W artykule zaproponowano zastosowanie minimalistycznego systemu czasu rzeczywistego do budowy urza˛dzenia działaja˛cego w Internecie Rzeczy. W artykule przedstawiono projekt serwera dost˛epowego, który umo˙zliwia zdalna˛obsługe˛ 16 portów szeregowych oraz steruje 16 liniami zasilania za pos´rednictwemsieci Ethernet.Wurza˛dzeniu wykorzystano system operacyjny, dzi˛eki temu oprogramowanie mo˙zna było podzieli´c na wiele równoległych, komunikuja ˛cych sie˛ mie˛dzy soba˛, zadan´ . Abstract: In the article application of minimalistic Real Time Operating System (RTOS) for construction devices that are working in Internet of Things was proposed. The paper presents the design of the access server, which allows for remote operation 16 serial ports and controls 16 power lines via Ethernet. By using operating system the software consists of a number of tasks running in parallel and being in close communication with one another. 1. WPROWADZENIE Wej´scie na rynek mikrokontrolerów i procesorów spowodowało rewolucje˛ technologiczna˛ podobna˛ do tej, jaka powstała po zasta˛pieniu lamp elekronowych przez tranzystory. Dzi˛eki zastosowaniu procesorów, mo˙zna łatwo skonstruowa´c sterownik, który do tej pory budowany były z układów zawieraja˛cych pojedyncze bramki logiczne. Co wi˛ecej, zbudowane w ten sposób sterowniki sa˛ znacznie bardziej elastyczne pod wzgle˛dem rekonfiguracji. Do niedawna w systemach przemysłowych i amatorskich wykorzystano podobne konstrukcje. Pozwala to na uproszczenie procesu projektowania i budowy systemów. Podobne rozwia˛zania wykorzystano w urza˛dzeniach stosowanych w Internecie Rzeczy [1]. Wiele urza˛- dze´n oparto na mikrokomputerze i systemie operacyjnym. Łatwo zauwa˙zy´c, ˙ze z perspektywy mo˙zliwo´sci współczesnych urza˛dzen´ rozwia˛zanie to jest mało efektywne, głównie z uwagi na nadmierne - w stosunku do potrzeb - wykorzystanie procesora i pami˛eci. Obserwuja˛c trendy rozwojowe urza˛dzen´ projektowanych do [...]

  W artykule przedstawiony został autorski symulator wielousługowych systemów kolejkowych. Jest on modułem wchodza˛cym w skład programu do badania systemów kolejkowych i słuz˙y do weryfikacji istnieja˛cych oraz nowo rozwijanych modeli analitycznych systemów tego typu. W pracy zobrazowano mo˙zliwo´sci symulatora na przykładzie systemu kolejkowego z dyscyplina˛ obsługi kolejki cFIFO. Symulator pozwala na obsług˛e dobrze znanych z literatury przedmiotu strumieni zgłosze ´n typu Poisson, Bernoulli i Pascal (BPP) a tak˙ze innych, w tym takich, których parametry zostały otrzymane empirycznie. Prezentowany symulator pozwala uzyska´c wszystkie parametry badanych systemów kolejkowych, a modułowa budowa symulatora umo˙zliwia rozbudow˛e o nowe dyscypliny obsługi kolejek. Abstract: In this paper the authors presents a simulator of multiservice queueing systems of their own design. The simulator is a module of a more elaborate program designed to investigate queueing systems and is specifically designed for verification of existing and newly developed algorithms for modelling systems of this type. The paper identifies key capabilities of the simulator with an example of a queueing system with the cFIFO priority queue discipline. The simulator makes it possible to service a number of call streams, known from the literature of the subject, such as Poisson, Bernoulli and Pascal streams (BPP) as well as other streams, including those in which traffic parameters have been obtained empirically. The simulator presented in the paper allows researches to obtain all parameters of queueing systems under scrutiny, while its module-like structure makes its development to include new disciplines in queue service possible. 1. WPROWADZENIE Przed in˙zynierami odpowiedzialnymi za projektowanie i optymalizacj˛e współczesnych systemów telekomunikacyjnych stoi nie lada wyzwanie. Gwałtownie rosna ˛ca liczba urza˛dzen´ korzystaja˛cych z doste˛pu do sieci ora[...]

