Диссертация (1144013), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Приведем ряддополнительных ограничений, которые появятся в данной модели. Количество заявок в системе ограничено, так как их количество определяется разрешением , то дляпроизвольной поток =(43)будет рассчитываться по формуле Литта как74где - – количество заявок во всей СМО, – задержка передачи заявки посистеме.Пропускная способность заявок с кредитованием будет определяться из системыдля каждого , причем < (µконв , µвыбр , µвых )≥=(44)Что в итоге дает < (µконв , µвыбр , µвых )≤(45)где n-количество заявок , которое разрешает (размер кредита).В стационарном режиме в лучшем случае поток должен быть равен . Еслиже в результате расчетов задержек на основе приведенных формул получится, что >это означает, что система кредитования работает неправильно, так как данные идутбыстрее, чем разрешения.
В этом случае необходимо или увеличивать потокразрешений или увеличивать размер кредита n. В этом случае скорее всего придетсяувеличивать и размер физического буфера, так как количество кредитов и размеркредита n зависят в большинстве своем от этого физического параметра. Так же можноувеличить время на обработку заявки , что улучшит аппаратные характеристикиустройства, так как при увеличении времени обработки заявки – снижается внутренняячастота устройства, или берется более простая технология производства. Если жеполучится, что < – это означает, что кредиты идут чаще, чем нужно для заявки, что означает, что либо задержки обработки заявки слишком велики или же (еслиуменьшение этих заявок невозможно или не требуется) – возможно сокращениеколичества заявок , а значит – уменьшение размера буфера .Расчет задержек для всех заявок осуществляется по выведенным формулам дляобщ (формула 38).
Размер буфера для заявок как без кредитования производится всоответствии с формулами, выведенными для очередей (33, 36 и 37) так и для заявок скредитованием всех буферов.Скользящее окноДля этой системы управления потоком характерен следующий принцип – заявкане удаляются из системы, пока не пришло подтверждение их получения отпротивоположной стороны. Таким образом – такой тип заявок сохраняется вопределенном месте (Рисунок 26).
Заявки с номерами от h до n являются заявками,которые ждут подтверждения о доставке.75S0, lS0S1, lS1Очередь S0Конвейер S0Очередь S1Конвейер S1mS0Буфер S0mS1Буфер S1...Sh, lShОчередь ShКонвейер ShmShОчередь храненияВыборзаявок напередачуЗадержкикоммуникационнойсредыСортировка заявокShОчередь Snm'S1...Буфер Shm'Sh......Sn, lSnm'S0Конвейер SnmSnБуфер Snm'SnОчередь храненияSnРисунок 26. Модель канала для системы скользящего окнаВ этом случае изначальный поток заявки с номером i не зависит отподтверждений, а зависит только от минимальной интенсивности обработки заявок.
Тоесть необходимо учитывать несколько условий. Во-первых – должны выполняться всеограничения, описанные выше в формулах 39 и 40. Во-вторых, необходимо учитыватьразмеры «скользящего окна», причем возможны несколько случаев:1)если подтверждение доставки отправляется редко, то хранить переданныезаявки надо дольше, однако увеличивается пропускная способность, так как меньшеслужебных символов передается на фоне полезной информации;2)если подтверждения передаются очень редко – падает пропускнаяспособность, размер буфера будет равен размеру скользящего окна;3)если подтверждение доставки отправляется часто, то хранить переданныезаявки надо меньше, следовательно, можно уменьшить размер буфера.Несмотря на то, что система со скользящим окном очень похожа на системукредитования, формула будет немного другая, так как если кредит можно принимать какраз в момент отправки последней заявки – с подтверждением эта формула не будетработать, так как подтверждение подтверждает прием уже принятых заявок, а кредитыпозволяют передачу еще неотправленных заявок.
То есть, если предположить, чторазмер окна равен n, то тогда интенсивность отправки подтверждений будетотправляться чаще, чем при таком же случае с кредитованием, так как иначе эта системане имеет смысла. Соответственно:заявк < подтв(46)Высчитаем насколько быстрее необходимо отправлять подтверждения. Дляуточнения интенсивности заявок подтверждения – необходимо рассчитать времяпередачи подтверждения и время передачи заявки, соответственноподтв и заявк .Введем специальный коэффициент для того, чтобы частота отправки подтверждениябыла рассчитана более явно76подтв=заявк(47)Данный коэффициент рассчитывает целое число исходных заявок, за котороеподтверждение будет принято отправленной стороной. Число должно быть обязательноцелым, так как подтверждение содержит в себе номера именно тех пакетов, которыебыли приняты.
