Evaluación de un modelo de red de cola cerrada para la estimación de la capacidad de canal de una red de datos universitaria

Abstract

En el presente trabajo, se usa el modelo de red de cola cerrada (CQN) el cual, es un sistema realimentado de población finita con un único recurso o servidor, que simula el efecto del algoritmo de control de la ventana de congestión de TCP conocido como arranque lento (slow start) y a la vez se usa para calcular la capacidad del enlace para soportar N fuentes ó usuarios a los que se desea garantizar un ancho de banda efectivo. Dado que el tamaño de los archivos varía enormemente, un simple retardo, como por ejemplo 100ms, no es perceptible para todos los archivos, debido a que el tráfico elástico se adapta a la disponibilidad del ancho de banda. Por lo tanto el resultado obtenido depende de la media del tamaño de los archivos trasmitidos por el enlace de cuello de botella y el tiempo entre conexiones y no de sus características de autosimilitud. Para conseguir el objetivo, se utiliza una simple expresión tal que el ancho de banda optimo del enlace depende de la cantidad de usuarios de la red, del producto entre tamaño promedio de los archivos trasmitidos y la tasa de trasferencia, así como del ancho de banda efectivo que se desea garantizar a cada uno. Con el fin de validar los resultados obtenidos y bajo las mismas condiciones de cálculo, se realiza un modelo de simulación de la red y se determina el uso del ancho de banda del enlace.

In this paper, we use the closed-queuing-network model (CQN), with a finite population and a single server. It simulates the effect of the control algorithm of the TCP congestion window, also known as the “slow start” algorithm. At the same time it is used to calculate the capacity of the link to support N users in order to ensure an effective bandwidth. Since the file size varies greatly, a simple delay, such as 100ms, is not perceptible for all files, because the elastic traffic fits to available bandwidth. Thus, the result depends on the average size of the files transmitted by the bottleneck link and the time between connections and it not depends on their self similar features. To achieve the objective, this work uses a simple expression such that the optimal bandwidth of the link depends on the number of network users, the product between the average size of transferred files and the transfer rate and bandwidth guaranteed to each user. To validate the results, and under the same conditions of theoretical calculation, a simulation model of the network was performed, which showed the bandwidth usage of the link.