Pagina documente » Politehnica » Modelarea retelelor de comunicatii prin simulare. Analiza statistica a rezultatelor simularii

Despre lucrare

lucrare-licenta-modelarea-retelelor-de-comunicatii-prin-simulare.-analiza-statistica-a-rezultatelor-simularii
Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.
lucrare-licenta-modelarea-retelelor-de-comunicatii-prin-simulare.-analiza-statistica-a-rezultatelor-simularii


Cuprins

EXTRAS DIN DOCUMENT

?CAPITOLUL I

INTRODUCERE ÎN MODELAREA RETELELOR DE COMUNICATII

1.1. Consideratii tehnico – tactice

Se poate observa pe zi ce trece, o dependenta tot mai mare a tuturor tipurilor de companii, de sistemele de calcul si de retelele de comunicatii. Pe masura ce aceste retele devin mai mari si mai complexe, proiectarea si managementul acestora devine o sarcina tot mai provocatoare. Calculul pe hartie, cu creionul nu mai reprezinta o baza pentru validarea proiectarii unei retele de milioane de dolari. Tabelele de calcul atent elaborate nu mai fac fata din cauza naturii stocastice a traficului si a complexitatii sistemului in ansamblu. Sunt introduse permanent noi tehnologii si sunt explorate in mod constant noi aplicatii pentru retelele de calcul si comunicatii.

Cum decid organizatiile ce combinatii de tehnologii si aplicatii sunt potrivite pentru ele? Pe masura ce cresc nevoile, cresc si investitiile si costurile de functionare necesare. Pe masura ce organizatiile se bazeaza tot mai mult pe propriile retele sa suporte operatiile vitale afacerilor, riscul defectarii din cauza performantelor deficitare ale retelei poate avea repercusiuni grave. Cum pot fi estimate aceste alternative intr-un stadiu incipient si cum poate fi adaptata proiectarea retelei astfel incat sa se minimizeze riscul?

Proiectantii de sisteme si planificatorii de retele cauta tot mai des instrumente ajutatoare pentru a-i sprijini in decizia asupra sistemului optim. Ei se folosesc de aceste instrumente pentru a-si sustine cauza in fata clientilor si a managerilor.

Studiul sistemelor de comunicatii nu este posibil in conditii reale de functionare decat in foarte rare ocazii, chiar si daca sistemele exista. Acelasi fenomen se prezinta identic pentru oricare alta categorie de sisteme. De aceea este absolut necesara reprezentarea functionarii sistemelor prin mijloace matematice sau descriptive, mijloace care sa permita aproximarea cat mai corecta a realitatii. Se realizeaza astfel un model al sistemului, intr-un proces de modelare atat a caracteristicilor fizice, cat si a operatiilor pe care le executa.

Cum majoritatea sistemelor ce compun retelele actuale de comunicatii sunt deosebit de complexe, modelarea lor globala este de-a dreptul imposibil de realizat. Se recurge in consecinta la descompunerea sistemelor in blocuri componente (subsisteme), entitati bine determinate functional care sunt modelate prin mijloace cunoscute, fiind mult mai simple decat sistemul global.

Modelarea poate fi utilizata pentru sistemele existente, deci in faza de exploatare operationala, pentru evaluarea si eventual imbunatatirea performantelor acestora, dar si in faza de conceptie a unor sisteme noi. Modelul folosit este intotdeauna o reprezentare simbolica, o abstractizare a sistemului in cauza. Abstractizarea se realizeaza intr-un mod convenabil prin raportarea la anumiti parametri si/sau anumite caracteristici functionale ale sistemului.

Firme specializate furnizeaza instrumente de modelare si analiza tocmai pentru aceste scopuri. Un model poate fi folosit pentru estimarea diferitelor alternative de proiectare sau de operare. Analistul poate explora comportamentul unui sistem dat, practic fara sa-l construiasca. Ar fi total nepractic, costisitor sau chiar imposibil sa construiesti trei alternative, sa o alegi pe cea mai buna iar pe celelalte sa le arunci. Alternativ, modificarile planificate pentru un sistem existent pot fi testate prin simulare fara perturbarea retelei actuale.

