MINISTERUL EDUCAŢIEI AL REPUBLICII MOLDOVA

UNIVERSITATEA TEHNICA A MOLDOVEI

FACULTATEA DE RADIOELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII

Catedra Sisteme Optoelectronice

LUCRARE DE LABORATOR Nr.3

La disciplina: Trafic de comunicatii

Tema: Modelarea retelei digitale cu memorie tampon si cu un

server.

A efectuat : st. gr. SOE-081 Leporda Alisa

A verificat: lect. univ. Cebotari Rodezia

Chişinau 2010

Scopul lucrării: modelarea şi analiza funcţionării retelei digitale cu un

server şi cu memorie tampon limitată.

PARTEA TEORETICĂ

Sa analizam sistema digitala, alcatuita dintr-un server si cu memorie tampon

limitata.(fig.3.1,a). Schema structurala a unei astfel de sisteme digitale este

prezentata in fig.11,6.

Fig.3.1. Sistema cu lungimea rindului limitata si cu un server.

a)sistema digitala cu tampon si un server;

b)schema structurala a sistemei digitale.

Fluxul de intrare cu intensitatea medie Л se formeaza de nodul PC si se

transmite nodului PC(2). Calculatoarele PC si PC(2) sunt conectate intre ele printr-

un router "NETBuilder II Chassis" produs de firma"3Com Сотр.", care poseda

tampon al datelor de intrare/iesire. Sarcina serverului consta in transmiterea

pachetelor sosite la router catre nodul PC(2).

Pentru crearea retelei de comunicatie, prezentata in fig.3.1.a , in browserul

programei NetCracker trebuie sa trecem la meniul "LAN workstation" si in panoul

dispozitivelor de ales "PC". De amplasat doua calculatoare, cum este aratat in

fig.3.1.a si de trecut la meniul "LAN adapters" . Din submeniul aparut alegem

"Ethernet" si in aici marcam firma producatoare "3Com Corp.". In panoul

dispozitivelor de gasit placa de retea "Fast EtherLink 10/100 PC1" si cu ajutorul

indicatorului mouse-lui o mutam mai intii catre primul PC , iar pe urma la al

doilea. Dupa asta trecem la meniul "Routers and Bridges" si din submeniul aparut

alegem "Backbone". In lista "Backbone" gasim firma "3Com Corp." si selectam

punctul "NETBuilder II Chassis, 4-slot". Din panoul dispozitivelor mutam routerul

" NETBuilder II Chassis, 4-slot " pe suprafata de lucru , cum e aratat pe fig.3.1.a.

Dupa ce in panoul dispozitivelor gasim placa "NETBuilder II MP Ethernet

10BASE-T Module, 6-Port" si cu ajutorul indicatorului mouse-lui o mutam la

routerul "NETBuilder II Chassis, 4-slot ". In rezultat routerul va avea 4 porturi cu

viteza de transmitere 10 Mbit/s si cu tampon al datelor de intrare/iesire cu o

marime de 100 kb fiecare. Pentru conectarea calculatoarelor cu routerul trebuie de

ales regimul "Link devices" si cu ajutorul indicatorului mouse-lui de efectuat doua

legaturi mai intii cu primul calculator apoi cu al doilea.

Pentru a seta miscarea traficului de la primul PC la PC(2) alegem regimul

"Set Traffic" si cu ajutorul indicatorului mouse-lui se marcheaza mai intii primul si

Figura 3.2 Fereastra de dialog Profiles

Figura 3.3 Fereastra de dialog Small Office

apoi al doilea PC. In fereastra aparuta (fig.3.2) marcam punctul "Small office" si

apasam butonul "Edit". In noua fereastra (fig.3.3) alegem repartitia exponentiala

pentru marimea pachetelor transmise cu TS(transaction size)=500byte. Pentru

modelarea intervalelor de timp la fel indicam PRT(parametrul repartitie timpului)

de tip exopnential cu paramtrul 10~3 s.

Pentru indicarea marimii tamponului utilizat e necesar de a face dublu click pe

router iar in fereastra aparuta apasam butonul "Device Setup". In fereastra

proprietatilor alegem submeniul "Ports" si marcam primul port utilizat, prin care

are loc legatura primului PC cu routerul. La apasarea butonului "Setup" va aparea

o fereastra, in care la diviziunea "Telecom" se seteaza marimile tampoanelor de

transmisie la intrare si iesire(fig.3.4).

