Параметрическое исследование системы с модулем активного управления трафиком

Обложка

Аннотация


Автоколебательные режимы в системах управления в сетях передачи данных крайне негативно влияют на характеристики этих сетей. Актуальной является проблема нахождения зон возникновения автоколебаний, а также исследование параметров автоколебаний. Данные исследования крайне трудоёмки из-за существенной нелинейности математической модели. Представляет интерес получение так называемого параметрического портрета, описывающего зоны возникновения автоколебаний в зависимости от значения параметров: одного (двумерный график), двух (трёхмерый график) и так далее. Подобный параметрический портрет позволяет целенаправленно управлять характеристиками исследуемой системы с управлением. Исследование рассматриваемой системы на основе обычной линеаризации путём разложения в ряд Тейлора не представляется возможным из-за исчезновения собственно автоколебательного режима. Поэтому в работе описывается методика параметрического исследования на основе метода гармонической линеаризации. Для верификации полученных теоретических результатов предлагается использовать имитационное моделирование. Кроме того, в работе предлагается использовать для аналитических расчётов систему компьютерной алгебры. Для этого были сформулированы критерии по выбору программного обеспечения. На основе этих критериев был предложен конкретный набор программного обеспечения для аналитических и численных расчётов.


Татьяна Рефатовна Велиева

Лицо (автор) для связи с редакцией.
velieva_tr@rudn.university
Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198