1.2. Procesul de modelare. Generalitati.

În procesul de modelare a oricarui sistem se parcurg obligatoriu urmatoarele etape succesive:

1. Stabilirea modelului care sa inlocuiasca sistemul real sau cel ce urmeaza a fi proiectat. Modelul unui sistem este o abstractizare pentru care sunt retinute cele mai reprezentative caracteristici al sale, aprecierea facandu-se in raport cu scopul urmarit. Orice model este realizat ca un ansamblu de resurse materiale si logice, abordabile prin functiile ce le revin. Cum resursele sunt intotdeauna in numar finit, accesul clientilor la ele implica probleme de concurenta, ce pot fi eventual rezolvate prin utilizarea sirurilor de asteptare.

2. Rezolvarea modelului cu ajutorul unor metode analitice sau prin simularea functionarii, in vederea estimarii performantelor sistemului. Urmand de exemplu procedurile clasice ale sirurilor de asteptare pot fi evaluate marimile parametrilor pentru modelul ales: rata de utilizare a resurselor, timpul de asteptare in sir, lungimea sirului de asteptare, timpul total de stationare in sistem, etc. În aceasta etapa, pentru usurarea calculelor, se pot considera unele ipoteze simplificatoare. O asemenea ipoteza este de exemplu independenta resurselor componente ale unui sistem, dar ea nu este perfect conforma cu realitatea, mai ales daca ne gandim la sincronismul functionarii unor componente informatice. Simularea se impune a fi folosita ca metoda de rezolvare a modelului, deoarece metodele matematice curente nu pot considera prin mijloace obisnuite orice problema. Tehnica moderna face posibila astazi utilizarea simularii in conditii de cost suficient de avantajoase.

3. Analiza rezultatelor obtinute. Dimensionarea sistemului se face utilizand rezultatele masuratorilor efectuate prin intermediul diferitelor scenarii si modificand apoi dupa necesitati, anumite elemente ale modelului. În aceasta faza de studiu se pot identifica diferiti factori deosebit de sensibili, care afecteaza in mod hotarator comportamentul sistemului. Asupra lor va trebui sa se intervina in primul rand pentru a se dirija in sensul dorit comportamentul sistemului.

În functie de evaluarea ce se urmareste a fi realizata trebuie sa se utilizeze procese diferite de optimizare, astfel incat sa se obtina parametrii de intrare ai sistemului care dau cele mai bune performante, in limitele restrictiilor impuse. Este evident ca validarea modelului este indispensabila si cere uneori revizuirea modelului insusi sau chiar modificarea ipotezelor de functionare a sistemului in ansamblul sau.

Etapele succesive in care se deruleaza un proces de modelare sunt prezentate sintetic in Fig.1.1.

Este evident ca evaluarea globala descrisa conduce la observatii aproximative ale comportamentului sistemului, datorita faptului ca in fiecare faza a procesului este introdusa o eroare. Se pare ca pana in prezent nu exista vreo metodologie care sa permita trecerea directa de la sistem la model. Eroarea E1 ce apare in prima faza este greu de masurat si depinde de gradul de detaliere al modelului. Se poate afirma ca absenta mecanismelor de descriere nu poate decat sa accentueze aceasta eroare. Eroarea E2 introdusa in faza de rezolvare a modelului depinde de tehnicile folosite la rezolvare: ea este nula in cazul folosirii metodelor exacte si variabila in cazul simularilor, cu valori ce pot fi neglijabile sau foarte importante, in raport cu gradul de aproximare utilizat.

1.3. Desfasurarea unui studiu de modelare.

1.3.1. Avantajele modelarii cu siruri de asteptare

Modelele in general si modelele cu siruri de asteptare (mai pe scurt, modele cu asteptare) in particular au devenit instrumente importante in proiectarea si analiza sistemelor de comunicatii. Aceasta se datoreaza faptului ca pentru multe aplicatii, modelele cu asteptare reusesc sa realizeze un compromis intre acuratete si eficienta.

În privinta acuratetii, din numeroasele experiente in domeniu, s-a constatat ca de la modelele cu asteptare se poate obtine o acuratete de 5-10% pentru utilizarea resurselor si trafic si 10-30% pentru timpii de raspuns. Nivelul de acuratete raspunde cerintelor unei game largi de aplicatii de proiectare si analiza.

În ceea ce priveste eficienta, modelele cu asteptare se pot defini, parametriza si evalua cu un cost relativ scazut. Definirea este usurata de corespondenta stransa intre atributele modelelor cu asteptare si atributele sistemelor de comunicatii. Parametrizarea este de asemenea usurata de numarul mic de parametri de nivel relativ inalt.

1.3.2. Principiile desfasurarii unui studiu de modelare.