Abstract

When modeling network protocols, the choice of a model approach and a software implementation tool is a problem. The specificity of this subject area is that for the description of protocols usually the discrete-event approach is used. However, the discrete model approach has several disadvantages. It is poorly scalable, not well suited for describing dynamic systems. As an alternative to the discrete approach, a continuous approach is usually considered. But when modeling discrete events, continuous description becomes unnecessarily complicated and heavy. Events take the form of some restrictions on the continuous system, which are often not explicitly included in the continuous model, but have the form of additional semantic descriptions. The authors propose to use a hybrid (continuous-discrete) approach when modeling such systems. In the framework of the hybrid approach, the discrete system is recorded in a continuous form, and the events take the form of discrete transitions inherent in the approach. In addition, if it is based on the description of events, a simulation model can be obtained on the basis of a hybrid approach. This paper demonstrates the use of a hybrid approach to describe systems with control by the example of the interaction of the TCP protocol and the RED algorithm. The simplicity of creating both computational and simulation models of the system is demonstrated. The Modelica language is used as the implementation language.

Highlights

  • При моделировании сетевых протоколов является проблемой выбор модельного подхода и средства программной реализации

  • This paper demonstrates the use of a hybrid approach to describe systems with control by the example of the interaction of the TCP protocol and the Random Early Detection (RED) algorithm

  • Key words and phrases: active queue management, simulation, hybrid modeling, Modelica, Random Early Detection (RED)

Read more

Summary

Введение

При моделировании сложных систем возникает проблема выбора модельного подхода. Приведём следующий пример. Во-первых, модель передачи данных по протоколу TCP можно описывать как в дискретно-событийной парадигме (как это реализовано в эталонном средстве имитационного моделирования сетевых протоколов ns-2 [2, 3], но в этом случае возникает проблема масштабируемости системы), так и с использованием непрерывного подхода (представление потока данных как потока жидкости [4,5], в этом случае усложняется математическая модель системы). В-третьих, модель взаимодействия входящего TCP-потока и маршрутизатора, обрабатывающего поток по алгоритму типа RED, может иметь ряд ограничений, затрудняющих её исследование в рамках только одного подхода — непрерывного или дискретного. Встаёт проблема моделирования как протокола TCP и управляющего модуля по отдельности, так и их взаимодействия. В следующем разделе 4 продемонстрированы возможности языка Modelica для численного моделирования гибридной по структуре системы взаимодействия входящего TCP-потока и маршрутизатора, обрабатывающего поток по алгоритму типа RED. В заключении делается вывод о применимости гибридного подхода к задачам моделирования сетевых протоколов

Гибридный подход к моделированию
Имитационное моделирование функционирования протокола TCP на языке Modelica
Численное моделирование системы с управлением средствами языка Modelica
Заключение

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.