Дата публикации в реестре: 2022-10-06T17:16:35Z

Аннотация:

Целью данной работы является исследование возможностей языка Julia для численного моделирования стохастических систем. В качестве рассматриваемой системы выступает модель взаимодействия процесса передачи данных по протоколу Transmission Control Protocol (TCP) и процесса регулирования состояния потока при возникновении перегрузок, в качестве которого рассматривается алгоритм Random Early Detection (RED). Математическая модель данного алгоритма представляет собой систему стохастических дифференциальных уравнений. При моделировании подобных систем важно учитывать особенности непрерывных параметров, таких как изменения размера очереди маршрутизатора и размера TCP-окна, а также дискретные переходы между TCP состояниями и вероятностную функцию сброса пакетов. Подобные гибридные системы могут быть достаточно просто реализованы на специализированных языках моделирования динамических систем, например Modelica. Однако данный программный комплекс не имеет встроенных универсальных инструментов для моделирования стохастических систем, где важно учитывать случайный характер поведения основных параметров. Автор ставит целью поиск оптимальных инструментов для моделирования подобных стохастических систем с помощью языка для научных расчетов Julia. В ходе моделирования автором использовалась библиотека DifferentialEquations, которая дает возможность решать различные виды дифференциальных уравнений, включая стохастические дифференциальные уравнения и дифференциальные уравнения с запаздыванием. На основе полученных в ходе численного моделирования результатов была продемонстрирована динамика изменения размера TCP окна и очереди в маршрутизаторе с модулем управления по алгоритму RED в зависимости от начальных параметров модели и пороговых значений очереди, корректный подбор которых обеспечивает стабильное функционирование системы.

Тип: Article

Права: open access

Источник: Информационно-телекоммуникационные технологии и математическое моделирование высокотехнологичных систем