Национальной академии наук республики казахстан

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
102  
[5]
 
Cardo  D.,  Horan  T.,  Andrus  M.    National  Nosocomial  Infections  Surveillance  (NNIS)  System  Report,  data  summary 
from January 1992 through June 2004, issued October 2004. A report from the NNIS System //  Am.J.Infect. Control.  – 2004. - 
Vol. 32. - P. 470-485. 
[6]
 
Phoebe  C.H.,  Cambie  J.,  Albert  F.G.,  Van  Tran  K.,  Cabrera  J.,  Correira  H.J.,  Guo  Y.,  Lindermuth  J.Extremophilic 
organisms as an unexplored source of antifungal compounds // J. Antibiotics. – 2001. – Vol.54. – P.56-65. 
[7]
 
Бондарцев А.С. Шкaла цветов. М.: АН СССР, 1954, 31 с. 
[8]
 
Семенов С.М. Лабораторные среды для актиномицетов и грибов. - М.: «Агропромиздат», 1990. - 283 с. 
[9]
 
Егоров Н.С. Основы учения  об антибиотиках. - М.: Наука, 2004. - 528 с. 
[10]
 
Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. – М., 1975. – 295 с. 
 
                                                           REFERENCES  
 
[1]
 
Sazykin  Ju.O.  Sovremennye  puti  poiska  novyh  antibakterial'nyh  agentov:  predlozhenija  i  diskussii    Antibiotiki  i  himioterapija.  
1998,  T. 43, № 12,  S. 4-7 (in Russ.). 
[2]
 
Berdy J. Bioactive microbial metabolites: a personal view  J. Antibiot. 2005, Vol.58, № 1, P. 1–26.  
[3]
 
Lam K.S. Discovery of novel metabolities from marine actinomycetes   Curr. Opin.Microbiol. , 2006,  Vol. 9,  P. 245-251. 
[4]
 
Enright M.C. The evolution of a resistant pathogen the case of MRSA   Curr. Opin.Pharmacol. 2003, Vol. 3,  P. 474-479. 
[5]
 
Cardo D., Horan T., Andrus M.  National Nosocomial Infections Surveillance (NNIS) System Report, data summary from January 
1992 through June 2004, issued October 2004. A report from the NNIS System  Am.J.Infect. Control.  2004,  Vol. 32,  P. 470-485. 
[6]
 
Phoebe C.H., Cambie J., Albert F.G., Van Tran K., Cabrera J., Correira H.J., Guo Y., Lindermuth J.Extremophilic organisms as an 
unexplored source of antifungal compounds  J. Antibiotics.  2001, Vol.54,  P.56-65. 
[7]
 
Bondarcev A.S. Shkala cvetov. M.: AN SSSR, 1954, 31 s. (in Russ.). 
[8]
 
Semenov S.M. Laboratornye sredy dlja aktinomicetov i gribov. M.: «Agropromizdat», 1990, 283s. (in Russ.). 
[9]
 
Egorov N.S. Osnovy uchenija  ob antibiotikah.  M.: Nauka, 2004, 528 s. (in Russ.). 
[10]
 
Urbah V.Ju. Statisticheskij analiz v biologicheskih i medicinskih issledovanijah. M., 1975,  295s. (in Russ.). 
 
БАКТЕРИЯЛАРҒА ЖӘНЕ САҢЫРАУҚҰЛАҚТАРҒА ҚАРСЫ  АНТИБИОТИКТЕРДІ 
ТҮЗЕЙТІН ЭКСТРЕМОФИЛДІ АКТИНОМИЦЕТТЕРДІҢ ПЕРСПЕКТИВТІ ШТАМДАРЫНЫҢ 
ЖИНАҒЫН ҚҰРАСТЫРУ 
Треножникова Л.П., Айткелдиева С.А., Хасенова А.Х., Ултанбекова Г.Д. 
ЕМК «Микробиология және вирусология институты» ҒК БҒМ ҚР, Алматы 
 
