Моделювання систем реального часу з використанням RUDP протоколу передачі даних

Анотація

Ефективність систем реального часу забезпечує їх використання в різноманітних сферах за рахунок використання протоколів для передачі даних. Відомими протоколами транспортного рівня є Transmission Control Protocol (TCP) і User Datagram Protocol (UDP), що забезпечують таку передачу. Однак існують проблеми використання цих протоколів [1] в системах реального часу, де яких дані швидко змінюються на етапі виконання застосунку. А використання виключно одного з зазначених протоколів негативно впливає на стабільну роботу застосунку та збільшує ризик втрати актуальності даних.

Метою роботи є розробка та моделювання підсистеми передачі даних для систем реального часу, яка при сихронізації даних використовує Reliable UDP (RUDP) протокол [2]. Реалізація мережевого протоколу RUDP в підсистемі вирішує мережеві проблеми з затримкою, втратою та дуплікацією пакетів найбільш оптимальним шляхом під час real-time синхронізації даних датчиків і серверу і зменшує навантаження на пропускну здатність.

Задачами розробленої підсистеми, яка складається з сервера та клієнта є: зчитування даних, заданих користувачем системи; надійна передача повідомлень між сервером і клієнтом з використанням сокетів для роботи за протоколом RUDP; забезпечення найбільш оптимальної доставки повідомлень у випадку втрати пакетів, моделювання роботи підсистеми, порівняно з відомими UDP, TCP протоколами.

В результаті моделювання встановлено, що максимальне значення витраченого підсистемою часу становлять 2.03 секунди – для протоколу RUDP та 6.22 секунди – для протоколу ТСР і тому в подальшому для передачі даних рекомендується протокол RUDP. У випадку втрати повідомлення, відбувається повторна відправка та експоненційно, за запропонованою формулою, обраховується час відправки. Якщо на першому кроці відправка відбувається відразу, то далі час час зростає експоненційно та сумарно є меншим, ніж час відправки за TCP протоколом.