  W pracach [18, 24] zaproponowano algorytm splotowy do modelowania wia˛zki pełnodoste˛pnej, która jest systemem z procesem przyjmowania zgłosze´n niezale˙znym od stanu. W pracach [7, 8, 9, 10] przedstawiono modyfikacje ˛ algorytmów splotowych umoz˙liwiaja˛cych modelowanie systemów z procesem przyjmowania zgłoszen ´ zalez˙nym od stanów, takich jak wia˛zka pełnodoste ˛pna z rezerwacja˛ [24], wia˛zka z ograniczona˛ doste˛pno- s´cia˛ [8], systemów progowych [8] oraz systemów z przelewami [10]. We wszystkich wymienionych powy˙zej modelach zastosowanie algorytmu splotowego ograniczono do modelowania systemów ze skon´czona˛ lub nieskon´- czona˛ liczba˛ poissonowskich strumieni zgłoszen´. Do tej pory nie została podj˛eta analiza mo˙zliwo´sci zastosowania algorytmu splotowego dla innych, ni˙z poissonowskie, strumieni zgłosze´n. W pracach [24, 25, 21, 1, 15, 23, 18, 11, 12, 13] zaproponowano algorytmy rekurencyjne do modelowania wielousługowych systemów zale˙znych i niezale˙znych od stanu. Algorytmy te, podobnie jak wcze´sniej przedstawione algorytmy splotowe, wykorzystywane były tylko do modelowania systemów, którym oferowane sa˛ klasy zgłoszen´ z ograniczona˛ lub nieskon´czona˛ liczba˛ poissonowskich ´zródeł. W pracy [17] zaproponowano model systemu kolejkowego z dyscyplina˛ obsługi cFIFO, w którym rozwa ˙zono wykorzystania algorytmu splotowego do modelowania systemów, którym oferowane sa˛ klasy z innymi, niz˙ wykładniczy, rozkładami opisuja˛cymi czas pomie˛dzy zdarzeniami. Poniewa˙z model systemu cFIFO jest przybli ˙zony, wi˛ec na podstawie otrzymanych rezultatów nie mo˙zna jednoznacznie oceni´c wpływu niepoissonowskich strumieni zgłosze´n na dokładno´s´c modelu. Jak dota˛d nie dokonano analizy moz˙liwos´ci modelowania wielousługowej wia˛zki pełnodoste˛pnej (systemu z procesem przyjmowania zgłosze´n niezale˙znym od stanu), której oferowane sa˛ niepoissonowskie strumienie zgłosze ´n. Nie zbadano te˙z jaki wpływ ma typ rozkładu, [...]

  1. WSTĘP Systemy z przelewami są jedną z podstawowych technik optymalizacji wykorzystywania zasobów sieciowych. Pozwalają na zmniejszanie prawdopodobieństw blokad występujących w systemie, spełniając jednocześnie żądane parametry jakościowe niezależnie od technologii sieci. Aspekt ten pozwolił na rozpowszechnienie się tej technologii w wielu zastosowaniach m.in. w sieciach Public Switched Telephone Networks [2, 6, 33, 36, 37, 39, 44], w sieciach komórkowych 2G, 3G, 4G [5, 11, 23, 28, 29, 38, 41, 42] oraz w sieciach pakietowych [7, 10, 12]. Podstawowym założeniem tego mechanizmu jest podział zasobów na dwa typy. Pierwszym z nich są zasoby pierwotne, zwane także bezpośrednimi, ponieważ to na nie trafiają zgłoszenia pojawiające się na wejściu systemu. Zwykle są to zasoby o wysokim wykorzystaniu, którym ruch oferowany jest z natężeniem powodującym przekraczanie założonego współczynnika strat dla systemu. Zgłoszenia, które nie mogą zostać obsłużone w zasobach pierwotnych, ze względu na poziom ich zajętości lub politykę przyjmowania zgłoszeń, przekierowywane są na drugi typ zasobów. Są nimi zasoby o małych stratach, nazywane wtórnymi lub alternatywnymi. Jeżeli stan w jakim się znajdują również nie pozwala na obsługę zgłoszenia, to dopiero wtedy takie zgłoszenie jest tracone [41, 44]. Początkowo modele systemów z ruchem przelewowym projektowane były dla jednousługowych, jednokanałowych hierarchicznych sieci telekomunikacyjnych[ 2, 6, 21, 24, 26, 33, 35, 36, 37, 39, 43, 44, 45]. Badania nad systemami z przelewami ruchu wielousługowego rozpoczęły się wraz z wprowadzeniem sieci z integracją usług, takich jak ISDN (ang. Integrated Services Digital Network) lub bezprzewodowy UMTS (ang. Universal Mobile Telecommunications System0. Wraz z rozwojem tych sieci rosło także zapotrzebowanie na dokładne metody analizy wielousługowych systemów sieciowych z przelewem ruchu [4, 5, 22, 27, 28, 29, 38, 41, 42]. Decyzja dotycząca przyjmowania[...]