аспирант кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН

  • Allman M., Paxson V., Blanton E. TCP Congestion Control: Techrep. - 2009. - doi: 10.17487/rfc5681.
  • .Floyd S., Jacobson V. Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance // IEEE/ACM Transactions on Networking. - 1993. - Vol. 1, No 4. - Pp. 397-413. - doi: 10.1109/90.251892.
  • .Королькова А. В., Кулябов Д. С., Черноиванов А. И. К вопросу о классификации алгоритмов RED // Вестник РУДН. Серия «Математика. Информатика. Физика». - 2009. - № 3. - С. 34-46.
  • Jenkins A. Self-Oscillation // Physics Reports. - 2013. - Vol. 525, No 2. - Pp. 167- 222 - doi: 10.1016/j.physrep.2012.10.007.
  • .Ren F., Lin C., Wei B. A Nonlinear Control Theoretic Analysis to TCP-RED System // Computer Networks. - 2005. - Vol. 49, No 4. - Pp. 580-592. - doi: 10.1016/j.comnet.2005.01.016.
  • .Lautenschlaeger W., Francini A. Global Synchronization Protection for Bandwidth Sharing TCP Flows in High-Speed Links // Proc. 16-th International Conference on High Performance Switching and Routing, IEEE HPSR 2015. - Budapest, Hungary: 2015.
  • Крылов Н. М., Боголюбов Н. Н. Символические методы нелинейной механики в их приложениях к исследованию резонанса в электронном генераторе // Известия Академии наук СССР. VII серия. Отделение математических и естественных наук. - 1934. - № 1. - С. 7-34.
  • Nyquist H. Regeneration Theory // Bell System Technical Journal. - 1932. - Vol. 11, No 1. - Pp. 126-147. - doi: 10.1002/j.1538-7305.1932.tb02344.x.
  • .Misra V., Gong W.-B., Towsley D. Stochastic Differential Equation Modeling and Analysis of TCP-Windowsize Behavior // Proceedings of PERFORMANCE. - 1999. - Vol. 99.
  • Misra V., Gong W.-B., Towsley D. Fluid-Based Analysis of a Network of AQM Routers Supporting TCP Flows with an Application to RED // ACM SIGCOMM Computer Communication Review. - 2000. - Vol. 30, No 4. - Pp. 151-160. - doi: 10.1145/347057.347421.
  • .On Designing Improved Controllers for AQM Routers Supporting TCP Flows / C. V. V. Hollot, V. Misra, D. Towsley, Wei-Bo Gong // Proceedings IEEE INFOCOM 2001. Conference on Computer Communications. Twentieth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Society (Cat. No.01CH37213). - Vol. 3. - IEEE, 2001. - Pp. 1726-1734. - doi: 10.1109/INFCOM.2001.916670.
  • .Velieva T. R., Korolkova A. V., Kulyabov D. S. Designing Installations for Verification of the Model of Active Queue Management Discipline RED in the GNS3 // 6th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT). - IEEE Computer Society, 2015. - Pp. 570-577. - doi: 10.1109/ICUMT.2014.7002164.
  • .Hybrid Simulation Of Active Traffic Management / A. V. Korolkova, T. R. Velieva, P. A. Abaev et al. // Proceedings 30th European Conference on Modelling and Simulation. - 2016. - Pp. 685-691. - doi: 10.7148/2016-0685.
  • .Brockett R. Stochastic Analysis for Fluid Queueing Systems // Proceedings of the 38th IEEE Conference on Decision and Control (Cat. No.99CH36304). - Vol. 3. - IEEE, 1999. - Pp. 3077-3082. - doi: 10.1109/CDC.1999.831407.
  • .The Approach to Investigation of the Regions of Self-Oscillations / T. R. Velieva, D. S. Kulyabov, A. V. Korolkova, I. S. Zaryadov // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - Vol. 937. - Pp. 012057 1-8. - ISSN 1742-6588. - doi: 10.1088/1742-6596/937/1/012057.
  • .Кулябов Д. С., Королькова А. В., Велиева Т. Р. Применение метода гармонической линеаризации к исследованию автоколебательного режима систем с управлением // Вестник РУДН. Серия: Математика. Информатика. Физика. - 2017. - Т. 25, № 3. - С. 234-252. - doi: 10.22363/2312-9735-2017-25-3-234-252.
  • .The Methodology of Studying of Active Traffic Management Module Self-oscillation Regime / D. S. Kulyabov, A. V. Korolkova, T. R. Velieva et al. // DepCoS- RELCOMEX 2017: Advances in Dependability Engineering of Complex Systems / Ed. by W. Zamojski, J. Mazurkiewicz, J. Sugier et al. - Cham: Springer International Publishing, 2018. - Vol. 582 of Advances in Intelligent Systems and Computing. - Pp. 215-224. - doi: 10.1007/978-3-319-59415-6. 21.
  • Issariyakul T., Hossain E. Introduction to Network Simulator NS2. - Boston, MA: Springer US, 2012. - P. 510. - doi: 10.1007/978-1-4614-1406-3.
  • .Lamy R. Instant SymPy Starter. - Packt Publishing, 2013. - 52 p.
  • Perez F., Granger B. E. IPython: A System for Interactive Scientific Computing // Computing in Science & Engineering. - 2007. - Vol. 9, No 3. - Pp. 21-29. - doi: 10.1109/MCSE.2007.53.
  • .Oliphant T. E. Python for Scientific Computing // Computing in Science & Engineering. - 2007. - Vol. 9, No 3. - Pp. 10-20. - doi: 10.1109/MCSE.2007.58.
  • .Oliphant T. E. Guide to NumPy. - 2 edition edition. - CreateSpace Independent Publishing Platform, 2015. - P. 364.
  • Joshi A., Lakhanpal R. Learning Julia. - Packt Publishing, 2017. - P. 316.
  • Software Package Development for the Active Traffic Management Module SelfOscillation Regime Investigation / T. R. Velieva, A. V. Korolkova, A. V. Demidova, D. S. Kulyabov // DepCoS-RELCOMEX 2018: Contemporary Complex Systems and Their Dependability / Ed. by W. Zamojski, J. Mazurkiewicz, J. Sugier et al. - Cham: Springer International Publishing, 2019. - Vol. 761 of Advances in Intelligent Systems and Computing. - Pp. 515-525. - doi: 10.1007/978-3-319-91446-6. 48.
  • Altman E., Jim´enez T. NS Simulator for Beginners // Synthesis Lectures on Communication Networks. - 2012. - Vol. 5, No 1. - Pp. 1-184. - doi: 10.2200/S00397ED1V01Y201112CNT010.
  • .Welch B., Jones K. Practical Programming in Tcl and Tk. - 4th edition. - Prentice Hall, 2003. - P. 960.
  • Nadkarni A. P. The Tcl Programming Language: A Comprehensive Guide. - CreateSpace Independent Publishing Platform, 2017. - P. 668.
  • Rao K. R., Kim D. N., Hwang J. J. Fast Fourier Transform Algorithms and Applications. Signals and Communication Technology. - Springer, 2010. - P. 426.
  • Software Package For The Active Queue Management Module Model Verification / T. R. Velieva, A. V. Korolkova, M. N. Gevorkyan et al. // Proceedings 32st European Conference on Modelling and Simulation, ECMS 2018 / Ed. by L. Nolle, A. Burger, C. Tholen et al. - Wilhelmshaven: European Council for Modelling and Simulation, 2018. - Pp. 498-504.

Просмотры

Аннотация - 17

PDF (Russian) - 9


© Велиева Т.Р., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.