Modelowanie systemów teleinformatycznych (metody; narzędzia) - PDW 1

Studenci poznają metody modelowania systemów teleinformatycznych. Przedmiot rozpoczyna się ogólnym wprowadzeniem do modelowania systemów i przypomnieniem zagadnień modelowania probabilistycznego.

Szczególny nacisk położony jest na modele kolejkowe, a także modelowanie systemów dyskretnych za pomocą sieci Petriego.

W szczególności rozważa się obciążenie farmy serwerów oraz modelowanie zużycia energii.

Wykład:

1. Wprowadzenie do symulacji w teleinformatyce:

modelowanie analityczne i modelowanie symulacyjne,

charakterystyka modelu symulacyjnego,

rodzaje i przykłady symulacji w teleinformatyce,

wady i zalety stosowania modeli symulacyjnych w rozwiązywaniu zadań inżynierskich,

języki i narzędzia symulacyjne,

zmienne losowe i generatory liczb losowych,

2. Symulacja zdarzeń dyskretnych:

etapy tworzenia modelu symulacyjnego,

modele kolejkowe,

definicja modelu symulacyjnego opartego na zdarzeniach dyskretnych.,

strumienie zdarzeń: Poissona., Bernoullego, wielofazowe.

planowanie zdarzeń,

techniki gromadzenie i analiza danych,

3. Modele ruchu telekomunikacyjnego w sieciach pakietowych.:

zmienna losowa: wykładnicza, Poissona,

łańcuchy i procesy Markowa .

modele: markowskie, wielofazowe, odnowy, przepływowe, korelacyjne, samopodobne,

walidacja modeli ruchu w sieciach pakietowych: parametryzacja modeli markowskich, testy korelacji, pomiary ruchu w sieciach pakietowych,

4. Perti nets

Metody Petri Net Method

Specyfikacja PN

Struktury sieci PN

System Producer-Consumer

Właściwości behawioralne

Metody analizy osiagalności (reachability)

5. Typy Sieci Petriegos

Koloroeane Petri Nets

Czasowe sieci TPN

Sieci Hybrid-T-TPN

Narzędzia do modelowania sieci Petri Nets

Modelowanie i analiza

TPN Projekt

6. Modele wykładnicze ruchu telekomunikacyjnego w sieciach pakietowych.:

modele LCFS, IS

modele z wieloma stanowiskami obsługi,

modele z parametrami zależnymi od stanu systemu.

7. Otwarte i zamknięte sieci kolejek:

otwarta sieć kolejek Jacksona i BCHMP

algorytmy optymalizacyjne w otwartych sieciach kolejek,

zamknięta sieć kolejek Gordon-Nowela,

algorytmy optymalizacyjne w zamkniętych sieciach kolejek

jako model okienkowego sterowania przepływem w pakietowym łączu wirtualnym

jako model sieci pakietowej. Optymalna alokacja przepustowości.

8. Modele stosowane w projektowanie i implementowaniu transmisji danych w sieci IP:

Best Effort (model domyślny)

Int-Serv (rezerwacja pasma RSVP: Resource Reservation Protocol)

Diff-Serv (usługi zróżnicowane),

Laboratorium:

zajęcia laboratoryjne prowadzone są według strategii case study,

poszczególne zespoły projektowe prezentują na zajęciach swoje rozwiązania, po czym następuje otwarta dyskusja nad przedstawionym opracowaniem.

analiza przykładowego modelu symulacyjnego:

etapy realizacji eksperymentu symulacyjnego,

analiza i wizualizacja wyników eksperymentu symulacyjnego,

walidacja wyników eksperymentu symulacyjnego,

zastosowanie technik i wybranych narzędzi symulacyjnych do modelowania procesów w sieciach komputerowych:

Graphical Network Simulator - GNS3 - testowanie urządzeń i oprogramowania służącego do ich obsługi przed wdrożeniem w sieciach produkcyjnych,

Cisco Packet Tracer – zestaw narzędzi do projektowania, symulowania (obsługi przesyłu połączeń głosowych w sieciach komputerowych), wizualizacji oraz testowania sieci,

TPNet - symulator sieci Petri, D -Petri Nets, M- Petri Nets

SSFNet - (Scalable Simulation Framework) kolekcja komponentów pozwalających na tworzenie, modelowanie i symulowanie sieci oraz ich protokołów,

eNSP (Enter­prise Net­work Simulation Platform) - zestaw narzędzi symulacji zachowania rzeczywistych sieci oraz urządzeń (routery, przełączniki, kontrolery i punkty dostępowe dla sieci bezprzewodowej),

OMNET wspomaganie procesu projektowania, tworzenia i analizy sieci, urządzeń protokołów i aplikacji.

modelowanie symulacyjne awarii na łączach w sieci::

parametry modelu symulacyjnego,

metryka ruchu: RIP, IGRP, SMD (Shortest Measured Delay),

metody modelowania ruchu,

walidacja modelu i uzyskanych wyników,

1. Szpyrka, Marcin. Sieci Petriego w modelowaniu i analizie systemów współbieżnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2016

2. Stasiak M., M. Głąbowski, P. Zwierzykowski, Modelowanie i wymiarowanie ruchomych sieci bezprzewodowych, WKiŁ, 2009

3. http://www.computerworld.pl/news/308314/Modelowanie.i.symulacje.sieci.html

4. Steinhauser M.O., Computer Simulation in Physics and Engineering, De Gruyter, 2013 Berlin/Boston

5. Shie-Yuan Wang, Chih-Liang Chou, Chih-Che Lin, The GUI User Manual for the NCTUns 6.0 Network Simulator and Emulator, National Chiao Tung University, Tajwan 2010,

6. K. Wehrle, M. Gunes, J. Gross, Modeling and Tools for Network Simulation, Springer 2010

MP_W1

ma pogłębioną wiedzę o sieciach Petriego i ich zastosowaniach w modelowaniu

MP_W2

ma wiedzę o narzędziach sprzętowo-programowych stosowane podczas analizy i modelowania systemów teleinformatycznych

MP_W2

ma wiedzę o technikach doświadczalnych, obserwacyjnych oraz metody budowy modeli matematycznych i symulacyjnych, a także zasady planowania badań symulacyjnych przydatnych w teleinformatyce

UMIEJĘTNOŚCI

MP_U1

potrafi tworzyć modele analityczne i symulacyjne, interpretować wyniki, wyciągać wnioski i formułować hipotezy badawcze

MP_U2

potrafi modelować i analizować procesy zachodzące w systemach teleinformatycznych oraz interpretować i wykorzystywać wyniki do rozwiązywania zadań inżynierskich i problemów badawczych

MP_U3

potrafi formułować i testować hipotezy dotyczące procesów zachodzących w systemach teleinformatycznych

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

MP_K1

jest przekonany o celowości stosowania metod symulacyjnych w procesie projektowania sieci

Podstawą jest zaliczenie trzech projektów.

Brak.