Моделирование и оптимизация режима функционирования клиент-серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Со Мин Тун

• Со Мин Тун
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Со Мин Тун

Введение.

Глава 1. Анализ предметной области.

1.1. Общая информация о Мьянме.

1.2. История и перспективы развития города Янгон.

1.3 .Общая информация о Мьянманском Информационном и Коммуникационном Центре ( МИКЦ ).

1.4. Функции Мьянма Информационном-коммуникационном Центра (МИКЦ)

1.5. Топология сети в МИКП.

Глава 2. Особенности Клиент - серверной архитектуры МИКЦ.

2.1. Протокол и.

2.2 Структура сетевых ресурсов и модель наблюдения за их использованием.

2.3. Критерий оптимальности расположения ресурсов.

Глава 3. Оптимизация режима функционирования клиент-серверной сети па основе имитационного моделирования.

3.1. Обзор и выбор инструментально - программных средстве имитационного моделирования вычислительных сетей.

3.2. Математическая модель оптимизации режима функционирования клиент-серверной сети.

3.3. Имитационная модель функционирования клиент-серверной сети МИКЦ

Глава 4. Алгоритмы Имитационного моделирования клиент-серверных сетей на вРвБ.

4.1. Определение основных параметров имитационной модели.

4.2. Утилита расширения возможностей ОРББ.

4.3. Блок-схемы алгоритмов моделирования класс.

4.4. Ядро имитационной модели на СРБЗ.

4.5. Описание структурно-функциональной схемы.

4.6. Результаты моделирования задачи на вРвБ.

Глава 5. Результаты имитационного моделирования клиент-серверной информационной сети.

5.1. Интерфейс имитационной модели.

5.2 Моделирование 2-х серверной класс.

5.3. Оптимизация режима функционирования 2-х серверной класс

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и оптимизация режима функционирования клиент-серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы»

Актуальность работы. Клиент-серверная архитектура - неотъемлемая часть современных информационных технологий. Она создала новые возможности для разработчиков аппаратных и программных средств. В основу технологии был положен принцип распределения - один из основных двигателей прогресса в информационной индустрии. Полное отделение реализации исполняемых функций от интерфейса для доступа к ним дало мощный толчок в инновационной деятельности разработчиков программного обеспечения. Однако стремительное внедрение клиент-серверной архитектуры в различные отрасли человеческой деятельности породило ряд проблем, связанных, как правило, с перегрузкой серверов и, как следствие, выхода их из нормального режима функционирования. Для клиент-серверной технологии именно ситуации перегрузки серверов являются наиболее опасными, так как в этом случае не могут работать нормально и все клиенты. Все это требует проведения экспериментальных исследований свойств сети, причем не только в режиме оперативного мониторинга, но и более глубокого изучения, в частности, с целью прогнозирования их поведения. С этим же связана и задача совершенствования соответствующего научно-методического и программного обеспечения анализа и моделирования трафика.

Работы по даппой проблеме велись и ведутся весьма интенсивно как отечественными (Л.И. Абросимов, В.В. Крылов, Н.И. Федунец, О.И. Шелухин, A.B. Осин, А.К. Скуратов, H.A. Олифер, В.Г. Олифер, В.В. Емельянов, В.А. Жожикашвили и др.), так и зарубежными учеными (М. Шварц, К. Парк, Дж. Медхи и др.). Тем не менее многие вопросы здесь либо исследованы недостаточно полно, либо ориентированы на решение относительно узких прикладных задач. В частности, отсутствуют комплексные методики организации и проведения экспериментальных исследований трафика, обобщающие накопленный к настоящему времени опыт их проведения. Достаточно ограничен перечень статистических методов, используемых при обработке данных, характеризующих интенсивность трафика. Математические модели трафика в основном строятся в предположении его стационарности. Все это свидетельствует о необходимости дальнейшего развития исследований по данной проблематике.

Целью диссертационной работы является развитие методов и алгоритмов анализа качества функционирования, прогнозирования свойств и оптимизации трафика клиент-серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы.

В соответствии с указанной целыо в рамках диссертационной работы была составлена общая характеристика состояния проблемы исследования и моделирования трафика в клиент-серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы и решались следующие задачи:

1. Дана общая характеристика состояния проблемы исследования и моделирования трафика в клиент-серверной сети центра информационно-коммуникацио1шых технологий Мьянмы.

2. Выполнен анализ структуры сетевых ресурсов и их совокупное расположение в сети в виде графа или в виде системы двух матриц, включая естественные ограничения системы, такие как пропускная способность каналов, ограничения на распределение ресурсов, диктуемые структурой сети и мощностью оборудования.

3. Формализованы математические модели и критерий оптимальности, которые могут быть использованы для решения задачи оптимизации режима функционирования клиент-серверной сети на основе имитационного моделирования.

4. Разработана методика построения аналитической зависимости критерия оптимальности от параметров сети по результатам имитационного моделирования на основе регрессионного анализа.

5. Разработаны алгоритмы имитационного моделирования клиент-серверной сети с удаленным доступом через выделенный канал связи, в том числе алгоритм работы цифрового канала связи, алгоритм расчета предварительного времени закачки, алгоритм расчета размера скачанной информации, алгоритм функционирования серверной станции и алгоритм управления группами заявок в канале связи.