Тірек  сөздер:  Экстремофилді  актиномицеттер,  микроорганизмдер  жиынтығы,  грамоң  және  грамтеріс 
микроорганизмдер, мицелиалды саңырауқұлақтар, физиолого-биохимиялық және антагонистык белсенділігі 
Аннотация.  Экстремофилді  актиномицеттердің  16  штаммының  биологиялық  белсенділігі  зерттелді, 
олар медицина үшін пайдалы микроорганизмдер жиынтығың жасау үшін іріктелді. Лецитиназды,  амилазды 
және  желатиназды  биік  белсенділік  деңгейге  тағайындалды.  Экстремофилді  актиномицеттердің  барлық 
коллекциондық  штаммдары  грамоң  микроорганизмдерге  (S.  aureus),  қарсы  антагонизм  көрсетті.  Олардың 
31,3%  грамтеріс  (E.coli),  микроорганизмдерге,  50,0%  штаммы  мицелиалды    саңырауқұлақтарға  (Aspergillus 
niger) қарсы белсенділігі айқындалды. 
                                                                                
Поступила 11.08.2014 г. 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
103 
BULLETIN OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES  
OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN 
ISSN 1991-3494 
Volume  5,   Number   5(2014),  103 – 108 
 
 
UDC 001.72  
 
CALCULATION OF LOAD FOR LAN SUBSCRIBERS  
TO THE HUB ROUTER 
N.A. Seilova, A.Ogan, Zh.K. Alimseitova 
Kazakh national technical university named  after K.I.Satpayev, Almaty 
 
Key words: switching techniques, multi-service network, bandwidth, packet switching. 
Summary.  In  the  article  the  method  of  calculating  the  load  on  the  central  router  for  LAN  users  is 
presented.  In  this  work  the  values  of  the  coefficients  calculated  for  the  TCP  /  IP  protocol  for  the  most 
common and advanced networking technologies Ethernet, Token Ring, and ATM, MPLS are considered. 
As a basis for developing a technique Nazarov method for ATM networks has been taken. 
A wide range of bit rates  - from a few hundreds of bits to hundreds of Mbit / s, a significant static 
nature  of  information  flows,  a  wide  variety  of  network  configurations  -  all  of  these  factors  greatly 
complicate  the  description  of  the  traffic  in  modern  information  systems  in  comparison  with  classical 
communication networks. 
 
УДК 001.72  
 
РАСЧЕТ НАГРУЗКИ ДЛЯ  АБОНЕНТОВ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ  
НА ЦЕНТРАЛЬНОМ  МАРШРУТИЗАТОРЕ 
 
Н.А. Сейлова,  А. Оган, Ж.К. Алимсеитова 
seilova_na@mail.ru 
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева 
г. Алматы, Республика Казахстан 
 
Ключевые  слова:  методы  коммутации,  мультисервисная  сеть,  пропускная  способность,  коммутация 
пакетов. 
Аннотация.  В  работе  рассмотрены  величины  коэффициентов,  рассчитанные  для  протокола  TCP/IP  и 
для наиболее распространенных и перспективных сетевых технологий Ethernet, Token Ring и АТМ, MPLS. За 
основу разрабатываемой методики была взята методика Назарова для АТМ сетей. 
 
