Эффективная реализация стохастической модели TCP на C++/AVX для анализа производительности распределенных систем

Надежность современных распределенных систем напрямую зависит от стабильности сетевых соединений, однако традиционные методы мониторинга не позволяют адекватно оценивать стохастическую природу сбоев на уровне транспортного протокола TCP. В работе предложен подход, основанный на стохастических дифференциальных уравнениях (СДУ), для моделирования вероятности потерь пакетов как непрерывного случайного процесса, учитывающего возврат к среднему и случайные флуктуации. Представлена практическая реализация модели на языке C++ с использованием векторных инструкций AVX-512 для численного решения СДУ методом Эйлера–Маруйямы. Экспериментальная оценка на серверной платформе Intel Xeon Silver 4410Y показала, что производительность модуля достигает 30,1 млн оценок в секунду, что почти в 9 раз превосходит эталонные скалярные реализации. Результаты доказывают, что предложенный стохастический подход является вычислительно эффективным и может служить основой для создания систем мониторинга и адаптивного управления в реальном времени, способных прогнозировать производительность TCP.