Исследование и разработка методов анализа качества обслуживания сетевого трафика при использовании протокола управления очередями

• Автор: Фомин, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Перечень сокращений

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В IP СЕТИ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ САМОПОДОБНОГО ТРАФИКА

1.1 Понятие фрактальности

1.2 Основы теории самоподобных процессов

1.2.1 Определение самоподобного процесса

1.2.2 Медленно и быстро убывающие зависимости

1.2.3 Понятие коэффициента Хэрста

1.2.4 Распределения с «тяжелыми хвостами»

1.3 Аспекты теории нелинейной динамики

1.4 Современное состояние проблемы обеспечения качества

обслуживания
1.4.1 Технология QoS в промежуточных устройствах
1.4.2 Описание модели DiffServ
1.4.3 Алгоритмы активного управления очередями
1.5 Выводы по главе
Глава 2. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕАЛИЗАЦИИ СЕТЕВОГО ТРАФИКА
2.1 Описание реализаций сетевого трафика
2.2 Исследование реализации статистическими методами
2.2.1 Плотность распределения
2.2.2 Автокорреляционная функция
2.2.3 Энергетический спектр
2.2.4 Коэффициент Хэрста
2.3 Исследование реализации методами теории нелинейной динамики
2.3.1 Идея восстановленного аттрактора
2.3.2 Вычисление средней взаимной информации

2.3.3 Вычисление корреляционной размерности восстановленного
аттрактора
2.4 Выводы по главе
Глава 3. АНАЛИЗ САМОПОДОБНОГО ТРАФИКА В МОДЕЛИ НЕГАРАНТИРОВАННОЙ ДОСТАВКИ ДАННЫХ (BEST-EFFORT SERVICE)
3.1 Моделирование сетевого канала в среде NS-2
3.2 Результаты эксперимента
3.2.1 Потеря пакетов
3.2.2 Задержка при передаче пакета
3.2.3 Дрожание при передаче пакета (packet jitter)
3.3 Выводы по главе
Глава 4. АНАЛИЗ САМОПОДОБНОГО ТРАФИКА В МОДЕЛИ ДИФФЕРЕНЦИРУЕМОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
4.1 Постановка эксперимента. Моделирование сетевого канала связи
4.2 Результаты эксперимента
4.2.1 Потеря пакетов
4.2.2 Задержка при передаче пакета
4.2.3 Дрожание при передаче пакета
4.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение
Приложение 3
Приложение
Приложение
Акты внедрения

Перечень сокращений
АКФ - автокорреляционная функция
АСШС - асимптотическое самоподобие в широком смысле
БУЗ - быстро убывающая зависимость
МУЗ - медленно убывающая зависимость
ПРВ - плотность распределения вероятности
PJIX - распределение с «легкими хвостами»
РТХ - распределение с «тяжелыми хвостами»
ССШС - строгое самоподобие в широком смысле
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) - американский стандартный код для обмена информацией
ATM (Asynchronous transfer mode) - асинхронный режим передачи
CBS (Committed Burst Size) - согласованный размер всплеска
CIR (Committed Information Rate) - согласованная скорость передачи
информации
DiffServ (Differentiated Service) - дифференцированное обслуживание
DSCP (Differentiated Services Code Point) - точка кода дифференцированных
услуг
EBS (Excess Burst Size) - расширенный размер всплеска
FIFO (first-in, first-out) - алгоритм обработки очередей - «первый пришёл -первый вышел»
IntServ (Integrated Services) - архитектура интегрированных услуг ISP (Internet Service Provider) - поставщик услуг Интернет
РНВ (per-hop behavior) - это наблюдаемая извне политика поведения сетевого узла в отношении пакетов с определенным значением поля кода DSCP QoS (Quality of Service) - качество обслуживания
RSVP (Resource Reservation Protocol) - сигнальный протокол QoS, позволяющий конечным приложениям проводить сквозную сигнализацию своих QoS-требований
1) Средняя интенсивность, или согласованная скорость передачи информации (Committed Information Rate - CIR), бит/с. Как правило, интенсивность трафика не превышает согласованную скорость передачи информации.
2) Согласованный размер всплеска Вс (Committed Burst Size - CBS), байт. Объем трафика, на который может быть превышен размер корзины маркеров в отдельно взятый момент времени. Иногда этот параметр называют также стандартным размером всплеска.
3) Расширенный размер всплеска ВЕ (Excess Burst Size - EBS), байт. Объем трафика, на который может быть превышен размер корзины маркеров в экстренном случае. Всплеск, размер которого находится между согласованным и расширенным размером, разрешается, как правило, только для очень небольшой части трафика.
1.4.3 Алгоритмы активного управления очередями
Для обеспечения необходимых требований к различным потокам данных используются две методики QoS: управление перегрузкой (congestion management) и предотвращение перегрузок (congestion avoidance).
Первый метод основан на присвоении квот и приоритетов потокам, и в случае перегрузки, потоки получают качество, ограниченное их квотой и приоритетом (например, протокол WRR).
Второй метод ограничивает размер очереди, сигнализируя источникам данных о необходимости уменьшить скорость передачи информации (например, протокол WRED).
Рассмотрим эти методы более подробно.
Взвешенный алгоритм кругового обслуживания (Weighted Round Robin - WRR) представляет собой расширение планировщика кругового обслуживания, в соответствии с которым каждому потоку трафика назначается свой вес, пропорционально которому происходит обработка очередей.