Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP

• Автор: Тимошина, Мария Михайловна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОТЫ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ ТСРЯР В МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЯХ

1.1 Семейство протоколов TCP/IP

1.2 Протокол TCP (Transmission Control Protocol)

1.3 Интерфейс между протоколами TCP и IP

1.4 Протокол IP (Internet Protocol)

1.5 Процесс фрагментации

1.6 Проблемы, вызванные фрагментацией пакетов

1.7 Методы борьбы с фрагментацией
1.8 Проблемы, связанные с использованием алгоритма PMTUD, и методы их решения с помощью настройки оборудования
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ TCP/IP
2.1 Модель гарантированной доставки данных протокола TCP
2.2 Разработка алгоритма взаимодействия стека протоколов TCP/IP
2.3 Создание математической модели оценки скорости передачи данных
2.4 Создание математической модели оценки пропускной способности мультисервисной сети
2.4.1 Создание математической модели оценки пропускной способности мультисервисной сети с учетом фрагментации пакетов
2.4.2 Оценка вероятности получения и потерь пакетов данных
2.4.3 Оценка пропускной способности мультисервисной сети с учетом фрагментации и вероятности потери данных
2.5 Разработка метода повышения скорости передачи данных и пропускной способности мультисервисных сетей
2.6 Исследование эффективности разработанного метода повышения скорости передачи данных на базе аналитической модели
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕАЛИЗАЦИЙ ТРАФИКА НА
БАЗЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОТОКОЛОВ TCP/IP
3.1 Проведение эксперимента по сбору трафика на базе протоколов ТСРЛР
3.2 Формирование агрегированной реализации
3.3 Исследование реализаций статистическими методами
3.4 Проверка наличия основных свойств самоподобных процессов
3.4.1 Определения самоподобных процессов
3.4.2 Медленно и быстро убывающие зависимости
3.4.3 Анализ автокорреляционных функций
3.4.4 Анализ плотностей распределений
3.4.5 Построение энергетических спектров
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАНЫХ И
ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ
4.1 Имитационное моделирование
4.2 Программа имитационного моделирования Network Simulator 3
4.3 Имитационное моделирование процесса оценки скорости передачи данных и пропускной способности сети в программе NS-
4.3.1 Исследование разработанного метода оценки скорости передачи данных без учета распределения длин пакетов
4.3.2 Исследование разработанного метода повышения скорости передачи данных с учетом распределения длин пакетов

4.4 Экспериментальная оценка эффективности разработанного метода на сети оператора связи
4.5 Анализ методов оценки эффективности разработанного метода повышения скорости передачи данных
4.6 Оценка скорости передачи данных согласно ГОСТ Р 53632-2009 «Показатели качества услуг доступа в Интернет»
4.7 Разработка алгоритма оценки скорости передачи данных с учетом фрагментации пакетов
4.8 Исследование влияния системных компонентов абонентского оборудования на скорость передачи данных
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение
Приложение

узлов (для удобства примем, что время обработки пакета на каждом узле
ОДИНаКОВО ?обр] = Сор 2 ~ СбрЗ = ••• = КбР1 ~ — = Кбрп ~ Кбр )•
обР=(обр'п (2-3)
Суммарное время передачи пакета в линии можно определить как
произведение количества участков между узлами на время передачи сигнала в линии (для удобства примем, что время передачи сигнала по линии одинаково
Смн1 Син2 СинЗ ^пин 1 ~ *" ^Лин П ^лин)'
Г£лин = (п~))'1лин (2-4)
Определим время, затраченное на фрагментацию кадра данных. Согласно разработанному в разделе 2.2 алгоритму и из рисунка 2.2 видно, что на каждом /-ом узле кадр может фрагментироваться на т, фрагментов. Если фрагментация не требуется, т. е. Ь < Ьп время фрагментации 1фрагм будет равно нулю.
В обратном случае, при Ь > Ь1 для дальнейшей передачи кадра требуется фрагментация, и верными будут следующие равенства:
^ фрагм 1 ^ фрагм ^
^ фрагм 2 ~ (Фрагм. 1 + 1фрагм ' 1
^ фрагм п ~~ *фрагм.п- + *фрагм ' тп •
Условие фрагментации можно сформулировать с помощью индикаторной
функции I (■), которая определяется соотношением
{1, если выполнено условие, сформулиро ванное в скобках,
О, если условие не выполнено
Применяя индикаторную функцию, сформулируем условия следующим образом:
1) Фрагментация требуется, при этом Ь > Ьп количество передаваемых данных выражается как п = 1фрагм п_} + 1фрагм • тп;