Разработка критерия качества сетевого обслуживания на основе измерений доступной пропускной способности

• Автор: Султанов, Тимур Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. ПАРАМЕТРЫ КАНАЛОВ СВЯЗИ И КАЧЕСТВО ОБСЛУЖИВАНИЯ В СИСТЕМАХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
1.1. Параметры каналов связи
1.2. Метрики пропускной способности
1.3. Качество обслуживания в сетях с коммутацией пакетов
1.4. Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ИЗМЕРЕНИЯ ДОСТУПНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ В IP-СЕТЯХ
2.1. Обзор существующих методик измерения метрик пропускной способности
2.2. Модель измерения доступной пропускной способности
2.3. Область применимости модели и точность измерений
2.4. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МОДЕЛИ ИЗМЕРЕНИЯ ДОСТУПНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ В IP-СЕТЯХ
3.1. Планирование и проведение эксперимента с использованием измерительной инфраструктуры RIPE Test Box для протокола IPv4
3.2. Планирование и проведение эксперимента с использованием измерительной инфраструктуры RIPE Test Box для протокола IPv6
3.3. Планирование и проведение эксперимента в симуляторе NS-2
3.4. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. КРИТЕРИЙ РАЗГРАНИЧЕНИЯ КЛАССОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ IP-СЕТЯХ
4.1. Влияние введения классов обслуживания на измерения доступной пропускной способности

4.2. Критерий определения границ между классами сетевого обслуживания
4.3. Экспериментальная проверка критерий разграничения классов качества сетевого обслуживания
4.4. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перечень сокращений
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А

Введение
Актуальность.
Задача анализа качества обслуживания - (Quality of Service) - QoS в современных сетях с каждым годом становится все более востребованной. Под качеством обслуживания понимают способность сети обеспечить разный уровень приоритетов различным приложениям, а также вероятность гарантии определенного уровня производительности для потока данных. В настоящее время вместе с планомерным увеличением скоростей передачи данных в телекоммуникациях увеличивается доля интерактивного трафика, крайне чувствительного к параметрам среды транспортировки. Современные Интернет-провайдеры предлагают сервис, обеспечивающий заданный уровень качества обслуживания. В результате наблюдается заметный рост, как пользователей, так и широкого спектра приложений. Для достижения этого Интернет-провайдеры должны тщательно управлять резервированием и распределением сетевых ресурсов для гарантированного выполнения необходимых требований. В зависимости от предоставляемого уровня качества обслуживания формируется стоимость сервиса для конечного пользователя. В связи с этим обеспечение требований для достижения заданного уровня качества обслуживания является одним из ключевых направлений в сетевых технологиях на сегодняшний день.
В сетях с коммутацией пакетов четырьмя параметрами, характеризующими QoS, являются: В - пропускная способность канала, D -задержка пакета, р -процент потери пакетов, j - сетевой джиттер - вариация задержки. Требования к величине каждого из вышеописанных параметров для заданного сервиса формируют различные классы качества обслуживания. Гарантии выполнения требований качества обслуживания играют большую роль в случаях, когда пропускной способности сети недостаточно, например, для приложений реального времени, обеспечивающих передачу аудио и видео контента, онлайн-игр и 1Р-телевидения, так как они требуют

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ИЗМЕРЕНИЯ ДОСТУПНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ В IP-СЕТЯХ
В настоящей главе проводится обзор и сравнение существующих методик измерения доступной пропускной способности. Показываются недостатки этих методик, и обосновывается необходимость разработки новых, лишенных данных недостатков.
Основное внимание уделяется разработке новой модели измерения доступной пропускной способности в IP-сетях. Определяется область применимости созданной модели, погрешность расчета доступной пропускной способности и верхняя граница измерений.
2.1. Обзор существующих методик измерения метрик пропускной
способности
В данном разделе описываются существующие методики по измерению ДПС и 1111C как отдельного сетевого соединения, так и сквозного маршрута. На данный момент хорошо известными являются четыре основные методики: технология переменного размера пакета — (Variable Packet Size) - VPS, технология пакетной пары/цепочки пакетов - (Packet Pair/Train Dispersion) - PPTD, технология периодических потоков — (Self-loading Periodic Streams) - SLoPS, и последовательности пар пакетов - (Trains Of Packet Pairs) - TOPP. VPS измеряет ППС сетевого соединения, PPTD измеряет ППС сквозного маршрута, a SLoPS и TOPP измеряют ДПС сквозного маршрута.
Каждая из вышеописанных методик подробно рассматривается ниже.
Технология переменного размера пакета
VPS известна как технология, измеряющая ППС каждого сетевого соединения на маршруте. S. Bellovin и V. Jacobson [56] были первыми, кто предложили использовать технологию VPS. Ключевым элементом данной