Исследование влияния методов маршрутизации на качество обслуживания в мультисервисных сетях связи, функционирующих в экстремальных условиях

• Автор: Буров, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ МАРШРУТИЗАЦИЯ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМАХ
1Л Основные понятия и определения
1.2 Классификация методов маршрутизации
1.3 Постановка задачи исследования методов маршрутизации, определение исходных данных и этапы решения поставленной задачи
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ МАРШРУТИЗАЦИИ В МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЯХ СВЯЗИ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
2.1 Анализ существующих подходов к исследованию методов маршрутизации в мультисервисных сетях связи
2.2 Разработка модели служебной нагрузки, создаваемой методами маршрутизации на сети связи
2.3 Определение целевых характеристик функционирования мультисервисных сетей связи
2.4 Математическая модель сети связи
2.4.1 Математическая модель сетевых элементов
2.4.2 Математическая модель информационных потоков
2.4.3 Вероятность блокировки СМО с ограниченным буфером при входящем гамма потоке
2.4.4 Время ожидания в СМО с относительными приоритетами при входящем гамма потоке
2.4.5 Сравнение вероятностно-временных характеристик СМО для пуассоновских и самоподобных потоков
2.5 Модель маршрутизации на сети связи
2.5.1 Математическая модель распределения информационных потоков на сети связи
2.5.2 Разработка алгоритма формирования таблиц маршрутизации лавинными методами маршрутизации
2.5.3 Разработка алгоритма формирования таблиц маршрутизации игровыми методами маршрутизации
2.6 Расчет интегральной оценки качества обслуживания
2.7 Методы проверки графа сети на связность
2.7.1 Метод «стягивания»
2.7.2 Метод «разрезания»
2.8 Оценка временных характеристик при передаче пакетов информации
2.9 Методика исследования методов машрутизации в мультисервисных сетях связи, функционирующих в экстремальных условиях, при прохождении по ним самоподобного трафика
2.10 Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТОДОВ МАРШРУТИЗАЦИИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1 Исходные данные задачи исследования
3.2 Оценка погрешности вычисления результатов имитационного моделирования
3.3 Исследование зависимости характеристик функционирования мультисервисной сети в условиях уменьшения доступных сетевых ресурсов при различных методах маршрутизации
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДОВ МАРШРУТИЗАЦИИ В МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЯХ СВЯЗИ
4.1 Актуальность применения потоковой маршрутизации на сетях связи
4.2 Анализ времени обработки пакетов в сетевом элементе
4.3 Вероятность блокировки сетевого элемента при потоковых методах маршрутизации
4.4 Определение интегральной оценки качества обслуживания при потоковой маршрутизации
4.5 Рекомендации по выбору и применению методов маршрутизации в мультисервисных сетях связи
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Акты внедрения и использования результатов
диссертационной работы
Приложение 2. Свидетельства о государственной регистрации разработок диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Стремительное развитие современных систем связи, построенных на принципах коммутации пакетов, ставит перед разработчиками телекоммуникационных систем ряд задач. На передний план выходят задачи обеспечения качества услуг, предоставляемых пользователям сети, а также обеспечения высокой степени надежности функционирования современных мультисервисных сетей связи.
Оба показателя прямо либо опосредовано зависят от протоколов маршрутизации, применяемых на сетях связи. Протоколы маршрутизации, в свою очередь, базируются на общепринятых подходах или методах маршрутизации. На сегодняшний день существует множество методов маршрутизации, разработанных с цслыо обеспечения определенных характеристик сетей связи.
С развитием телекоммуникационных технологий выбор применяемых методов и протоколов маршрутизации не потерял своей актуальности. Особенно актуальным является изучение влияния методов маршрутизации на качество обслуживания в мультисервисных сетях связи, функционирующих в так называемых «экстремальных» условиях - условиях случайного изменения доступных сетевых ресурсов. Экстремальные условия функционирования возникают как по причине внутренних перегрузок сети связи при увеличении пользовательского и (или) служебного трафика, увеличении вероятности ошибки в тракте, переполнении буферных устройств сетевых элементов и т.п., так и по причине внешних воздействий, в том числе из-за обрывов ЛИНИЙ связи, отключения электропитания, аварий и т.п. Следует также учитывать самоподобный характер проходящего по сетям связи трафика, что предъявляет определенные требования к применяемому математическому аппарату исследований.

• количество и типы обслуживающих устройств (обслуживающих линий);
• емкости накопителей (буферов), где запросы, заставшие все приборы занятыми, ожидают начала обслуживания;
• времена обслуживания запросов в линии;
• дисциплина обслуживания, определяющая порядок обработки запросов в системе, начиная с момента их поступления в систему и заканчивая выходом из системы.
Системы массового обслуживания обозначаются в соответствии с символикой, предложенной Дж. Кендаллом. Общий вид обозначения системы массового обслуживания: А/Ып/т. Символ п, п> 1, задает число обслуживающих линий в системе, символ т, т > 0, задает число мест для ожидания в буфере. Если т- оо, то четвертый символ в обозначении системы может отсутствовать. Символ «А» описывает входящий поток запросов, а «В» — распределение времен обслуживания потоков. Смысл различных символов «А» и «В» для различных распределений можно найти в [2, 7, 10].
В качестве моделируемых сетевых элементов в настоящей работе будут рассматриваться маршрутизаторы. Функциональная модель маршрутизатора приведена на рисунке 2.3 [34]:

Таблица
маршрутизации
—V ~
Входной буфер
Система
управления

Рисунок 2.3 - Функциональная модель маршрутизатора
Принцип работы маршрутизатора заключается в следующем. Информационные пакеты поступают на вход маршрутизатора и размещаются во вход-