Inainte de modelare vom indica urmatoarea informatie ce va fi reflectata.

Pentru linia de comunicatie in fereastra "Statistical Items"(fig.3.2) marcam

punctele "Average workload". Pentru primul PC intr-o fereastra analogica marcam

punctul "Average Transaction lenght". Pentru router alegem punctul "Packets

dropped for last s".

Fig.3.4. Fereastra de dialog "Setarile portului"

Pornim procesul de modelare a schemei pentru un interval de timp. In acest

timp pe ecran va fi aratata suprasarcina medie a ambelor linii de comunicatii,

lungimea medie a pachetelor transmise si numarul pachetelor pierdute in ultima

secunda.

2.PARTEA PRACTICĂ

Sa admitem ,ca numumărul maxim de pachete in tamponul routerului poate fi

egal cu N. Pachetul N+1 sosit primeste refuz in deservire si este socotit pierdut.

Vom socoti ca intervalele de timp intre sosirile pachetelor sunt impartite dupa

legea exponentiala cu parametrul λ . Parametrul respectiv se va socoti cunoscut

pina la procesul de modelare si este dat in varianta lucrarii de laborator. Pentru ca

timpul deservirii sa se supuna legii exponentiale , este necesar ca lungimile

pachetelor sa fie descrise de repartitia exponentiala. In acest caz timpul de

transmitere a pachetelor adica timpul deservirii lor, unde L-lungimea

pachetului transmis , se va supune la fel legii exponentiale cu parametrul

Unde -timpul mediu de transmitere a pachetelor pe canalul de legatura.

Presupunirile facute despre modelurile traficului ne permit sa folosim formula

lui Erlang pentru sisteme cu limitare a lungimii rindului la calcularea probabilitatii

aflarii a k-pachete in router:

(3.1)

Unde -marimea suprasarcinii ; n-numarul serverelor. Deoarece in cazul

analizat n=1, atunci formula (3.1) se simplifica pina la expresia urmatoare:

(3.2)

Unde 0≤k≤N Pentru pk=0 cînd k>N.

Expresia obtinuta pentru pk poate fi folosita la calcularea probabilitatii

blocarii(pierderii pachetului). Este elocvent ca blocarile apar cind sint efectuate

momentan doua evenimente: cind in router se afla N pachete si cind la intrarea lui

soseste pachetul N+1. Probabilitatea primului eveniment se calculeaza dupa

formula:

(3.3)

Avind in vedere ca fluxul de intrare este simplu, probabilitatea a celui de-al doilea

eveniment se calculeaza dupa formula :

(3.4)

Si probabilitatea pierderii pachetului

(3.5)

Probabilitatea blocarii poate fi exprimata prin intensitatea fluxului de intrare λ si

intensitatea fluxului pachetelor pierdute R.

(3.6)

Ultima expresie permite de a afla numarul pachetelor pierdute intr-o unitate de

timp.

Numarul mediu de pachete in sistema poate fi gasit ca o asteptare

matematica dupa formula data.

(3.7)

Iar timpul mediu de aflare a pachetelor in sistema ca

(3.8)

Modul de Lucru

1. Calculăm intensitatea medie a fluxului de intrare λ :

această mărime se socoate a fi egală cu mărimea tamponului de intrare

λ =200byts/s;

si a intensitatea medie a fluxului de iesire μ:

;

timpul mediu de transmitere a unui pachet:

;

si marimea suprasarcinii de intrare Z:

.

2. Pentru marimea tamponului dat in varianta găsim probabilitatea pierderii

pachetelor:

si numarul mediul al pachetelor pierdute intr-o secunda:

;

.

Figura 3.5.Schema primită pentru parametrii dați

În urma realizării modelului rețelei am primit că pachetele se pierd cu o

probabilitate de 0,65, valoare obținută și pe cale teoretică.

3.Aflăm marimea tamponului , la care probabilitatea pierderii pachetelor va

fi aproximativ egala cu 10-8

4. Găsim numarul mediu a pachetelor pierdute intr-o secunda cind marimea

tamponului este schimbata. De comparat rezultatele obtinute cu rezultatele

modelarii. Mărimea tamponului o vom micșora de 10 ori.

Concluzie: În această lucrare am efectuat cunoștință cu o rețea digitală cu

memorie tampon . În procesul de modelare am determinat probabilitatea pierderilor

pachetelor, pe care am obținut-o în valoare de 0,65, numărul mediu de pachete

pierdute pe secundă fiind de 1.