traffic // Telecommunication Systems, 15, 2000. - P. 185-201.

158. Roberts, J., Bonald, T. Performance of bandwidth sharing mechanisms for service differentiation on the internet //In proceedings of 13th ITC Specialist Seminar, IP Traffic measurements, Modeling and Management, 2000.

159. Roughan, M., Erramilli, A., Veitch, D. Network performance for TCP networks part I: Persistent sources //In Proceedings of the International Teletraffic Congress - ITC-17, 2001. - P. 24-28.

160. Samios, C., Vernon, M. Modeling the throughput of TCP Vegas //In Proceedings of ACM Sigmetrics, 2002. Volume 30, Issue 3 - P. 26-28.

161. Shorten, R., Leith, D. H-TCP: TCP for high-speed and long-distance networks // Proceedings of the PFLDnet, 2004.

162. Siemens, E., Herpel, C., Kohler, R., Aust, A. High Speed WAN Data Transmission for Globalized Content Production Environments // Вестник СибГУТИ, 2010 № 4. - С. 3-12.

163. Stewart, R. Stream Control Transmission Protocol // RFC 4960, September 2007. - 152 p.

164. Tan, K., Song, J., Zhang, Q. A Compound TCP Approach for High-speed and Long Distance Networks // Proceedings of IEEE INFOCOM 2006, April 2006. - P. 1-12.

165. Van der Mci, R., Van den Berg, J., Vranken, R., Gijsen, B. Analysis of a flow level model for TCP behavior in case of priority queueing // Technical Report, COST 279, 2001.

166. Van Jacobson, Karels, M. Congestion avoidance and control // In Proceedings of SIGCOMM '88 (Stanford, CA, Aug. 1988), ACM. - P. 314329.

167. Van Jacobson. Modified TCP Congestion Control and Avoidance Algorithms // Technical Report 30, April 1990.

168. Vranken, R., Van der Mei, R., Kooij, R., Van den Berg, J. Performance of TCP with multiple priority classes // Technical report, COST279, 2002.

169. Wang, J., Wen, J., Zhang, J., Han, Y. A demonstration of a new TCP congestion control algorithm over LTE and other challenging networks // MobiCom 2010 Demo, Sept. Chicago, IL.

170. Wierman, A., Osogami, T., Olsen, J. A Unified Framework for Modeling TCP-Vegas, TCP-SACK, and TCP-Reno // Proceedings of the 11TH IEEE/ACM International Symposium on Modeling, Analysis and Simulation of Computer Telecommunications Systems (MASCOTS'03). 1526-1539/03 (2003).

171. Wierman, A., Osogami, T., Olsen, J. Modeling TCP-Vegas under On-Off traffic // ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review - Special issue on the fifth workshop on MAthematical performance Modeling and Analysis (MAMA 2003), Volume 31, Issue 2, 2003. - P. 6-8.

172. Xu, L., Harfoush, K, Rhee, I. Binary Increase Congestion Control (BIC) for Fast Long-Distance Networks // INFOCOM, 2004. Vol. 4 - P.2514-2524.

173. Yeom, I., Narasimha Reddy, A.L. Modeling TCP behavior in a differentiated services network // IEEE/ACM Transactions on Networking, 9(1), 2001. -P. 31-46.

174. Zimmermann, H. OSI Reference Model - The ISO Model of Architecture for Open Systems Interconnection // IEEE Transactions on Communications, COM-28(4), Apr. 1980. - P. 425-432.

Приложение. Акты внедрения и использования результатов работы.

УТВЕРЖДАЮ

■шф^рОО «Ф5 Нетворкс»

А.Е.Ерохин « 02 » июля 2014 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы В.В.Кокшенёва ,

Настоящий акт удостоверяет в том, что в ООО «Ф5 Нетворкс» применяются результаты диссертации Кокшенёва В.В. при разработке программно-аппаратных комплексов BIG-IP и операционной системы TMOS.

Разработанные Кокшенёвым В.В. математические модели алгоритмов управления перегрузкой Reno/NewReno и программное обеспечение по расчету пропускной способности транспортного соединения дают достаточно точную оценку операционных характеристик и используются в процессе функционального и нагрузочного тестирования стека TCP/IP, а также при автоматизации тестирования TMOS, и отдельных его модулей (LTM, АРМ). Предложенные методики и программы расчета позволяют обнаруживать дефекты или нежелательные отклонения в модуле сетевого взаимодействия TMOS, отвечающем за протокол TCP.

Начальник отдела тестирования АРМ,

ООО "Ф5 Нетворкс1

А.Б.Трегубов

Начальник отдела тестирования L1 ООО "Ф5 Нетворкс"

Е.А.Пак

УТВЕРЖДАЮ ¡иректор ООО «Интант»

B.J1. Попов » октября 2014 г.

Мы, нижеподписавшиеся, представители ООО «Интант» главный, инженер, начальник департамента корпоративных проектов С.Н. Кузьмичев и начальник отдела телекоммуникаций и вычислительных систем М.А. Горбунов составили настоящий акт в том, что в ООО «Интант» переданы и используются при проектировании распределенных информационных систем и обосновании выбора технических средств для построения корпоративных сетей передачи данных результаты диссертационной работы Кокшенёва В.В.

Разработанные Кокшенсвым В.В. модели TCP Reno применяются при проектировании и реализации корпоративных сетей промышленных предприятий и государственных учреждений для количественной оценки операционных характеристик различных вариантов построения сетевой инфраструктуры и обоснования выбора протокольных параметров, характеристик линий связи и параметров активного сетевого оборудования. Применение математических соотношений и результатов численных расчетов, а также программного обеспечения но оценки пропускной способности транспортных соединений, полученных в диссертационной работе Кокшенёва В.В., позволяет выполнять комплексный анализ по показателям производительности и ресурсоемкости различных способов построения распределенных информационных систем. На основании содержательного анализа обоснованы технические решения по созданию корпоративных сетей и разработаны спецификации вариантов их реализации в различных ценовых диапазонах.

Главный инженер,

Начальник отдела телекоммуникаций и вычислительных систем ООО "Интант"

начальник департамента корпоративных i ООО "Интант"

-и

УТВЕРЖДАЮ

Проректор Томского государственного университета

по учебной работе

об использовании в учебном процессе результатов диссертационной работы В.В. Кокшенёва

АКТ

В.Дёмин

2014 г.

Настоящий акт удостоверяет в том, что результаты диссертационной работы Кокшенёва В.В. используются при преподавании специальной дисциплины «Математические модели вычислительных систем и компьютерных сетей» для магистрантов направления 02.04.02 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» на факультете информатики Томского государственного университета. В указанном учебном курсе использован материал 2,3, 4 глав диссертации, где изложены модели процедур управления потоком и перегрузкой транспортного протокола. Результаты диссертационной работы включены в содержание учебной программы дополнительного образования «Системный инженер», реализуемой на факультете информатики, и в учебные курсы слушателей программ CCNA и CCNP региональной сетевой академии Cisco Томского государственного университета. Диссертационные результаты используются также при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ студентов.

А.Л.Фукс

С.ПСущенко