6. Разработано отдельное программное обеспечение решения задачи оптимизации клиент-серверной сети с удобным пользовательским интерфейсом с ядром имитационной модели на ОРЗБ и специальной утилитой С81шНСоёеСепега1ог.

Методы исследования. Полученные результаты исследования базируются на использовании методов и средств системного анализа, элементов теории компьютерных сетей, математической статистики, теории случайных процессов, имитационного моделирования.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Комплексная методика анализа структуры ресурсов клиент-серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы.

2. Формирование математической модели и критерия оптимальности, которые могут быть использованы для решения задачи оптимизации режима функционирования клиент-серверной сети на основе имитационного моделирования.

3. Методика построения аналитической зависимости критерия оптимальности от параметров сети по результатам имитационного моделирования на основе регрессивного анализа.

Научная новизна работы.

1. Впервые создана структура сетевых ресурсов в виде совокупности графа и двух матриц, включающих в себя ресурсы сети и ограничения на их расположение.

2. Впервые формализованы математические модели оптимизации параметров клиент-серверных сетей на основе имитационного моделирования.

Научная значимость работы состоит в разработке научно обоснованной комплексной методики и алгоритмов оптимизации клиент-серверных сетей на основе использования имитационного моделирования компьютерных сетей.

Практическая значимость работы заключается в оптимизации режимов функционирования с целью повышения производительности клиент-серверной сети информационно-коммуникационного центра Мьянмы.

Апробация работы. Основные результаты диссертации и ее отдельные положения докладывались на семинарах кафедры АСУ МГГУ и международных симпозиумах «Неделя горняка» (2009-2010 гг., Москва).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 48 наименований, включает 30 рисунков, 10 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Со Мин Тун

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи, связанной с развитием методов и алгоритмов анализа качества функционирования, прогнозирования свойств и оптимизации 'графика клиент -серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы.

Основные научные и практические результаты, полученные лично автором:

1. Разработана дана общая характеристика состояния проблемы исследования и моделирования трафика в клиент-серверной сети центра информационно-коммуникационных технологий Мьянмы.

2. Выполнен анализ структуры сетевых ресурсов и их совокупное расположение в сети в виде графа или в виде системы двух матриц, включая естественные ограничений системы, такие как пропускная способность каналов, ограничения на распределение ресурсов, диктуемые структурой сети и мощностью оборудования.

3. Формализованы математические модели и критерий оптимальности, которые могут быть использованы для решения задачи оптимизации режима функционирования клиент-серверной сети на основе имитационного моделирования.

4. Разработана методика построения аналитической зависимости критерия оптимальности от параметров сети по результатам имитационного моделирования на основе регрессионного анализа.

5. Разработаны алгоритмы имитационного моделирования клиент — серверной сети с удаленным доступом через выделенный канал связи, в том числе- алгоритм работы цифрового канала связи, алгоритм расчета предварительного времени закачки, алгоритм расчета размера скачанной информации, алгоритм функционирования серверной станции и алгоритм управления группами заявок в канале связи.

6. Разработано отдельное программное обеспечение решения задачи оптимизации клиент-серверной сети с удобным пользовательским интерфейсом с ядром имитационной модели на СРЗЭ и специальной утилитой С31тЦСос1еСепега1ог.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Со Мин Тун, 2010 год

1. Бахвалов Л. А., Со Мин Тун. Оптимальное управление информационными ресурсами в клиент-серверной сети на базе модели наблюдений Open View //Информатизация и управление-1: Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2008. №ОВ 10. - С. 102-108.

2. Со Мни Тун. Модели оптимизации режимов функционирования клиент-серверной сети информационно-коммуникационного парка Мьянмы. //Информатизация и управление-2: Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. - ЖЭВ 10. - С.195-202.

3. Со Мин Тун. Исследование качества обслуживания в локальных вычислительных сетях //Информатизация и управление-2: Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2008. №ОВ 11. - С.203-213.

4. В.В. Емельянов, С.И. Ясиновский, «Введение в интеллектуальное имитационное моделирование сложных дискретных систем и процессов», Язык РДО. -М.: АНВИК, 1998. 427 с.

5. Брежнев А.Ф., Смелянский PJL, «Семейство протоколов TCP/IP»

6. Архангельский A.A. ., «Программирование в Delphi 7», Москва, издательство «Питер», 2003 г., 758 с.

7. Minuteman Software, «GPSS World. Руководство пользователю», Казань, издательство «Мастер-Лайн», 2002 год., 329 с.

8. Minuteman Software, «GPSS World. Учебное пособие», Казань, издательство «Мастер-Лайн», 2002 год, 398 с.

9. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Терещенко Б.Н., Моделирование беспроводных сетей с децентрализованным управлением. «Автоматика и телемеханика» 1999, №6., 34 с.

10. Жожикашвили В.А., Вишневкий В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применения к сетям ЭВМ. «М.: Радио и связь», 1998 г., 415 с.