  Wiązki niepełnodostępne [1], [2] charakteryzują trzy parametry: liczba łączy wejściowych (nazywanych w teorii ruchu grupami obciążeniowymi), pojemność oraz dostępność. Pojemność określa całkowitą liczbę zasobów wiązki, natomiast dostępność tę ich część, która może być zajęta przez zgłoszenia danej grupy obciążeniowej. Spośród wiązek niepełnodostępnych szczególne miejsce zajmują tzw. idealne wiązki niepełnodostępne (w skrócie IWN). Charakteryzuje je ściśle zdefiniowana zależność pomiędzy parametrami wiązki, tj. pojemnością, dostępnością i liczbą grup obciążeniowych. Strukturę idealnej wiązki niepełnodostępnej obsługującej ruch jednousługowy oraz odpowiedni dla niej model analityczny zaproponował Erlang już w 1917 roku [1]. Jest to zatem jeden z najstarszych modeli zaproponowanych w dziedzinie inżynierii ruchu. Wzór dla określenia prawdopodobieństwa blokady w idealnej wiązce niepełnodostępnej nosi nazwę interkoneksyjnego wzoru Erlanga EIF (Erlang’s Interconnection loss Formula). Ze względu na swoją złożoność wiązka ta długo nie znajdowała praktycznych zastosowań. Dopiero w latach 70. ubiegłego wieku model IWN zaczęto wykorzystywać do przybliżonego modelowania innych systemów telekomunikacyjnych [2]. Zauważono bowiem, że charakterystyki większości realizowanych wówczas w węzłach sieciowych równomiernych wiązek niepełnodostępnych są zbliżone do charakterystyk wiązek idealnych i mogą stanowić podstawę do efektywnych aproksymacji wykorzystywanych w praktyce inżynierskiej. Później model zaproponowany przez Erlanga zaczęto wykorzystywać do modelowania jednousługowych pól komutacyjnych. W pracach [3],[4], wzór EIF zastosowano do modelowania jednousługowych pól komutacyjnych metodą tzw. efektywnej dostępności. W [5] metodę tę uogólniono dla jednousługowych pól komutacyjnych obsługujących połączenia z ruchem rozgałęźnym (multicast traffic). Pojawienie się sieci wielousługowych ograniczyło możliwości zastosowania modelu idealnej w[...]