Широкий  диапазон  скоростей  передачи  –  от  нескольких  сот  бит  до  сотен  Мбит/с, 
существенный  статический  характер  информационных  потоков,  большое  разнообразие  сетевых 
конфигураций  –  все  эти  факторы  значительно  усложняют  описание  трафика  в  современных 
информационных  системах  по  сравнению  с  классическими  сетями  связи.  Физическая  природа 
значительных  диапазонов  изменения  характеристик  случайных  процессов  передачи  битового 
трафика  в  значительной  степени  обусловлена  нерегулярностью  генерации  информации 
источником. В настоящее время появление новых сетевых технологий привело к появлению новых 
терминалов, обеспечивающих: мультимедиа телекоммуникации, услуги широкополосного доступа, 
услуги  с  гарантией  времени  доставки  и  т.п.  Сети,  готовые  предоставить  любые 
телекоммуникационные  и  информационные  услуги,  называют  полносервисными  или 
мультисервисными  сетями.  Мультисервисная  сеть  связи  –  это  единая  телекоммуникационная 
инфраструктура  для  переноса,  коммутации  трафика  произвольного  типа,  порождаемого 
взаимодействием  потребителей  и  поставщиков  услуг  связи  с  контролируемыми  и 
гарантированными  параметрами  трафика.  Данные  сети  должны  гарантировать  оговоренное 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
104  
качество  соединений  и  предоставляемых  услуг.  Данная  задача  является  неотъемлемой  частью 
деятельности  оператора.  Актуальной  проблемой  на  сегодняшний  момент  является  разработка 
единой методики оценки параметров трафика мультисервисной сети.  
На сегодняшний день не существует единой методики для расчета, прогнозирования и анализа 
трафика  мультисервисных  сетей  [1-2].  Существуют  лишь  частные  методики,  например,  для  сети 
АТМ - это алгоритм "дырявого ведра", мониторинг, комплексный анализ; для телефонных сетей - 
метод на основе построения матрицы информационного тяготения и т.д.  
Все вышеупомянутые методы предназначены для расчета трафика, генерируемого абонентами 
на  прикладном  уровне.  Однако  они  не  предусматривают  тот  факт,  что  на  последующих  уровнях 
модели  OSI  размер  сгенерированных  пакетов  увеличивается  на  величину,  равную  размеру 
служебной  информации  протокола,  действующем  на  данном  уровне.  А  ведь  эта  величина  может 
играть  значительную  роль  при  расчете  максимально  допустимой  пропускной  способности 
мультисервисной сети. Современные сети связи являются сложными динамическими системами. В 
настоящее  время  для  описания  динамических  систем  используется  классический  подход, 
основанный  на  построении  адекватных  динамических  моделей  в  виде  систем  обыкновенных 
дифференциальных уравнений. Построение таких моделей, как правило, невозможно без наличия 
значительного  объема  априорной  информации  о  физических  принципах  и  закономерностях 
функционирования исследуемых систем. Данные методы используют результаты вычислительной 
математики  при  аппроксимации  функций,  описывающих  поведение  быстропротекающих 
процессов, или другими словами функций в реальном времени. В данной работе такая модель была 
взята за основную. За основу разрабатываемой методики была взята методика Назарова для АТМ 
[1].  
Данная  методика  может  применяться  для  прогнозирования,  анализа  и  контроля  качества 
работы  мультисервисной  сети.  Также  расчет  параметров  трафика  является  неотъемлемой  частью 
при проектировании данных сетей.  
При  решении  задачи распределения  сетевых  ресурсов  между  различными службами абонент 
каждой службы характеризуется, с одной стороны, традиционными параметрами трафика:  
- интенсивностью входящего потока заявок на предоставление услуг к-й службы 
)
(k

, выз/час;  
- средней длительностью сеанса связи 
)
(k
T
, с;  
- удельной интенсивностью нагрузки 
)
(k

