УДК 004.724; 004.728
И. П. И в а н о в
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КОММУТАТОРОВ
ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Рассмотрены математические модели коммутаторов для модели-
рования корпоративных сетей на стадии их проектирования, эф-
фективность которых проверена на коммутаторах сети МГТУ
им. Н.Э. Баумана.
Ключевые слова:
сеть, коммутатор, порт, кадр, пакет, математиче-
ская модель.
В настоящее время практически все локальные вычислительные
сети (ЛВС) строятся по принципу коммутации. Исключения составля-
ют лишь ЛВС небольших организаций, содержащие от трех до семи
компьютеров, которые могут быть связаны либо моноканалом (стан-
дарт 10Base2), либо с помощью концентраторов (стандарты 10Base-T
и 100Base-T) [1–3]. В сетях, состоящих из десятков, сотен и тысяч
компьютеров, для организации транспортных систем используются
коммутаторы, при этом соблюдается технология микросегментации,
в соответствие с которой каждое сетевое устройство (компьютер, ра-
бочая станция, принтер, IP-телефон и др.) подключается к отдельному
порту коммутатора [2].
Главной характеристикой любого коммутатора является время пе-
редачи кадра из входного “провода” в выходной, что при рассмотрении
коммутатора как системы массового обслуживания представляет со-
бой время прохождения заявки через систему. От этого времени зави-
сят и производительность коммутатора, и требуемый объем буферной
памяти его портов, и вероятность отбрасывания кадра в случае пере-
полнения очередей, организованных в буферах и т.п. Время передачи
кадра зависит от многих факторов, наиболее важными из которых
являются: число портов коммутатора и соотношение их пропускных
способностей; степень загрузки коммутатора, т.е. число активных уз-
лов сети, трафик которых проходит через данный коммутатор; интен-
сивность потоков кадров от этих узлов и т.д. Сложность выявления
степени влияния всех возможных факторов на время передачи ка-
дров, прежде всего, заключается в необходимости измерений очень
малых временн ´ых интервалов. В коммутаторах фирмы Kalpana зна-
чение времени коммутации 40 мкс для ненагруженного коммутатора,
т.е. такого, у которого в данный момент активными являются только
два узла сети (передающий компьютер и принимающий) [2]. Произ-
водительность современных коммутаторов возросла примерно на
2
порядка, т.е. значения времени передачи кадров лежат в наносекунд-
ном диапазоне (для Gigabit Ethernet один бит-тайм составляет одну
84 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 2
