An Analytical Model of a Corporate Software-Controlled Network Switch

Abstract

Implementing the almost limitless possibilities of a software-defined network requires additional study of its infrastructure level and assessment of the telecommunications aspect. The aim of this study is to develop an analytical model for analyzing the main quality indicators of modern network switches. Based on the general theory of queuing systems and networks, generated functions and Laplace-Stieltjes transforms, a three-phase model of a network switch was developed. Given that, in this case, the relationship between processing steps is not significant, quality indicators were obtained by taking into account the parameters of single-phase networks. This research identified the dependencies of service latency and service time of incoming network packets on load, as well as equations for finding the volume of a switch’s buffer memory with an acceptable probability for message loss.

Algorithm for Load Balancing of a Data Processing Center Based on a Nonlinear Forecast Model

“…Данный подход дает возможность определять свойства нелинейного процесса по отдельным элементам описывающего его временного ряда, является основой построения прогнозной модели и динамического распределения нагрузки ЦОД в условиях фрактальной сетевой нагрузки. Распределитель нагрузки, построенный на базе программируемого контроллера [4], реализует динамический алгоритм балансировки нагрузки, характеризуемой специальными свойствами второго порядка, самоподобием, последействием, осуществляя при этом прогнозные оценки интенсивности входящего потока запросов, а также фильтрацию, исключение аномальных отсчетов, сглаживание данных, например, с помощью методов сингулярного спектрального анализа. Критерий оценки эффективности алгоритма основан на показателях загрузки серверов кластеров ЦОД, при условии минимального отклонения их загруженности от заданного значения.…”