Математические модели информационных потоков в высокоскоростных магистральных интернет-каналах

      Аннотация: Рассмотрены существующие математические модели информационных потоков в интернет-каналах, в том числе: способы описания интернет-трафика в рамках OSI-модели; классические модели интернет-трафика (пуассоновская модель сетевого трафика, on-off источники, abt-модель, cамоподобные модели трафика); модели процесса передачи данных по компьютерным сетям (модель М/М/1, жидкостная модель интернет-трафика); программные средства моделирования трафика, в том числе, сетевой симулятор NS-2. Особое внимание уделено жидкостной модели интернет-трафика, а также ее дальнейшей модификации – гибридной жидкостной модели, позволяющей учесть, с одной стороны, статистические свойства источников трафика,с другой, современные механизмы, обеспечивающие заявленное провайдером гарантированное качество обслуживания пользователей сети Интернет. Представлены результаты анализа статистических свойств реального трафика, передаваемого в современных высокоскоростных интернет-каналах, а также примеры использования гибридной жидкостной модели информационных потоков для исследования особенностей функционирования сетевого оборудования магистральных интернет-каналов. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 11.03.02 и 11.04.02 – «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр», будет полезно аспирантам и специалистам. «Mathematical models of information flows in high-speed backbone Internet networks» by S. V. Porshnev The study guide deals with existing mathematical models of information flows in computer networks. Methods of describing Internet traffic within the limits of OSI model are considered. Classical traffic models such as Poisson model, on-off sources model, abt-model, fractal traffic model as well as data transition models like M/M/1 or fluid flow traffic model are reviewed. Traffic simulation software, including network simulator NS-2, is described. Special attention is given to the fluid flow traffic model that was proposed in 2000 by Misra et al. and to its extension, the hybrid fluid model. The latter permits taking into the consideration of traffic sources' statistical properties as well as modern technics of ensuring the announced quality of Internet service. The results of studying actual broadband traffic statistical properties and hybrid fluid model use cases for investigating the backbone network hardware issues are discussed. This guide is intended for students studying Infocommunication technologies and communication systems and for professionals working in these fields.