 Эрл., 
а  с  другой  стороны,  параметрами  случайного  процесса,  но  характеризующие  конкретного 
абонента к-й службы ШЦСИО:  
- пиковой (максимальной) битовой скоростью передачи 
max
)
(k
B
, бит/с;  
- средней битовой скоростью передачи 
cp
B
; бит/с;  
- пачечностью 
n
k
k
)
(
, определяемую отношением 
cp
k
B
B
max/
)
(
; бит/с;  
- средним временем пика 
)
(k
Tp
, с.  
Реальный  размер  передаваемых  по  сети  данных  складывается  из  непосредственно  данных  и 
необходимого информационного обрамления, составляющего накладные расходы на передачу [3]. 
Многие технологии устанавливают ограничения на минимальный и максимальный размеры пакета. 
Так,  например,  для  технологии  Х.25  максимальный  размер  пакета  составляет  4096  байт,  а  в 
технологии  Frame  Relay  максимальный  размер  кадра-  8096  байт.  Т.о.  можно  выделить  четыре 
наиболее общие характеристики трафика:  
- «взрывоопасность»,  
- терпимость к задержкам,  
- время ответа,  
- емкость и пропускная способность. 
Эти  характеристики  с  учетом  маршрутизации,  приоритетов,  соединений  и  т.д.  как  раз  и 
определяют  характер  работы  приложений  в  сети.  Больше  всего  проблем  возникает  при  попытке 
«собрать»  множество  однофункциональных  сетей  в  одну  гибкую  мультисервисную  сеть.  Еще 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
105 
труднее  получить  такую  сеть,  которая  бы  могла  разрешить  абсолютно  все  проблемы,  хотя  бы  в 
обозримом будущем.  
Существует несколько законов формирования изменяющегося трафика: Uniform, Exponential, 
Normal,  Log  Normal,  Gamma,  Erlang,  Weibull.  Объем  передаваемой  информации  может  быть 
установлен  в  битах,  байтах,  килобитах,  килобайтах,  мегабитах,  мегабайтах,  гигабитах  или 
гигабайтах. Были исследованы законы распределения объемов передаваемых сообщений: Constant, 
Exponential,  Uniform,  Normal,  Weibull  в  сочетании  с  законами  распределения  интенсивностей 
Constant, Exponential, Uniform, Normal, Lognormal, Gamma, Erlang, Weibull.  
Любые  сети  связи  поддерживают  некоторый  способ  коммутации  своих  абонентов  между 
собой.  Практически  невозможно  предоставить  каждой  паре  взаимодействующих  абонентов  свою 
собственную  некоммутируемую  физическую  линию  связи,  которой  они  могли  бы  монопольно 
«владеть» в течении длительного времени. Поэтому в любой сети всегда применяется какой-либо 
способ  коммутации  абонентов,  который  обеспечивает  доступность  имеющихся  физических 
каналов  связи  одновременно  для  нескольких  сеансов  связи  между  абонентами  сети  [4-6]. 
Существует  три  принципиально  различные  схемы  коммутации  абонентов  в  сетях:  коммутация 
каналов  (circuit  switching),коммутация  пакетов  (packet  switching),коммутация  сообщений(message 
switching).  Каждая  из  этих  схем  имеет  свои  преимущества  и  недостатки,  но  по  долгосрочным 
прогнозам  будущее  принадлежит  технологии  коммутации  каналов,  как  более  гибкой  и 
универсальной.  
Обработку  кадров,  передаваемых  по  сети,  выполняют  сетевой  адаптер,  устанавливаемый  в 
слот  расширения  станции,  и  соответствующий  ему  драйвер  [7].  Сетевой  адаптер  (СА)  и  драйвер 
СА реализуют следующие функции:  
- поддерживают метод доступа в сети,  
- формируют и анализируют кадры, передаваемые по сети.  
В  зависимости  от  поддерживаемого  метода  доступа  и  типа  кадра  сетевые  адаптеры  можно 
разделить  на  несколько  групп:  Ethernet,  Token  Ring,  ARCNet,  FDDI  и  др.  Сети,  где 
устанавливаются перечисленные адаптеры, имеют те же названия: сети Ethernet, сети Token Ring и 
т.  д.  Следует  отметить,  что  рассматриваемые  СА  поддерживают  разные  методы  доступа  и  типы 
кадров,  поэтому  они  не совместимы  между  собой.  Следовательно,  на  станциях,  подключаемых  к 
одному сегменту сети, необходимо устанавливать сетевые адаптеры одного типа.  
При расчете нагрузки мультисервисной сети необходимо учитывать такие особенности, как:  
- метод коммутации  
- используемые протоколы на разных уровнях модели OSI  
- обработка пакета протоколами нижележащих уровней  
На  рисунке  1  показана  архитектура  и  совокупность  протоколов  TCP/IP.  Каждое  сетевое 
приложение  формирует  свой  поток  данных,  который  необходимо  передать  по  сети.  К  основным 
сетевым приложениям относятся:  
- Internet – приложения (FTP, HTTP, E-mail);  
- CAD/CAM;  
- Telnet; 
- Сетевые базы данных;  
- Файловый обмен;  
- Телефон/факс. 
При поступлении пакета от приложения протокол TCP/IP на транспортном уровне оценивает 
его  размер  и  делит  его  на  пакеты  (если  размер  его  слишком  велик),  которые  передаются 
межсетевому уровню (т.е. протоколу IP). Последний формирует свои IP-пакеты. Затем происходит 
их «упаковка» в кадры (frame), приемлемые для данной физической среды передачи информации. 
 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
106  
 