Для того, чтобы пропускная способность не снижалась – подтверждениедолжно приниматься отправляющей стороной до того, как будет отправлен последнийпакет. Если размер окна равен n, то получается, чтозаявк ≤ ( − )подтв(48)причем ( − ) > 0, так как иначе получается, что подтверждение очень сильноопаздывает, и необходимо или уменьшать время отправки подтверждений, илиувеличивать время отправки заявок.Расчет задержек для всех заявок осуществляется по выведенным формулам дляобщ (формула 38). Размер буфера для заявок производится в соответствии сформулами, выведенными для очередей (33, 36 и 37).2.12 Выводы по главе 21)Описаны принципы функционирования сетевых контроллеров канальногоуровня на основании канала точка-точка и с использованием управления потоком.2)уровняПредложен метод анализа и разработки сетевого контроллера канальноговычислительнойсетисзаявленныминачальнымихарактеристиками,позволяющий провести исследование сетевого контроллера канального уровня наосновании внутренней структуры сетевого контроллера для оценки его характеристик наоснове конвейерной организации.3)Разработанасистемапоказателейдляоценкифункционированиявнутренних компонентов сетевого контроллера канального уровня.
Для анализахарактеристик разработана формальная модель с использованием классических системмассовогообслуживанияM/M/1сучетомособенностейреализациисетевогоконтроллера.4)Предложены критерии оценки качества сетевого контроллера канальногоуровня таких как задержка передачи, пропускная способность и размер буфера, важныхдля бортовых систем.5)Разработан метод анализа характеристик сетевого контроллера канальногоуровня с учетом не только аппаратных особенностей контроллера, но и с помощьюограничений, задаваемых функцией управления потока.6)Разработана методика оценки среднего времени прохождения заявки,методика оценки средней пропускной способности и методика оценки размера буферав зависимости от количества заявок в системе или в очередях с помощью заданной77интенсивности и средней задержки прохождения заявки, позволяющие оценитьаппаратные характеристики проектируемых частей сетевого контроллера канальногоуровня.78Глава 3.
Методы анализа и синтеза сетевыхконтроллеров канального уровня3.1 ВведениеЦелью данной главы является описание методологии анализа функционированияэлементов и самого устройства сетевого контроллера канального уровня и самогоконтроллера в нормальных и специальных условиях функционирования с цельюулучшения технико-экономических и эксплуатационных характеристик. Построениеданной методологии позволит рассмотреть заявленные во второй главе характеристикидля анализа.Во второй главе на анализ были заявлены 3 характеристики, а именно –пропускная способность, время задержки, размер буферного пространства.
Данныехарактеристики зависят друг от друга и увеличить все одновременно не представляетсявозможным, так улучшая одну из них мы практически всегда ухудшаем одну из других, ав некоторых случаях и обе одновременно. Таким образом невозможно улучшить всезаявленные характеристики, но можно улучшить каждую за счет других.Пропускная способностьДля увеличения пропускyой способности можно сделать следующими способами:1.увеличение подаваемых внутренних частот на сетевой контроллерпозволит отправлять данные быстрее, таким образом увеличивая пропускнуюспособность, а также сократит время передачи внутри сетевого контроллера, однаковызовет увеличение буферной памяти из-за системы кредитования, а также повлечет засобой более жесткие временные рамки для внутренних элементов, что вызоветувеличение нагрузки как на разработчика, так и на общую сложность блока сетевогоконтроллера;2.тщательный расчет и улучшение системы управления потоком увеличитпропускную способность одной из групп данных, однако – потребует больше буфернойпамяти для хранения передаваемых данных и увеличит время прохождения черезсетевой контролер других данных;3.ускорение обработки поступаемых данных на части этапов вызоветувеличение пропускной способности, уменьшение задержек, однако может увеличитбуферную память, из-за управления потоком.Время передачиДля увеличения времени передачи можно воспользоваться следующимивариантами:1.увеличение подаваемых внутренних частот, как и при увеличениипропускной способности;792.уменьшение очередей данных уменьшит фактические задержки, однакоплохо отразится на пропускной способности, так как система управления потоком скореевсего будет неэффективна.Размер буферовУменьшение размера буферов возможны следующими вариантами:1.уменьшение пропускной способности потребует меньше буферногопространства и приведет к его сокращению и уменьшению времени передачи;2.уменьшение времени обработки информации уменьшит очереди и так жесократит буферное пространство;3.уменьшение количества стадий обработки снижает общее количествобуферов, а значит снижает и общее количество буферной памяти, уменьшает времяпрохождения через устройство, но при этом усложняет проектирование сетевогоконтроллера в целом.Приведя модель сетевого контроллера к виду, описанного во второй главе – мысможем улучшить 1 или 2 из заявленных характеристик.Предлагаемая методика, использующая формальные модели сетевыхконтроллеров канального уровня, будет состоять в следующем:1.проведение анализа существующего, или разрабатываемого протокола,стандарта, структурной схемы и т.п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
