Разработка моделей передачи потоковых данных и алгоритмов адаптивного управления в одноранговых сетях Интернет

• Автор: Емельянов, Владимир Никитич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В ОДНОРАНГОВЫХ СЕТЯХ ИНТЕРНЕТ

1.1 Особенности построения сетей передачи потоковых данных

1.1.1 Архитектура «клиент-сервер» и одноранговые сети

1.1.2 Анализ протоколов для потоковой передачи данных

1.1.3 Методы многоадресной передачи потоковых данных

1.2 Анализ существующих методов построения Р2Р-сетей групповой передачи потоковых данных

1.2.1 Централизованные древовидные Р2Р-сети

1.2.2 Неструктурированные Р2Р-сети с распределённым управлением

1.2.3 Сравнение методов коррекции потерь пакетов

1.3 Сравнение методов оценки и управления передачей в
телекоммуникационных сетях
1.3.1 Методы управления
1.3.2 Адаптация управляющих параметров
1.4 Постановка и анализ задач исследования
1.4.1 Анализ сети с многослойной древовидной топологией
1.4.2 Анализ пошагового алгоритма управления
1.4.3 Анализ применения избыточности как среднего числа потерянных чанков
1.4.4 Анализ пропорционального алгоритма управления
1.5 Выводы по главе
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕДАЧИ
ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В ОДНОРАНГОВЫХ СЕТЯХ С ДРЕВОВИДНОЙ ТОПОЛОГИЕЙ
2.1 Разработка модели передачи потоковых данных без обратной связи в Р2Р-сети с древовидной топологией
2.2 Разработка модели передачи потоковых данных с обратной связью в Р2Р-сети с древовидной топологией
2.3 Разработка модели передачи потоковых данных с обратной связью и коррекцией потерь чанков РЕС в Р2Р-сети с древовидной топологией
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АДАПТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Разработка алгоритмов адаптивного управления коррекцией потерь чанков
3.1.1 Разработка алгоритма оценки качества
3.1.2 Разработка порогового алгоритма управления
3.2 Сравнение эффективности пропорционального и порогового алгоритмов управления
3.2.1 Исходные данные для имитационного моделирования
3.2.2 Сравнение однослойной и многослойной древовидных топологий
3.2.3 Сравнение эффективности работы пропорционального и порогового алгоритмов управления
3.2.4 Исследование влияния отключения узлов в одноранговой сети на качество передачи потоковых данных
3.3 Управление параметрами сети с интегрированием параметров по времени
3.3.1 Разработка алгоритмов управления параметрами сети с интегрированием параметров по времени
3.3.2 Сравнение эффективности работы интегрального пропорционального и интегрального порогового алгоритмов управления
3.3.3 Разработка алгоритмов управления с адаптивным изменением длительности интервала управления
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4 РЕАЛИЗАЦИЯ ФРАГМЕНТА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОДНОРАНГОВОЙ СЕТИ
4.1 Анализ принципов реализации одноранговой сети

4.1.1 Алгоритм разработки приложения
4.1.2 Использование VLC media player в работе приложения
4.1.3 Применение модели Эллиота-Гильберта
4.1.4 Разработка структуры передаваемых сообщений
4.2 Программная реализация фрагмента одноранговой сети
4.2.1 Анализ использования сокетов
4.2.2 Применение библиотеки Winsock
4.2.3 Методы использования беспротокольных (RAW) сокетов
4.2.4 Создание процесса удаления клиента
4.3 Оценка практических результатов
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

рассматриваются в [40, 63]. Следующий вопрос - как и когда корневой узел должен принять решение об избыточности БЕС. С одной стороны узлы могли посылать пакеты обратной связи корневому серверу об оценке результата каждого полученного блока, что было рассмотрено в [109], но это может вызвать перегрузку корневого сервера и, кроме того, очень низкую точность измерения вероятности потери (только ИХ). Поэтому, необходимо оценить коэффициент потерь, используя среднее число потерянных чанков в последовательности блоков. С другой стороны использование большого интервала времени оценки для увеличения точности измерения увеличит задержку обратной связи, чтобы реагировать на изменения процесса потери. Кроме того, пакеты обратной связи от узлов до корневого сервера могут также испытать задержки и потери, которые привели бы к искажению информации контроля. Воздействия и потери из-за задержек на эффективность системы управления также должны быть изучены.
На сегодняшний момент существуют математические модели, описывающие только некоторые отдельные режимы работы таких систем [69] или только определённые свойства [87], при этом указанные модели не привязаны к топологии сети. Большинство существующих математических моделей, описывающих процессы передачи данных в р2р-сетях, основаны на дифференциальных уравнениях, которые описывают процессы непрерывно во времени, из-за чего возникают проблемы при решении данных уравнений и сложности при моделировании процессов, описываемых данными моделями. Поэтому разработка математической модели с единых методологических позиций, охватывающей широкий спектр возможных режимов функционирования сетевых систем управления с конкурирующим методом доступа, является актуальной.
Большинство имеющихся в настоящее время одноранговых приложений для потокового вещания являются проприетарными, либо их программный код недоступен [50, 51, 52, 95, 96]. В существующем свободном программном обеспечении открытый исходный код сложен для понимания, что делает