 
Рисунок 1 - Архитектура и совокупность протоколов TCP/IP узла связи Internet 
 
При  этом  каждый  пакет  снабжается  заголовком  данного  протокола.  Размер  заголовка 
протокола  TCP  насчитывает  12  байт,  размер  заголовка  протокола  IP  также  насчитывает  12  байт. 
При прохождении пакета через протоколы IP и ТСP их размер увеличивается на величину, равную 
размеру  служебной  информации.  Также  происходит  и  на  канальном  уровне,  где  пакты  еще 
снабжаются  заголовками  протоколов  данного  уровня.  Величину,  характеризующую  данное 
явление, обозначим как 
m
k
 где 
m
 обозначает уровень семиуровневой модели OSI.  
Величины  данных  коэффициентов  рассчитаны  как  отношение  общего  размера  пакета  на 
уровне m к размеру полезных данных приложения.  
ïðèë
m
m
k
k
k
/

 
 
 
 
 
(1) 
Величины  коэффициентов,  рассчитанные  для  протокола  TCP/IP  и  для  наиболее 
распространенных  и  перспективных  сетевых  технологий  Ethernet,  Token  Ring  и  АТМ,  MPLS, 
представлены в таблице 3.1.  
 
Таблица 1 – Величины коэффициентов 
m
k
 
 
EthII
k
 
3
.
802
.
Eth
k
 
2
.
802
.
Eth
k
 
SNAP
Eth
k
.
 
TR
k
 
ATM
k
 
TCP
k
 
IP
k
 
1.034 
1.034 
1.038 
1.044 
1.005 
1.104 
1.0156 
1.0156 
 
Расчет  нагрузки  для  300  абонентов  на  центральном    маршрутизаторе.  За  основу 
разрабатываемой  методики  была  взята  методика  Назарова  для  АТМ.  Если  известно  количество 
абонентов  на  каждом  объекте  и  интенсивность  потоков  пакетов,  генерируемыми  абонентами 
каждой службы, то ожидаемую нагрузку на объекте i k-ой службы можно определить по формуле:  
max
B
Ò
N
B
i
ñ
àái
ÏÐ
i





              (2) , 
тогда   
34992
100
*
1
*
1664
.
1
*
300


ÏÐ
i
B
,  где 
300

àá³
N
  –  число  абонентов  k-ой  службы  на 
объекте i  
i

- число заявок, поступающих от абонента 
k
-ой службы в единицу времени, равное: 
t
i
/
1


 
где 
1

t
c, тогда 
1

i

; 
c
T
- средняя длительность сеанса связи абонента в единицу времени равна 1,1664;  
max
B
– максимальная скорость 
k
-ой службы равна 100 мбит/с . 
Тогда ожидаемая нагрузка, генерируемая абонентами 
i
-го узла связи: 
k
Â
B
iÏÐ
ÏÐ


 
где 
8

k
– количество служб. Тогда,  
279936
8
34992



ÏÐ
B
 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
107 
Следует  напомнить,  что  найденная  нагрузка  предъявляет  требования  к  пропускной 
способности, необходимой на прикладном уровне [8-10]. На транспортном уровне данная нагрузка 
увеличится на величину 
TCP
k
. Тогда ожидаемая нагрузка на транспортном уровне будет равна:  




ÏÐ
ÏP
B
k
B
TCP
                   (3), 
тогда, 
284303
279936
0156
,
1




ÏP
B
 
Аналогично рассчитывается нагрузка на сетевом и канальном уровнях.  




