Разработка алгоритмов оценки ресурса узла доступа мультисервисной сети связи

• Автор: Джагацпанян, Григор Григорьевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Аннотация
Диссертационная работа посвящена разработке алгоритмов оценки ресурса узла доступа мультисервисной сети связи. Для решения этой задачи на уровне доступа мультисервисной сети связи процесс обслуживания потоков сообщений представлен математической моделью в виде многомерного марковского « процесса.
С использованием свойств мультипликативности стационарных вероятностей состояний цифровой линии абонентского доступа, обслуживающей в реальном масштабе времени равноскоростные потоки сообщений с ограничением по доступу, разработаны точные (в рамках поставленной задачи) и приближенные алгоритмы оценки показателей качества обслуживания. Получены оценки вычислительной сложности этих алгоритмов.
Разработаны и реализованы алгоритмы оценки потребности в канальном ресурсе мультисервисной сети связи при предоставлении разных услуг, а также алгоритмы оценки канального ресурса упрощенных моделей, используемых при реализации предложенной приближенной схемы оценки показателей качества совместного обслуживания потоков информационных сообщений. Разработан алгоритм решения задачи об оценке интенсивности поступающей нагрузки в сеть Интернет, при которой достигается максимальная эффективность использования канального ресурса.
Комплекс разработанных программ использован при оценке потребности в канальном ресурсе при проектировании мультисервисных сетей связи ООО «Мультисервис» и ЗАО «Италтел А.О.».

Глава 1. Анализ проблем организации доступа к мультисервисным сетям связи

1.1. Исследование развития современных сетей связи

1.1.1. Анализ основных тенденций построения инфокоммуникационных систем

1.1.2. Анализ архитектуры сети нового поколения

1.2. Сравнительный анализ технологий передачи информации при построении мультисервисных сетей связи
1.3. Анализ требований качества обслуживания для услуг Triple Play
1.3.1. Анализ требований качества обслуживания для передачи
голосовых сообщений
1.3.2. Анализ требований качества обслуживания для передачи
данных сети Интернет
1.3.3 Анализ требований качества обслуживания для передачи
видеосообщений
Выводы
Глава 2. Математическое описание процесса обслуживания потоков
сообщений мультисервисной сети доступа
2.1. Исходные предположения
2.1.1. Планирование оценки стоимости сетевого решения
2.1.2. Эффективная интенсивность
2.1.3. Сравнительный анализ качества обслуживания для различных технологий сетей связи
2.1.4. Пути повышения загрузки звеньев сети

2.1.5. Предположения, используемые при построении
математической модели узла доступа мультисервисной сети связи
2.2. Математическое описание показателей качества обслуживания вызовов при конечном числе источников
2.2.1. Представление процесса обслуживания потоков сообщений в виде многомерного марковского процесса
2.2.2. Описание основных показателей качества обслуживания
вызовов при конечном числе источников сообщений
2.2.3. Исследование метода оценки показателей качества обслуживания вызовов
2.3. Входные параметры и показатели качества обслуживания заявок на
выделение канального ресурса для услуг Triple Play
Выводы
Глава 3. Разработка математической модели узла доступа при обслуживании сообщений Triple Play
3.1. Описание модели узла доступа при обслуживании сообщений Triple Play
3.2. Показатели обслуживания заявок мультисервисной сети доступа при предоставлении услуг Triple Play
3.3. Алгоритм точного расчета показателей обслуживания заявок мультисервисной сети доступа при предоставлении услуг Triple Play
3.4. Численный анализ совместного обслуживания сообщений при
услуге Triple Play
Выводы
Глава 4. Оценка ресурса при обслуживании услуг Triple Play
4.1. Расчетные схемы узла доступа при обслуживании услуг Triple Play
4.2. Частный случай: модель обслуживания сообщений услуг Dual Play

Метод приоритетных очередей наиболее часто используется для предоставления временных гарантий чувствительным к задержкам приложениям. Данный метод может применяться для передачи аудио и видеоинформации, когда не требуется высокое качество. Для доставки аудио и видеоинформации с высоким качеством необходимо гарантировать низкую задержку и небольшой эффект дрожания. Этого трудно добиться в сетях без значительных накладных расходов при резервировании буферного пространства маршрутизаторов и без реализации сложных алгоритмов обработки очередей.
На данный метод не существует единого стандарта. Отдельные его части описаны в разных стандартах. Каждый производитель сетевого оборудования реализует в своих изделиях собственные алгоритмы обработки очередей. Например, Cisco Systems использует алгоритм взвешенной справедливой очереди, a Bay Networks - очередь, основанную на классах.
Рассмотрим основные алгоритмы организации приоритетных очередей в мультисервисных сетях.
Если маршрутизатор получает пакеты быстрее, чем он может отправить их через данный порт, он помещает пакеты в очередь. Затем, в простейшем случае, они отправляются в порядке поступления, то есть реализуется принцип «первым пришел, первым ушел» - FIFO. Такой алгоритм довольно эффективен, но опыт управления сетями показывает, что он далеко не оптимален.
Случайное раннее обнаружение (Random Early Detection, RED) представляет собой альтернативу очередям FIFO. Этот метод позволяет смягчить эффект от потери пакетов даже при очень больших нагрузках. Такая очередь по-прежнему использует принцип FIFO, но пакеты отбрасываются случайным образом (вместо того, чтобы отбрасывать хвост очереди), когда средняя длина очереди за данный промежуток времени превосходит установленное значение. Этим достигается оптимизация заполнения очереди. Данный алгоритм был изначально придуман для