Исследование функционирования локальных вычислительных сетей на основе имитационного моделирования

Локальные вычислительные сети широко используются в современных организациях для передачи данных и взаимодействия пользователей. Рост и развитие информационно-коммуникационных технологий приводят к необходимости тщательного проектирования и оценки качества функционирования локально-вычислительных сетей перед внедрением новых решений. Традиционные методы расчета пропускной способности и задержки пакетов часто оказываются недостаточными для учета реальных условий эксплуатации сети, поскольку они основаны на упрощающих предположениях относительно характера нагрузки и трафика. Проектирование и оптимизация таких сетей представляют собой сложную задачу, особенно в условиях ограниченных ресурсов и растущих требований к скорости обработки информации. В данной статье продемонстрирована возможность применения методов имитационного моделирования к изучению локально-вычислительных сетей, включая оценку их эффективности и оптимизацию структуры. Построена имитационная модель локально-вычислительной сети. Описаны настройки основных элементов моделируемого процесса. Проведены эксперименты с построенной моделью при различной вместимости очередей и нагрузке на сервер. По результатам экспериментов уточнены параметры и характеристики сети, отмечены выводы по оптимизации ее работы и улучшению функционирования. В частности, установлено, что в рассматриваемой сети есть проблемы с организацией очереди. Размер очереди – это управляемый параметр, и его оптимальное значение можно подбирать экспериментально с применением имитационной модели. Отмечено, что улучшения работы сети, а именно снижения процента потерянных запросов, можно достичь оптимизацией размера очереди. Материалы статьи могут применяться для оценки функционирования локально-вычислительных сетей при их проектировании и модернизации, а также в рамках освоения основных образовательных программ.

1. Кропотов В. Л., Каминов К. Р. Особенности проектирования компьютерной сети для предприятий малого бизнеса // Актуальные исследования. 2023. № 3–1. С. 24–26.

2. Ретюнских С. Н. Способ оценки структурной надежности вычислительных компьютерных сетей // Современные наукоемкие технологии. 2022. № 2. С. 86–91.

3. Платонов Д. Е. Оценка производительности технологической сети при обработке однопродуктового потока с использованием компьютерного моделирования // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологий и дизайна. Серия 4: Промышленные технологии. 2023. № 1. С. 46–50.

4. Мельникова Е. М. Трудности при проектировании компьютерной сети // Научно-исследовательский центр «Technical Innovations». 2023. № 15. С. 159–163.

5. Подсадников А. В., Розов К. В., Кратов С. В. Применение средств имитационного моделирования компьютерных сетей в учебном процессе // Информатика и образование. 2021. № 1. С. 47–56.

6. Шелухин О. И., Шариков А. Ю. Имитация поведения компьютерной системы с помощью искусственных нейронных сетей // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15. № 5. С. 29–37.

7. Карандашев А. А., Оленев В. Л., Бриттов Г. С. Моделирование динамики информационных потоков в маршрутах вычислительных сетей // Информационно-управляющие системы. 2023. № 3. С. 39–50.

8. Веремчук Н. С. Исследование процессов передачи данных с применением имитационного подхода // Цифровизация и кибербезопасность: современная теория и практика : материалы III Международной научно-практической конференции, 26–27 октября 2023 г., г. Омск. Омск : Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет, 2024. С. 13–18.

9. Веремчук Н. С. Экспериментальное исследование системы массового обслуживания клиентов в банке // Вестник кибернетики. 2022. № 3. С. 25–31.

10. Веремчук Н. С. Имитационное моделирование как инструмент экономического планирования производственных линий // Наука о человеке: гуманитарные исследования. 2025. Т. 19, № 3. С. 216–228.