Маршрутизация в сетях с коммутацией пакетов. Исследование процессов формирования задержек при пересылке по сети

 

Цель работы: Оценить влияние размера пакета пересылаемого файла на общее время пересылки файла по сети с коммутацией пакетов.

Краткая теоретическая справка. Любая сеть может быть представлена как совокупность узлов (оконечных и транзитных) и каналов. При рассмотрении IP-сети (сетевой уровень) в качестве узлов обычно выступают маршрутизаторы. На каждом маршрутизаторе происходит обработка IP-пакета (датаграммы), заключающаяся в анализе IP-заголовка: проверке контрольной суммы заголовка, обработке поля TTL, анализе IP-адреса и т.д. Поле данных не обрабатывается, эта функция возложена на протоколы транспортного уровня. Основной особенностью сети с коммутацией пакетов в датаграммном режиме является то, что каждый пакет обрабатывается отдельно.

Соответственно, для расчета времени пребывания пакета в сети можно воспользоваться соотношением:

 EMBED Microsoft Equation 3.0,

где i – количество узлов в сети, j – количество каналов,  EMBED Microsoft Equation 3.0 - время пребывания пакета в i -том узле,  EMBED Microsoft Equation 3.0 - время пересылки по j -тому каналу.

Маршрутизатор можно представить как буфер и обслуживающий прибор, в котором производится анализ IP-заголовка (рис. 2.1.). Пакеты, поступающие на узел, сначала задерживаются в буфере на время T_буф = N × T_обр, а затем поступают непосредственно на обработку. Таким образом, время нахождения пакета в узле можно представить как:

T_у = T_буф+ T_обр = T_обр (N + 1),

где N – длина очереди в буфере, T_обр – время обработки пакета в узле.

При прохождении по сети пакет на разных узлах задерживается на разное время в зависимости от размера очереди и быстродействия маршрутизатора.

    При формировании пакета большую роль играет процесс инкапсуляции. К каждому пакету на каждом уровне дописывается служебная информация (протокольные заголовки), увеличивающая размер пакета.

 EMBED Visio 2000 Drawing

Рис. 2.2. Пример формирования IP-пакета

 

Соотношение служебной и пользовательской информации в одном пакете называется протокольной избыточностью и может привести к нерациональному использованию пропускной способности сети.

 

Задание

1. Запустить файл lab.exe. Согласно варианту (табл.2.1) сконфигурировать граф сети. Значения параметров сети задать автоматически. Размер пакета можно указать используя меню «Ввод данных» ® «Пересылка файла» или кнопками Ctrl+F.

Таблица.2.1

Варианты заданий к лабораторной работе

Эксп.1Эксп.2Эксп.3Эксп.4

Вариант	Номер узла отправителя	Номер узла получателя	Размер файла	Размер пакета
				Эксп.5
1	1	4	650 b	Размер пакета для всех 5-ти экспериментов предлагается выбрать самостоятельно. При выборе ориентируйтесь на предлагаемый в задании размер исходного файла – количество полученных в результате разбиения пакетов должно быть от 5 до 25 в зависимости от номера эксперимента.
2	5	2	500 b
3	6	3	300 b
4	2	4	120 b
5	6	2	750 b
6	1	5	64 b
7	4	3	800 b
8	1	6	100 b
9	5	3	850 b
10	6	5	200 b
11	3	2	150 b

 

2. Заполнить таблицу 2.2 и оценить время пересылки файла по сети Т_å для различного количества пересылаемых пакетов. При указании приоритетов устанавливать весовой коэффициент 0 в случае, если параметр не учитывается.

Таблица 2.2

Пример таблицы с результатами эксперимента

Количество пакетов N	5	10	15	20	25
Время пересылки файла по сети в сети Т å без приоритета
Время пересылки файла по сети Т å с приоритетом
Время пересылки файла по сети Т å с приоритетом по показателю «время задержки»
Время пересылки файла по сети Т å с приоритетом по показателю «пропускная способность»

3. По результатам эксперимента построить графики зависимости времени пересылки файла по сети Т _å от количества пакетов N для приоритетного (3 случая) и неприоритетного трафика в одной системе координат.

К защите

Знать принципы инкапсуляции в IP-сетях.

Иметь представление о процессах формирования задержек в сетях с коммутацией пакетов, жизненном цикле датаграммы.

Представить отчет, содержащий таблицу исследований и графики Т _å(N), в одной системе координат для приоритетного и неприоритетного типов трафика.

Объяснить полученные результаты.