  Nowe protokoły rutingu najczęściej są testowane z wykorzystaniem specjalistycznych narzędzi symulacyjnych, takich jak np. NS3. Takie podejście umożliwia prowadzenie testów zachowania się protokołów w sieci składającej się z bardzo dużej liczby węzłów. Wiarygodność otrzymanych wyników zależy jednak od poprawności implementacji samego środowiska testowego. Otrzymane rezultaty przybliżają efektywność działania nowego protokołu rutingu. W dalszej fazie rozwijania tego protokołu konieczna jest jego implementacja i ponowne testowanie. Implementacja z wykorzystaniem specjalizowanych urządzeń jest jednak skomplikowana. Wymaga dostępu do API (Application Programming Interface) danej platformy sprzętowej lub kodu z oprogramowaniem urządzenia. Konieczne jest zatem podpisanie specjalnej umowy z producentem. Pojawiają się kłopoty z licencjonowaniem rutingu zaimplementowanego na potrzeby testu algorytmu. Istnieje możliwość, że z przyczyn prawnych tak powstała implementacja nie będzie mogła być kodem referencyjnym. Alternatywą dla implementacji protokołów z wykorzystaniem dedykowanych urządzeń są rozwiązania typu ruter programowy. Oprogramowanie takie może działać na fizycznej lub wirtualnej maszynie. Nie narzuca ono architektury procesora. Do jego działania wystarczy urządzenie z systemem operacyjnym, np. Windows, Linux, Free BSD, Solaris. Testowanie nowo opracowanego protokołu rutingu z wykorzystaniem rutera programowego stanowi jednak czynność dość czasochłonną. W każdym węźle konieczna jest instalacja tego rutera. Każda modyfikacja implementacji algorytmu rutingu wymaga aktualizacji oprogramowania każdego z węzłów. W przypadku najprostszej instalacji (bez kompilacji skrośnej) jest to związane z koniecznością rekompilacji kodu w każdym z węzłów. Zastosowanie maszyn wirtualnych upraszcza aktualizację oprogramowania, jednak nie rozwiązuje w pełni problemu. Praca w sieci wirtualnej nie daje również rzeczywistych rezultatów. Węzły 58 PRZEGL[...]

  W artykule przedstawiono przybli˙zony model systemu kolejkowego z cia˛gła˛dyscyplina˛FIFO, która umoz˙liwia obsługe ˛ pierwszego zgłoszenia z kolejki z szybkos´cia˛mniejsza˛niz˙ z˙a˛dana. Efektem takiego podejs´cia do obsługi zgłoszen´ jest bardziej efektywne (w porównaniu z dyscyplina˛FIFO) wykorzystanie zasobów serwera. W modelu przyj˛eto, ˙ze systemowi kolejkowemu oferowana jest mieszanina niezale˙znych, wielousługowych strumieni BPP (Bernoulli-Poisson- Pascal). Podstawa˛ zaproponowanego modelu jest algorytm splotowy. Przeprowadzone badania potwierdziły duz˙a˛ dokładno ´s´c proponowanego modelu. 1. WPROWADZENIE Dynamiczny rozwój sieci telekomunikacyjnych, rosna ˛ca liczba oferowanych usług o s´cis´le zdefiniowanych parametrach jako´sci obsługi oraz coraz wi˛eksza liczba uz˙ytkowników sprawiaja˛, z˙e operatorzy sieci wykorzystaja ˛ róz˙ne mechanizmy zarza˛dzania ruchem. Przykładami takich mechanizmów sa˛ mechanizmy progowe, umoz˙liwiaja ˛ce obsługe˛ ruchu elastycznego i adaptacyjnego. W przypadku systemów z usługami czasu rzeczywistego konieczne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu opó´znienia i/lub zmienno´sci opó´znienia (jitter). Analiza takich systemów nie jest mo˙zliwa bez odpowiednich modeli systemów kolejkowych uwzgle˛dniaja˛cych ruch wielousługowy. Niestety, w literaturze przedmiotu opisano niewiele takich modeli.Wpracy [1] zastosowano model Erlanga C, zakładaja˛c, z˙e wszystkie klasy zgłoszen´ maja˛ identyczne charakterystyki i warunki obsługi, w tym identyczna˛pre˛dkos ´c´ bitowa˛. Przyje˛to, z˙e jest to pre˛dkos´c´ tego strumienia, który ma na najwie˛ksza˛ pre˛dkos´c´ spos´ród wszystkich strumieni oferowanych systemowi. W innym rozwia˛zaniu zaproponowano wykorzystanie rekurencyjnego wzoru dla pełnodost˛epnych wielousługowych systemów z ruchem elastycznym [2], [3]. W modelu tym zakłada si˛e, ˙ze wszystkie strumienie obsługiwanego ruchu - w przypadku braku wolnych zasobów w systemie - be˛da˛ kompresowane, co[...]