🤔Почему интернет работает медленнее при большой загруженности сети?
Одним из основных элементов архитектуры программно конфигурируемых сетей SDN, является коммутатор OpenFlow, а его важнейшая часть – буферная память. Используя внутренний программный конвейер, коммутатор распределяет и балансирует нагрузку между каналами сетевой структуры. Именно так достигается гибкость централизованного управления ресурсами сети.
А что если произойдёт перегрузка буферной памяти?
В нашей ситуации «заложником» становится не только сам трафик, но и центральный контроллер: наблюдается резкий рост нагрузки на канал передачи, перегрузка контроллера. Это всё ведёт к сбою в работе и обрыву соединения.
Широко используемые методы теории массового обслуживания (ТМО) лишь приближенно определяют и моделируют процессы в коммутаторе
OpenFlow и его буферной памяти. Это ведет к получению заниженных, не реалистичных характеристик проектируемых сетевых устройств, перегрузке буферной памяти коммутаторов и потере сетевых пакетов.
🔍 Что сделали исследователи?
Г.В. Слюсарев, В.П. Мочалов и Д.В. Гостева (Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь) построили точную аналитическую модель буферной памяти OpenFlow коммутатора программно управляемой сети SDN.
Они использовали усовершенствованные методы теории массового обслуживания и аппарат дискретного преобразования Лапласа–Стилтьеса. В модели учитывались статистические характеристики потоков пакетов и пропускная способность каналов связи при заданной вероятности потерь пакетов.
📊 Что выяснилось?
Предлагаемая учёными модель была проверена при разной загрузке буферной памяти коммутатора – от 0,1 до 0,9 (от 10% до 90%). Вероятность потери пакетов была задана в диапазоне от 10⁻³ до 10⁻⁶.
Полученные результаты:
Объём буферной памяти: минимум – 0,201, максимум – 10564 (измеряется числом средних объёмов входных потоков пакетов).
Время ожидания: от 0 до 470 мс.
При имитационном моделировании время ожидания достигало 2300 мс.
✅ Главный вывод:
👉 если загрузка системы меньше 50%, то полученные при имитационном моделировании характеристики незначительно отклоняются от средних показателей, полученных при аналитическом моделировании;
👉 если загрузка больше 50% – показатели начинают расти в несколько раз;
👉 если загрузка до 70% – показатели резко возрастают, а затем увеличиваются кратно, если этот уровень превышается.
📚 Полную статью читайте во втором выпуске журнала Advanced Engineering
Research (Rostov-on-Don). 2026;26(2):2221.
https://doi.org/10.23947/2687-1653-2026-26-2-2221
______
#ИсследованиеЗа3Минуты
Одним из основных элементов архитектуры программно конфигурируемых сетей SDN, является коммутатор OpenFlow, а его важнейшая часть – буферная память. Используя внутренний программный конвейер, коммутатор распределяет и балансирует нагрузку между каналами сетевой структуры. Именно так достигается гибкость централизованного управления ресурсами сети.
А что если произойдёт перегрузка буферной памяти?
В нашей ситуации «заложником» становится не только сам трафик, но и центральный контроллер: наблюдается резкий рост нагрузки на канал передачи, перегрузка контроллера. Это всё ведёт к сбою в работе и обрыву соединения.
Широко используемые методы теории массового обслуживания (ТМО) лишь приближенно определяют и моделируют процессы в коммутаторе
OpenFlow и его буферной памяти. Это ведет к получению заниженных, не реалистичных характеристик проектируемых сетевых устройств, перегрузке буферной памяти коммутаторов и потере сетевых пакетов.
🔍 Что сделали исследователи?
Г.В. Слюсарев, В.П. Мочалов и Д.В. Гостева (Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь) построили точную аналитическую модель буферной памяти OpenFlow коммутатора программно управляемой сети SDN.
Они использовали усовершенствованные методы теории массового обслуживания и аппарат дискретного преобразования Лапласа–Стилтьеса. В модели учитывались статистические характеристики потоков пакетов и пропускная способность каналов связи при заданной вероятности потерь пакетов.
📊 Что выяснилось?
Предлагаемая учёными модель была проверена при разной загрузке буферной памяти коммутатора – от 0,1 до 0,9 (от 10% до 90%). Вероятность потери пакетов была задана в диапазоне от 10⁻³ до 10⁻⁶.
Полученные результаты:
Объём буферной памяти: минимум – 0,201, максимум – 10564 (измеряется числом средних объёмов входных потоков пакетов).
Время ожидания: от 0 до 470 мс.
При имитационном моделировании время ожидания достигало 2300 мс.
✅ Главный вывод:
👉 если загрузка системы меньше 50%, то полученные при имитационном моделировании характеристики незначительно отклоняются от средних показателей, полученных при аналитическом моделировании;
👉 если загрузка больше 50% – показатели начинают расти в несколько раз;
👉 если загрузка до 70% – показатели резко возрастают, а затем увеличиваются кратно, если этот уровень превышается.
📚 Полную статью читайте во втором выпуске журнала Advanced Engineering
Research (Rostov-on-Don). 2026;26(2):2221.
https://doi.org/10.23947/2687-1653-2026-26-2-2221
______
#ИсследованиеЗа3Минуты