DOI: 10.17587/prin.8.195-206

УДК: 004.457+004.031.2+004.382.2

Оценка максимального числа моделируемых информационных потоков с помощью параллельной программной реализации гибридной жидкостной модели интернет-трафика на основе технологии GPGPU

Д. А. Басавин ¹, ассистент кафедры, e-mail: basavind@gmail.com, С. В. Поршнев ², д-р техн. наук, проф., e-mail: sergey_porshnev@mail.ru, Д. А. Петросов ¹,канд. техн. наук, доц., зав. кафедрой, e-mail: scorpionss2002@mail.ru ¹Белгородский государственный аграрный университет им. В. Я. Горина, п. Майский, Белгородская обл. ²Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург

Обсуждается гибридная жидкостная модель интернет-трафика, описывающая информационные потоки в современных компьютерных сетях. В рамках этой модели информационные потоки описываются системой дифференциальных уравнений (СДУ), которая с физической точки зрения является следствием баланса информационных потоков, входящих в соответствующий узел компьютерной сети и выходящих из него. В связи с отсутствием аналитических решений СДУ, входящих в гибридную жидкостную модель, необходима разработка программных инструментов, позволяющих получать численные решения данной СДУ. Опыт практического использования известного варианта программной реализации гибридной жидкостной модели с последовательно исполняемым кодом показал, что время расчета характеристик информационных потоков даже для относительно простых конфигураций компьютерных сетей оказывалось весьма значительным, а для компьютерных систем со сложной архитектурой — неприемлемо большим. В связи с этим была выдвинута гипотеза о возможности применения технологий параллельных вычислений для разработки программной реализации гибридной жидкостной модели на основе технологии GPGPU, которая в различных случаях обеспечивает ускорение сложных расчетов в несколько десятков раз. В связи с этим данная технология к настоящему времени является одной из передовых и общедоступных. Однако одним из ее ограничений является жесткое аппаратное ограничение объема доступной памяти GPU. В связи с этим оказывается необходимым установление связи между параметрами аппаратного обеспечения (GPU) и максимально возможным числом моделируемых информационных потоков (соответственно, размером сети и ее архитектурой). Получена оценка максимального числа моделируемых информационных потоков с помощью параллельной программной реализации гибридной жидкостной модели интернет-трафика, созданной на основе технологии GPGPU [1].

Ключевые слова: интернет-трафик, компьютерные сети, гибридная жидкостная модель интернет-трафика, технология GPGPU, GPU

Стр. 195–206