11. П.Богуславский Л.Б., Ляхов А.И, Оценка производительности распределенных информационно-вычислительных систем архитектуры «Клиент-сервер», «Автоматшса и телемеханика», 1995, №9., 150 с.

12. Гмурман В.Е. «Теория вероятностей и математическая статистика», Учебное пособие для ВУЗов, М: Высш. шк., 1997., 480 с.

13. Крылов В.В., Самохвалова С.С. Теория телетрафика и ее приложеия. СПб.: БХВ-Петербург, 2005.- 288 с.

14. Бахвалов JI.A. Моделирование систем. Учебное способие для вузов. Изд-во МГГУ, 2006.

15. Гмурман В.Е. Теория верятностей и математическая статистика, Учебное способие для ВУЗов, М: Высш. шк., 1997, 480 с.

16. Кузнецов А.В., Сакович В.А. «Математическое программирование», Минск, Высшая Школа 1994.

17. Клейнрок JL, «Вычислительные системы с очередями», М, Мир 1979.

18. Мартии Дж., «Системный анализ передачи данных», М, Мир 1975.

19. Штайнке С., «Рентгеновский снимок сети», Lan Magaziпе/Русское Издание, Июнь 1996, №4.

20. Липпис Н., «Виртуальные частные сети передачи данных», Lan Magazine/Pyccicoe Издание, Октябрь 1997, стр. 23.

21. Храмцов П., «Intranet мифы и реальность», Открытые системы №4/97 стр. 53 - 62.

22. Морриси П., Бордман Б., «Незаконченная картина RMON», Сети и Системы Связи, №8/96 стр. 50 57.

23. Jander М., «Network management goes to work», Data Communícation, ноябрь 1997.

24. Larsen A., «RMON2: A window on the enterprise», Data Communícation, сентябрь 1997.

25. Larsen A., «Application performance vital signs», Data Communícation, ноябрь 1997.

26. Бахвалов JI.A., Микулич JI. И. Компьютерное моделирование:- основные тенденции развития инструментальных средств. М.: Институт Проблем Управления им. В.А. Трапезникова РАН. Труды Института. Том 2. 1999 г. с. 5 — 11.

27. Бахвалов JI.А., Белова Т.Б. Оценивание параметров нелинейных моделей // Автоматизация обработки экспериментальных данных в химии и химической технологии. Под ред. Нетушила A.B. М.: МИТХТ, 1976, - с.55-56.

28. Бахвалов JI.A., Прахова P.A. Регрессионный анализ многомерных полиномиальных моделей // Автоматизация обработки экспериментальных данных в химии и химической технологии; Под ред. Нетушила A.B. М.: МИТХТ, 1976, - с.56-64.

29. Бахвалов JI.A., Пучков Л.А., Методы и алгоритмы автоматического управления проветриванием. М.:, Недра, 1992.

30. Андрианов А. Н., Бычков С. П., Хорошилов А. И. Программирование на языке СИМУЛА-67. -М.: Наука, 1985 г.

31. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрики. М.: ЮНИТИ. 1998.

32. Альберт А.Регрессия, псевдорегрессия и рекурентное оценивание / Перев. с англ. Р.Ш. Липцера. Под ред. Я.З. Цыпкина. -М.: Наука, 1997, 224с.

33. Арнольд В.И. Обыкновенные дифференциальпые уравнения. М.: Наука, 1971, - 237 с.

34. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных процессов. М.: Мир, 1989. - 540 с.

35. Бирюков Б. В., Гастеев Ю. А., Геллер Е. С. Моделирование.- М. БСЭ. 1974 г.

36. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов: т.2 М.:, Мир, 1974. - 197с.

37. Бусленко H. П., Шрейдер Ю. А. Метод статистических испытаний. Москва, 1961г.

38. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. Москва, 1961г.

39. С. Вагнер. Основы исследования операций. Том 3. М., Мир., 1973 г. -501 с.

40. Вентцель Е.С. Исследование операций. М., «Сов. Радио», 1972 г., 552 с.

41. Горский В.Г.,Адлер Ю.П., Талалай A.M. Планирование промышленных экспериментов.(Модели динамики). М., Металлургия., 1978 г.

42. Гэйн К., Сарсон Т. Структурный системный анализ средства и методы. В 2-х частях. Пер. с англ. под ред. А. В. Козлинского М.: Эйтекс,1993.

43. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. 'Численные методы анализа. Под ред. Б.П.Демидовича. М;ГИФМЛ, 1963.

44. Федунец Н.И., Черников Ю.Г. «Методы оптимизации: Учебное пособие для вузов». М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2009 г. 375 с.

45. Федунец Н.И., Куприянов В.В. «теория принятия решений: Учебное пособие для вузов». М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005 г. 218 с.

46. Широчин Д.Л. Математическое моделирование масштабно-инвариантных свойств ископаемых углей. //Дисс. на соиск. уч. степени д-ра физ.—мат.наук. М.: МГГУ, 2004 г. - 191 с.

47. Панова С.А. методология разработки систем управления инновационным развитием производства крупнотоннажных химических продуктов на основе системного подхода. //Дисс. на соиск. уч. степени д-ра техн.наук. М.: 2009 г. - 206 с.