ОПИС СИСТЕМИ ПРОЕКТУВАННЯ ORLAN
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛIТЕХНIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗIВКИ
ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
З ДИСЦИПЛIНИ
" комп'ютерні мережі"
Одеса ОНПУ 2013
ВСТУП
Темою лабораторних робіт є розрахунок імовірносно-часових характеристик функціонування комп'ютерних мереж. Такий розрахунок виконується з використанням відповідних методик та інструментальних засобів, з використання систем автоматизованого проектування.
У лабораторних роботах запропоновано використовувати спеціалізовану систему проектування "ORLAN", розроблену на кафедрі комп'ютерних інтелектуальних систем і мереж Одеського національного політехнічного університету.
1 ОПИС СИСТЕМИ ПРОЕКТУВАННЯ "ORLAN"
Система використовує набір аналітичних і імітаційних моделей, що дозволяють мінімізувати час розрахунку комп'ютерних мереж. До складу системи входять наступні блоки (рис. 1.1.)
Рис. 1.1. Структура системи проектування:
БСП – бібліотека структури проектів; БММ – бібліотека моделей проектів; БРМ – бібліотека результатів моделювання; СКБД - система керування базою даних.
Блок графічного інтерфейсу користувача реалізує інтерактивну взаємодію із системою на всіх етапах проектування комп'ютерних мереж. З використанням даного блоку здійснюється введення в систему досліджуваного проекту мережі.
Система керування базою даних (СКБД) забезпечує введення, зберігання і використання різними блоками системи даних про наявні типи мережевих пристроїв (робочі станції, сервери, комунікаційне обладнання, кабельні системи).
Блок синтезу логічної структури виконує в автоматичному режимі проектування логічної структури мереж різних рівнів ієрархії комп'ютерних мереж.
Блок синтезу математичних моделей виконує автоматичну генерацію моделей масового обслуговування для блоків аналітичного і імітаційного моделювання, які адекватно відображають функціонування логічної структури мережі, отриманої з використанням блоку логічного синтезу або введеної через блок інтерфейсу користувача.
Блок моделювання дозволяє обчислювати ІЧХ функціонування комп'ютерних мереж з використанням аналітичних і імітаційних методів розрахунку.
Блок розрахунку характеристик реального каналу зв'язку служить для розрахунку характеристик каналу зв'язку з урахуванням службового трафіку, кадрів підтвердження, переповнення буферів комутатора, імовірності бітових помилок і перевищення часу тайм-ауту.
Блок вибору фізичної структури комутатора дозволяє вибрати з бази даних конкретну модель комутатора, що відповідає розрахованим параметрам.
Блок графічного інтерфейсу користувача реалізує наступні функції:
- введення і зміну даних у базі параметрів мережевого і комунікаційного обладнання;
- введення параметрів структури і інформаційних зв'язків абонентів проектованої мережі;
- збереження структури і топології проектованої мережі у файлі;
- введення і параметризація завдань, що циркулюють у мережі;
- вивід результатів (моделювання, логічного синтезу і т.і.).
Блок графічного інтерфейсу складається з модуля введення проекту мережі, модуля завдання навантаження і модуля відображення результатів моделювання.
Модуль введення проекту дозволяє розміщати на робочому полі вузли мережі і з'єднувати їх між собою. Параметри мережевих пристроїв зберігаються в базі дані системи і визначаються користувачем для робочих станцій, серверів і комунікаційного обладнання при введенні проекту (рис. 1.2).
При введенні проекту вказується інформація про використовувані ОС, прикладне ПЗ і мережеві протоколи.
Рис. 1.2. Модуль введення проекту мережі
Робоче навантаження задається користувачем у діалоговому вікні у вигляді сукупності заявок із зазначенням маршруту для кожної з них. Маршрут задається зазначенням клієнтського і серверного вузлів для кожної заявки.