ÒÐ
ÑÅÒ
B
k
B
IP
  
(4) 
тогда, 
12
,
288738
284303
0156
,
1




ÑÅÒ
B
 




ÑÅÒ
ÊÀÍ
B
k
B
êàí
                (5) 
Где 


034
,
1
,
,
3
.
802
.
.
2
.
802
.

Eth
II
Eth
Eth
ÊÀÍ
k
k
k
k
 тогда,  
 
300000
21
,
298555
12
,
288738
034
,
1





ÊÀÍ
B
 пакетов в секунду.   
Расчет  нагрузки  для  50  абонентов  на  граничном    маршрутизаторе,  исходя  из  выше 
перечисленного. 
max
B
Ò
N
B
i
ñ
àái
ÏÐ
i





 
тогда 
5832
100
*
1
*
1664
,
1
*
50


ÏÐ
i
B
,  где 
50

àái
N
  –  число  абонентов 
k
-ой  службы  на 
объекте 
i
, 
i

 - число заявок, поступающих от абонента 
k
-ой службы в единицу времени, равное: 
t
i
/
1


 где 
1

t
, тогда 
1

i

; 
c
T
 - средняя длительность сеанса связи абонента в единицу времени равна 1,1664;  
max
B
 – максимальная скорость 
k
-ой службы равна 100 мбит/с. 
Тогда ожидаемая нагрузка, генерируемая абонентами 
i
-го узла связи: 
k
Â
B
iÏÐ
ÏÐ
*

  
где 
8

k
– количество служб. Тогда, 
.
46656
8
*
5832


ÏÐ
B
  
Следует  напомнить,  что  найденная  нагрузка  предъявляет  требования  к  пропускной 
способности,  необходимой  на  прикладном  уровне.  На  транспортном  уровне  данная  нагрузка 
увеличится на величину 
.
ÒÑÐ
k
 Тогда ожидаемая нагрузка на транспортном уровне будет равна:  



ÏÐ
mp
B
k
B
TCP
*
 тогда, 
8
,
47383
46656
*
0156
,
1



mp
B
 
Аналогично рассчитывается нагрузка на сетевом и канальном уровнях.  



mp
ÑÅÒ
B
k
B
IP
*
 тогда, 
9
,
48122
8
,
47383
*
0156
,
1



ÑÅÒ
B
 



ÑÅÒ
ÊÀÍ
B
k
B
ÊÀÍ
*
где 


034
,
1
,
,
3
.
802
.
.
2
.
802
.

Eth
II
Eth
Eth
ÊÀÍ
k
k
k
k
 тогда,  
50000
49759
9
,
48122
034
,
1





ÊÀÍ
B
 пакетов в секунду.   
 
Таблица 2 –  Результаты расчетов для 300 и 50 абонентов 
 
Количество 
абонентов 
ÏÐ
B
 

mp
B
 

ÑÅÒ
B
 

ÊÀÍ
B
 
300 
279936 
 
284303 
288738,12. 
300000 
50 
46656. 
47383,8 
 
48122,9 
 
50000 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
108  
Выбор длины пакетов производиться исходя из размера сообщения с учетом влияния длины 
пакетов  на  время  доставки  данных,  пропускную  способность  локальной  сети,  емкость  памяти  и 
загрузку  компьютера.  Наиболее  широко  используются  пакеты  длиной  1024  бит  (128  байт).  При 
такой  длине  все  управляющие  сообщения  и  большинство  сообщений,  генерируемых  в  режиме 
диалоговой  обработки,  «вкладываются»  в  один  пакет.  Таким  образом,  расчеты  показали:  при 
количестве  300  абонентов  нагрузка  на  канальном  уровне  составляет  приблизительно  300000 
пакетов в секунду, а при 50 абонентах – приблизительно 50000 пакетов в секунду. 
 

жүктеу/скачать 6 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: