Разработка моделей и методов для оценки и выбора параметров мультисервисных систем обмена информацией

• Автор: Широков, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 229 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СИСТЕМ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ.

1.1. Общая характеристика показателей эффективности систем пакетной коммутации на физическом и канальном уровне.
1.2. Параметры производительности систем обмена информацией на физическом и канальном уровнях.

1.3. Общая характеристика свойств разнородного трафика и реальные

оценки производительности систем обмена информацией.

Выводы по первой главе

Глава 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МСОИ.

2.1. Особенности МСОИ, проблемы и задачи, решаемые в процессе создания и модернизации систем класса МСОИ
2.2. Описание структурных характеристик исследуемого объекта, элементов, узлов, моделей и параметров нагрузки МСОИ
2.3. Расчетные соотношения модели производительности МСОИ
Выводы по второй главе
Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА, АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МСОИ
3.1. Постановка задачи расчета параметров производительности и выбора пропускной способности каналов МСОИ.
3.2. Технология получения, обработки и анализа исходных данных
для расчета параметров производительности МСОИ
3.3. Алгоритмы расчета параметров производительности и оценки
стоимости базовой станции МСОИ.
Выводы по третьей главе
Глава 4. ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ, СИСТЕМНАЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЭФФФЕКТИВНЫХ МСОИ.
4.1. Системная организация, структура и примеры построения беспроводных сетей класса МСОИ.
4.2. Подзадачи оценки параметров каналов, структуры базовой станции
и измерение производительности ОУ МСОИ.
4.3. Расчет параметров производительности МСОИ с выделенными и совмещенными каналами и балансировка нагрузки.
4.4. Выбор вариантов структуры и оценка стоимости базовой станции
системы класса МСОИ
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Классом рассматриваемых в настоящем исследовании мультисервисных систем коммутации пакетов являются системы обмена информацией, которые используют общую физическую среду для передачи сообщений, совместно используемую и разделяемую большим количеством источников. Система обмена информацией (СОИ) - это система, которая подобна ВС, включает в себя активные обслуживающие узлы, а также - множество пассивных каналов, разделяемых трафиком нагрузки. Трафик - это передаваемые и принимаемые данные [] (входная и выходная информация, кадры, мини-слоты, пакеты, сообщения, запросы, заявки), которыми обмениваются обслуживающие узлы по каналам передачи. Мулыписервиспая СОИ (МСОИ) - это многофункциональная, мультимедийная коммуникационная система и распределительная сеть связи, которые ориентированы на предоставление комплексных услуг и, следовательно, на обмен смешанными данными нескольких типов, а именно: на передачу данных, речи, видео, графической информации. Рассматриваемый класс МСОИ - это сети асинхронного пакетного обмена трафиком, подобные ВС, которые используют общие разделяемые среды передачи для пакетной коммутации между компьютерами, локальными сетями и абонентскими устройствами (например, телефонами, видеокамерами, для подключения датчиков телеметрии через обслуживающие узлы локальных сетей к совместно используемой передающей среде). К таким ВС и МСОИ, в которых множество ООД совместно использует физическую разделяемую среду передачи данных, относятся Ethernet, спутниковые (SATNET), наземные кабельные (DOCSIS), беспроводные (эфирнокабельные, смешанные) МСОИ и “чистые” радиосети (“последователи” ARPANET такие, как Wi-Fi, или RadioEthernet, а также - различные прототипы систем технологии WiMAX(например, технология DOCSIS+wireless). При анализе производительности сетей различают также рабочую, пиковую и предельную производительность ВС. Рабочая производительность определяется как среднее число пакетов, доставляемое всем адресатам, или среднее число всех сообщений, передаваемых по сети квазиодновременно в единицу времени. Пиковая производительность определяется как максимальная нагрузка на систему в рабочем режиме. Предельная производительность определяется, как суммарная, максимально возможная пропускная способность, или интенсивность входных и обрабатываемых, предаваемых сообщений но всем парам источник-приемник в стационарном (установившемся) режиме при условии, что время доставки пакетов сообщения (реакции системы) не превышает допустимого времени. В области ВС иногда используется еще одно важное понятие, казалось бы естественное, но трудно поддающееся количественному определению. Это понятие вычислительной мощности, как отношение пропускной способности С к временной задержке г, которое предложено Л. Клейнроком в [8]. Если бы этот параметр легко вычислялся, можно было бы использовать его для сравнения производительности ВС. Согласно [8] в предположении простейшего потока входных требований мощность достигает максимума, если сеть работает в половину своей пропускной способности, но задержка при этом в два раза больше минимальной. Однако при существенном увеличении нагрузки возможна блокировка сети. Поэтому необходим контроль и ограничение нагрузки на сеть. Блокировка - это предельное ухудшение характеристик сети. Вся работа может прекратиться, а система при этом просто «замереьт». Состоянию насыщения, или блокировке сети соответствует предельная производительность системы. Одним из приближений к определению мощности является также емкость системы, определяемая как предельная пропускная способность []. Таким образом, можно предварительно констатировать, что производительность имеет множество различных определений, но ни одно из них не согласуется с другим. В частности пропускная способность требует определения типов заданий, характеристик трафика разнородных сообщений, транзакций, описания других деталей пакетной нагрузки на сеть. Поэтому необходимо, в первую очередь, рассмотрение характеристик сетевой нагрузки на уровне тракта передачи информации, то есть на физическом и канальном уровнях. Далее рассмотрим эти уровни.