ВКР Филимонов Презентация кратко

1.

ФГБОУ ВО «Елецкий государственный университете им. И.А. Бунина»
Институт математики, естествознания и техники
Кафедра математического моделирования, компьютерных технологий и
информационной безопасности
РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ
ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ
РАСПРЕДЕЛЕННЫХ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Выполнил обучающийся: Филимонов Д.Н.
Руководитель: к. п. н, доцент Гнездилова Н.А.
1

2.

Актуальность
темы исследования обусловлена тем, что происходит расширение
применения по всему миру распределенных телекоммуникационных
систем и появляется необходимость совершенствования качественных и
количественных показателей функционирования (в структуре, алгоритмах
и показателях эффективности) этих систем.
Эффективность традиционных централизованных систем связи уже
не
соответствует
географии
и
масштабам
коммуникации
между
отдельными организациями, корпорациями и странами. Это породило
технологию распределенных ТКС, которые спроектированы инженерами
так,
чтобы
необходимости:
отвечать
быть
современным
более
требованиям
надежными,
масштабируемыми
отказоустойчивыми, чем их централизованные аналоги.
2
социальной
и

3.

Целью исследования является разработка моделей и методов
повышения
пропускной
способности
распределенных
телекоммуникационных систем.
Задачи
- изучить теоретические основы распределенных ТКС;
- описать моделирование систем и сетей телекоммуникаций;
- рассмотреть имитационные модели процессов передачи трафика в
вычислительных сетях;
- представить пути совершенствования распределенных ТКС.
Объект исследования: распределенные телекоммуникационные
сети.
Предмет исследования: процесс разработки моделей и методов
повышения пропускной способности распределенных ТКС.
3

4.

Распределенные системы связи
4

5.

Особенности распределенных ТКС
многоканальность,
причем
каналы
физическую основу,
невысокая пропускная способность,
иерархическая структура,
распределенная топология.
5
могут
иметь
различную

6.

Проблемы и недостатки распределенных ТКС,
требующие поиска путей совершенствования
Отсутствие надлежащей инфраструктуры во многих регионах
страны (например, отсутствие интернета в сельской местности)
Недостаток специальных навыков и экспертных знаний для их
проектирования и внедрения
Обеспечение согласованности данных во всей сети
Недостаток объема трафика
Необходимость высокой пропускной способности сети в целом
Кадровые проблемы
6

7.

Преимущества распределенных ТКС
Децентрализация – ни одна организация не владеет единолично
сетью Интернет (мощный инструмент коммуникации, коммерции и
инновации)
Высокая доступность – предоставление услуги и ресурса в любое
время в любой точке мира
Высокая надежность – из-за свойства отказоустойчивости
Высокая масштабируемость – по вертикали и по горизонтали
Высокая гибкость – легкая адаптация к изменениям нагрузки или
топологии сети
7

8.

Пропускная способность в сетях передачи данных
Различают
- Пропускную способность отдельной линии;
- мгновенную, среднюю и максимальную пропускные способности
распределенной ТКС.
Преимущества высокой пропускной способности сети:
• Быстрая передача данных, экономия ресурса времени
• Уменьшение задержки в сети
• Передача более обширных пакетов данных
• Повышение безопасности сети
Технологии повышения скорости передачи данных:
Программно-определяемые сети (SDN)
Виртуализация сетевых функций (NFV)
Технология 5G
8

9.

Моделирование систем и сетей телекоммуникаций
9

10.

Моделируемые параметры распределенных ТКС
Эффективность работы ТКС зависит от:
• Времени релаксации сети
• Задержки передачи
• Джиттера
Это объясняется причинами:
Наличие очередей на загруженных узлах коммуникации
Маршрутизация пакетов сегмента данных
10

11.

Применение математических моделей к
распределенным системам связи
11

12.

Имитационные модели процессов передачи
трафика в вычислительных сетях
12

13.

Имитационные модели распределенных ТКС
В исследовании, опубликованном в Journal of Network and Computer
Applications было выявлено, что на производительность WSNS
сильно влияет выбор протокола маршрутизации и что некоторые
протоколы при определенных условиях работают лучше, чем другие.
В другом исследовании, опубликованном в журнале параллельных и
распределенных вычислений выявлено, что выбор политики
распределения
ресурсов
оказал
значительное
влияние
на
пропускную способность системы и время отклика, и что некоторые
политики работали лучше, чем другие, при различных условиях
нагрузки.
13

14.

Направления совершенствования
распределенных ТКС
Моделирование протоколов связи
Предлагается к внедрению в практику российских распределённых ТКС
протокол, разработанный в Университете Масарика в Брно (Чехия).
Active Router Transport Protocol (ARTP) – протокол адаптивной
надежной передачи данных (новый протокол транспортного уровня)
Контроль перегрузки в распределенных ТКС
Повышение качества обслуживания – учет запросов потребителей
14

15.

Экспериментальная проверка
предлагаемого протокола связи
15

16.

Заключение
Модели и методы, обсуждаемые в этой работе, позволяют получить
представление об основных методах и задачах повышения пропускной
способности распределенных ТКС.
Эти достижения позволили создать новые приложения и сервисы,
которые ранее были невозможны, такие как потоковое видео в реальном
времени, виртуальная реальность, автономное вождение и «умные
города».
Будущее в этой области выглядит очень многообещающим поскольку
спрос на высокоскоростные и надежные сети связи продолжает только
расти.
16

17.

Спасибо за внимание!
17