Адаптивная маршрутизация в сетях передачи данных с учетом самоподобия трафика

• Автор: Комиссаров, Аркадий Михайлович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Используемые сокращения

Введение

1. Анализ существующих технологий повышения

производительности сетей передачи данных

1.1. Особенности построения сетей передачи данных, подходы к обеспечению качества обслуживания и повышению производительности сетей

1.2. Особенности работы протокола маршрутизации ОБРР

1.3. Анализ особенностей самоподобного трафика

1.4. Постановка задачи исследований

Выводы по главе
2. Статистический анализ реализаций трафика на самоподобие
2.1. Описание реализаций трафика
2.1.1. Реализация трафика УГАТУ
2.1.2. Реализация трафика сети провайдера Уфанет
2.1.3. Реализация трафика Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
2.1.4. Трафик беспроводного Интернет-провайдера
2.1.5. Тестовые реализации
2.2. Расчет показателей Херста исследуемых реализаций
2.2.1. График Л/5-статистики
2.2.2. Г рафик изменения дисперсии
2.2.3. График структурной функции
2.3. Анализ статистических показателей исследуемых рядов
2.3.1. Плотность распределения вероятностей исследуемых рядов
2.3.2. Автокорреляционные функции исследуемых рядов
2.3.3. Энергетические спектры исследуемых рядов
Выводы по главе

3. Математическая модель процесса маршрутизации
в пакетных сетях с учетом приоритета пакетов
3.1. Анализ современных подходов к задаче маршрутизации в сетях
с коммутацией пакетов
3.1.1. Постановка задачи оптимального распределения потоков
3.1.2. Задача о динамической маршрутизации пакетов
3.2. Задача сравнения алгоритма распределения потоков с адаптивным алгоритмом маршрутизации для модели обслуживания трафика М/М/1
3.2.1. Решение задачи при одинаковых потоках в сети
3.2.2. Решение задачи при разных потоках в сети
3.3. Задача сравнения алгоритма распределения потоков с адаптивным
алгоритмом маршрутизации для модели обслуживания трафика Лт/Е>/1
3.3.1. Решение задачи при одинаковых потоках в сети
3.3.2. Решение задачи при разных потоках в сети
Выводы по главе
4. Моделирование работы адаптивного протокола маршрутизации
с использованием фрактального фильтра предсказателя
4.1. Разработка фильтра предсказателя, учитывающего коэффициент самоподобия трафика
4.1.1. Постановка задачи прогнозирования интенсивности трафика
в сетях передачи данных
4.1.2. Синтез оптимального фильтра
4.1.3. Имитационная модель фрактального фильтра
4.1.4. Оценка эффективности фильтра предсказателя
4.2. Моделирование процессов маршрутизации и передачи пакетов в сети
4.2.1. Моделирование работы сети с трафиком М/М/1
4.2.2. Моделирование работы сети с трафиком 1ЪтА)/1
Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol,
протокол управления передачей данных/ Интернет протокол RIP Routing Information Protocol, протокол маршрутной информации
OSPF Open Shortest Path First, выбор кратчайшего пути первым
EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol,
улучшенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза IS-IS Intermediate System - Intermediate System,
протокол маршрутизации между промежуточными системами BGP Border Gateway Protocol, пограничный шлюзовой протокол
IETF Internet Engineering Task Force,
инженерная группа, решающая технические текущие проблемы Интернет (определяет спецификации которые становятся стандартами) RFC Request For Comments,
темы для обсуждения (стандарты работы Интернет)
RSVP ReSource reservation Protocol, протокол резервирования ресурсов
ATM Asynchronous Transfer Mode, Асинхронный режим передачи
RED Random Early Detection, случайное раннее обнаружение (механизм
профилирования трафика)
MPLS Multiprotocol Label Switching,
Многопротокольная коммутация с помощью меток LSA Link State Advertisements,
объявления о состоянии связи сети ICMP Internet Control Message Protocol,
протокол межсетевых управляющих сообщений TOS Type Of Service, тип сервиса
NAT Network Address Translation, трансляция сетевых адресов
fbm fractal Brownian motion, фрактальное броуновское движение
ДВЗ долговременная зависимость

Входной поток: Среднее - 45, 5 Мбит/с; минимум - 5 Мбит/с; максимум
117,4 Мбит/с; ско - 20,8 Мбит/с. Дальше эта последовательность будет обозначаться -уфн1.
Выходной поток: Среднее - 47 Мбит/с; минимум - 6 Мбит/с; максимум -122 Мбит/с; ско — 35,5 Мбит/с. Дальше эта последовательность будет обозначаться - уфн2.
2.1.3. Реализация трафика Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Данная реализация трафика представляет собой входящий Интернет-трафик от провайдеров в Уфимский колледж радиоэлектроники. Измерения снимались с коммутатора DGS-1216T, который расположен между NAT-сервером и внутренней сетью колледжа, порт соединенный с NAT был «зазер-калирован» и к нему подсоединен компьютер с анализатором пакетов -«Ethreal», рисунок 2.4.
Анализатор
трафика
DGS-1216T Серверы Пользователи
Зеркалирование порта подключаемого к NAT
Рисунок 2.4 - Схема организации эксперимента по снятию трафика в Уфимском колледже радиоэлектроники
Реализация была получена 12 марта 2008 г. и снималась с 15:20 до 15:37, в течение 17 минут. Фиксировались время прихода кадра и размер кадра в байтах, всего 1миллион 70 тысяч элементов временного ряда, рисунок 2.5.

время прихода кадра (секунды)

Рисунок 2.5 - График зависимости размера кадра от времени прибытия, трафик колледжа радиоэлектроники за отрезок времени пять секунд