Разработка метода управления перегрузками в сетях SIP на основе прогноза сигнального трафика

• Автор: Кашин, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАФИКА IP-КОММУНИКАЦИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 ПОНЯТИЕ [Р-КОММУНИКАЦИЙ

1.2 ПРОТОКОЛЫ IP-КОММУНИКАЦИЙ

1.2.1 Сигнальная и пользовательская информация

1.2.2 Протоколы передачи пользовательской информации

1.2.3 Протоколы передачи сигнальной информации

1.3 УРОВНИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАФИКА IP-КОММУНИКАЦИЙ

1.4 ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАФИКА IP-КОММУНИКАЦИЙ НА УРОВНЕ ВЫЗОВОВ
1.5 ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАФИКА НА УРОВНЕ ПАКЕТОВ
1.5.1 Анализ исследований трафика передачи медиаданных
1.5.2 Анализ исследований сигнального трафика
1.6 ПЕРЕГРУЗКИ В СЕТИ SIP И БОРЬБА С НИМИ
1.6.1 Перегрузки в сети SIP
1.6.2 Недостатки существующего метода борьбы перегрузками в сети S1P
1.7 ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2 СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИГНАЛЬНОГО ТРАФИКА
ПРОТОКОЛА SIP
2.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2.2 ПРОВЕРКА НАЛИЧИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ САМОПОДОБНЫХ ПРОЦЕССОВ
2.2.1 Определения дискретных во времени самоподобных процессов
2.2.2 Обработка исходных данных
2.2.3 Анализ автокорреляционных функций
2.2.4 Анализ спектральных плотностей
2.2.5 Анализ плотностей распределений
2.2.6 Анализ дисперсии
2.3 ПАРАМЕТР ХЕРСТА И ЕГО ОЦЕНКА
2.3.1 R/S статистика
2.3.2 Дисперсионный анализ
2.3.3 Периодограммный метод
2.3.4 Оценка Виттла
2.3.5 Оценка параметра Херста
2.4 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ САМОПОДОБНОГО ГРАФИКА ПРОТОКОЛА СИГНАЛИЗАЦИИ SIP
3.1 МОНОФРАКТАЛЬНЫЕ И МУЛЬТИФРАКТАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

3.2 КЛАССИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ САМОПОДОБНЫХ ПРОЦЕССОВ В СООТОЕТСТВИИ С ЗАДАЧЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.3 МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СЕТЕВОГО ТРАФИКА
3.3.1 Модели с короткой памятью
3.3.2 Модели с длинной памятью
3.3.3 Предсказатель MMSE
3.4 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
3.4.1 Аналитические методы оценки
3.4.2 Численные методы оценки
3.5 СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
3.5.1 Сравнение коэффициентов детерминации
3.5.2 Сравнение смещений
3.5.3 Сравнение средних абсолютных ошибок
3.6 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА УЛУЧШЕННОГО МЕТОДА БОРЬБЫ С ПЕРЕГРУЗКАМИ В СЕТИ ПРОТОКОЛА SIP
4.1 ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДУ БОРЬБЫ С ПЕРЕГРУЗКАМИ
4.2 ОПИСАНИЕ ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ УП
4.2.1 Способы взаимодействия сервера-отправителя и сервера-получателя
4.2.2 Базовые топологии сети SIP
4.2.3 Приоритезация,

производительности оборудования. Результаты имитационного моделирования показали, что применение порогов в буфере обработки сообщений SIP для предотвращения перегрузок позволяет сократить время установления сеанса связи и вероятность разрушения вызова почти в 10 раз [48].
Несмотря на свою важность, проблема перегрузок в сети сигнализации SIP оказалась одной из самых малоизученных. Поскольку перегрузки в сети сигнализации оказывают влияние на основной параметр качества обслуживания - задержку установления соединений, необходимо понимать, что является причинами перегрузки и как с ними бороться. В следующем разделе более подробно рассмотрен существующий метод борьбы с перегрузками и его недостатки
1.6 ПЕРЕГРУЗКИ В СЕТИ SIP И БОРЬБА С НИМИ
1.6.1 Перегрузки в сети SIP
Как и любой другой сетевой элемент, сервер S1P может находиться в состоянии перегрузки, когда он получает сообщений больше, чем он сам в состоянии обслужить. Во время периодов перегрузки пропускная способность сервера значительно падает. Из-за необходимости постоянно принимать на обслуживании новые вызовы у сервера может в итоге не остаться ресурсов для обслуживания текущих вызовов.
Пропускная способность сервера определяется мощностью его центрального процессора/процессоров (ЦП), объемом оперативной памяти, скоростью сетевых интерфейсов, объемом дисковой памяти и другими ресурсами. Как правило, в случае перегрузки быстрее всего расходуются ресурсы ЦП, так как остальные ресурсы обычно планируются таким образом, чтобы вероятность перегрузки в них была минимальной. Сразу оговоримся,