Для кожної заявки вказуються:
- розмір запитального пакета від клієнтської ЕОМ до серверної (і, якщо необхідно, розмір відповідного пакета від серверної ЕОМ);
- час підготовки заявки на клієнтської ЕОМ, і час обробки сервером;
- час циклу заявки (у випадку, якщо нова заявка генерується відразу по приходу відповіді на попередню заявку, указується нульовий час).
Для аналізу пріоритетних систем і якості обслуговування заявок указується ряд додаткових параметрів.
У число додаткових параметрів входять:
- відносний пріоритет заявки (0 – нижчий пріоритет, 7 – вищий);
- максимально припустимий час реакції мережі;
- припустима доля заявок, що перевищили заданий час транзакції.
Модуль відображення результатів забезпечує вивід результатів аналітичного і імітаційного моделювання у вигляді гистограмм і текстових звітів.
Система керування базою даних параметрів мережевого і комунікаційного обладнання забезпечує введення, редагування і зберігання наступної інформації:
- типи мережевих пристроїв (робочі станції і сервера);
- комунікаційні пристрої (концентратори, комутатори, маршрутизатори);
- типи кабельних систем;
- технічні параметри мережевих пристроїв;
- вартість мережевих пристроїв;
- програмне забезпечення мережевих пристроїв.
СКБД використовується для побудови фізичної структури проектованої мережі. Вихідними даними для побудови служить логічна структура, що генерується автоматично на основі вихідних даних блоком синтезу логічної структури. Через СКБД виводиться перелік мережевого і комунікаційного обладнання, що зберігається в базі даних системи моделювання. З наявного обладнання вибирається те, характеристики якого задовольняють вимогам отриманій логічній структурі мережі.
Блок синтезу логічної структури призначений для виконання процедури автоматичного синтезу логічної структури мережі. У якості вихідних даних для проектування використовується вектор параметрів абонентів, що вводять на етапі завдання проекту мережі. Результатом синтезу є неблокуюча структура мережі, що використовується як початкове значення в задачах синтезу фізичної структури комп'ютерної мережі.
Блок синтезу математичної моделі призначений для автоматичної побудови математичної моделі масового обслуговування, що адекватно відображає функціонування мережі, що моделюється. У якості вихідних даних використовуються фізична структура мережі, її топологія і робоче навантаження. Фізична структура визначає номенклатуру і кількість мережевих засобів, що входять до складу мережі. Топологія відображає зв'язки між всіма компонентами мережі. Робоче навантаження задається у вигляді набору заявок, де для кожної заявки вказуються (рис.1.3):
- маршрут заявки;
- розмір запиту в байтах;
- час підготовки запиту;
- розмір відповіді в байтах;
- час підготовки відповіді;
- час циклу заявки.
Рис. 1.3. Інтерфейс введення параметрів навантаження
Блок моделювання призначений для розрахунку ІЧХ функціонування мережі на підставі моделей масового обслуговування, побудованих блоком синтезу математичної моделі. До складу блоку входять модулі аналітичного і імітаційного моделювання. Модуль аналітичного моделювання використовує метод Неюза-Ченді для розрахунку характеристик мережі на базі алгоритму MVA – аналізу середніх значень. Модуль імітаційного моделювання програмним способом імітує функціонування мережі у відповідності зі структурою синтезованої моделі.
Результатом моделювання є графіки залежності ІЧХ функціонування мережі від числа робочих станцій. Система дозволяє одержувати результати моделювання на аналітичних і імітаційних моделях комп'ютерної мережі. Аналіз залежностей надає можливість оперативно оцінити необхідність модернізації досліджуваної мережі (рис.1.4).
Рис. 1.4. Результати моделювання ІЧХ функціонування мережі
Система моделювання комп'ютерних мереж реалізована в програмної середі С++. Для реалізації графічного інтерфейсу користувача використана середа візуального проектування Delphi фірми Inprise/Borland.