Подготовка курса Моделирование сетей передачи данных

Курс Моделирование сетей передачи данных.

1 Предназначение курса

• Курс описывает не аналитическое моделирование (modeling) сетей, а моделирование путём создания натурного стенда на основе виртуализации (simulation).
• Изучается не теоретическая, а операциональная часть модели.

2 Информация по предмету

• Наименование дисциплины: Моделирование сетей передачи данных
• Объем курса:
  • 4 кредита,
  • 144 часа
  • контактные часы: 54 часа
  • самостоятельная работа: 63 часа
  • контроль: 27 часов
• Курс: 4
  • Семестр: 7
  • Модуль: 14 (E)
• Продолжительность курса: 9 недель
• Лекции: 18 часов (2 часа/нед)
• Лабораторные работы: 36 часов (4 часа/нед)

3 БРС

• Активности

  • А1.1: Лабораторные работы. Выполнение.
  • А1.2: Лабораторные работы. Самопроверка и взаимопроверка.
  • А2: Тесты к лекциям работам.
  • А3: Доклады по темам.
  • A4: Итоговый контроль знаний (тест).

• Разделы

  • Р1: Введение в моделирование сетей передачи данных
  • Р2: Моделирование производительности сетей передачи данных

• Темы

  • T1. Генерация трафика.
  • T2. Эмуляция сетей.
  • T3. Настройка пропускной способности сети.
  • T4. Управление перегрузкой TCP.
  • T5. Задержки и размер буфера TCP.
  • T6. Повышение пропускной способности TCP.
  • T7. Буферы маршрутизатора.
  • T8. Контроль скорости TCP.

4 Лабораторные работы

• Mininet. Лабораторные работы

5 Лекции

1. Современные технологии межсетевого уровня IP.
2. Параметры TCP.
3. Формирование трафика на границе сети.
4. Назначение, разновидности и основные функции маршрутизаторов.
5. Динамическая маршрутизация.
6. Статическая маршрутизация.
7. Качество сетевого обслуживания (QoS).
8. Средства QoS коммуникационного узла. Протоколы сигнализации QoS и службы QoS IP-уровня.

6 Темы докладов

• Обзор возможностей системы моделирования Mininet.
• Генераторы трафика. Особенности в разных системах моделирования.
• Эмуляция сетей передачи данных: особенности моделирования задержки передачи данных.
• Эмуляция сетей передачи данных: особенности моделирования потери, дублирования, переупорядочивания пакетов.
• Обзор алгоритмов управления трафиком:
  • Алгоритм скользящего временного окна с 2 цветным маркером (Time Sliding Window with Two Color Marking).
  • Алгоритм трёхцветного маркера для одного входящего потока (A Single Rate Three Color Marker).
  • Двухпараметровый трёхцветный маркер (Two Rate Three Color Marker).
  • Token Bucket Filter (TBF) или «маркерное ведро».
• Обзор алгоритмов управления перегрузками:
  • Механизм приоритетной обработки трафика (Priority Queue).
  • Алгоритм стохастического справедливого обслуживания (Stochastic Fairness Queueing, SFQ).
  • Алгоритм взвешенного обслуживания (Weighted Queuing, WQ).
  • Взвешенное справедливое обслуживание (Weighted Fair Queuing, WFQ).
  • Алгоритм обработки очередей с малой задержкой (Low Latency Queuing, LLQ).
  • Дисциплина взвешенного циклического обслуживания (Weighted Round Robin, WRR).
• Алгоритмы избежания перегрузок: обзор различных алгоритмов случайного раннего обнаружения (Random Early Detect, RED) перегрузки.
• Особенности различных типов протокола TCP (TCP Tahoe, TCP Reno, TCP New Reno, TCP Vegas, TCP Westwood).
• Обзор моделей TCP: TCP Hybla, BIC-TCP, CUBIC TCP, TCP Illinois, TCP-Veno.
• Традиционное управление перегрузкой TCP: HTCP, Cubic, Reno.
• Управление перегрузкой TCP на основе скорости: BBR.
• Задержки и размер буфера TCP.
• Повышение пропускной способности TCP с помощью параллельных потоков.
• Измерение справедливости TCP.
• Контроль скорости TCP.
• Влияние MSS на пропускную способность.