Способ управления механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для определения параметров обслуживания единиц трафика и выбора оптимальных механизмов обслуживания очередей. Достигаемым техническим результатом является обеспечение качества обслуживания за счет снижения коэффициента загруженности очередей в маршрутизаторах мультисервисной сети при передаче трафика с изменяющимися статистическими свойствами. Способ содержит этапы фильтрации, определения оценок распределения единиц трафика, расчета математического ожидания и определения типа принимаемого трафика. Введение новых этапов: сравнение статистических свойств эталонного и принимаемого трафика, выбор выходного интерфейса, выбор механизма обслуживания очередей на основе известных профилей и передача информации о типе принимаемого трафика на соседние маршрутизаторы, позволило осуществлять управление механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи. 4 табл., 5 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи.

Известно изобретение «Способ и система продвижения транспортных потоков с гарантированным качеством сервиса (QoS) в сети, работающей с протоколом IP» по патенту RU №2271614, H04L 12/28, опубл. 10.03.2006, заключающееся в том, что в сетях доставки функцию выбора маршрута для пакетов услуг, требующих гарантированного качества сервиса QoS, выполняют менеджеры ресурсов сети доставки на уровне управления каналом передачи. После завершения выбора маршрута в соответствии с условиями занятости сетевых ресурсов менеджеры ресурсов сети доставки контролируют пограничные маршрутизаторы таким образом, чтобы транспортные потоки могли проходить согласно пути, назначенному менеджером ресурсов в сети доставки с помощью технологии многоуровневого стека меток. Недостатком известного способа является то, что в нем не учитываются статистические свойства входящего в сеть потока данных, а обеспечение качества ориентировано на изменение маршрута следования пакетов.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к заявляемому является «Способ анализа сетевого трафика» - патент RU №2362272, H04L 12/56, опубл. 20.07.2009. Сущность известного изобретения заключается в фильтрации прореживающими логическими схемами с установленными параметрами прореживания последовательности поступающих в телекоммуникационную сеть единиц трафика и определении оценки распределения единиц трафика по частоте появления путем одновременных вычислений оценок частоты появления в нескольких диапазонах значений. Дополнительно производится оценивание математического ожидания времени поступления единиц трафика путем одновременного вычитания значений единиц трафика соседних диапазонов с последующим умножением результатов на относительные частоты появления соответствующих распределений единиц трафика. Затем на основе полученного результата рассчитывается автокорреляционная функция случайного процесса, характеризующего время поступления единиц трафика, и осуществляется расчет весовых коэффициентов фильтра авторегрессии, на основании которых осуществляется прогнозирование времени поступления к+1, 2…n единицы трафика. Таким образом, осуществляется прогнозирование величин частоты поступления единиц трафика или времени между приходом отдельных его единиц. Далее производится сравнение параметров спрогнозированного и реального трафика по критерию Пирсона, на основании которого делается вывод о степени корреляции единиц трафика, что позволяет определить факт изменения параметров текущего трафика относительно параметров трафика - эталона.

Недостатком известного способа-прототипа является невозможность его применения для решения задачи обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи при передаче трафика с изменяющимися статистическими свойствами, то есть способ-прототип имеет ограниченные функциональные возможности.

Задачей изобретения является создание способа управления механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи, позволяющего обеспечить качество обслуживания за счет снижения коэффициента загруженности очередей в маршрутизаторах при передаче трафика с изменяющимися статистическими свойствами.

Задача решается тем, что способ управления механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи, заключающийся в том, что принимают последовательности единиц трафика, производят их фильтрацию прореживающими логическими схемами, определяют оценки распределения единиц трафика по частоте появления, рассчитывают математическое ожидание времени поступления единиц трафика, сравнивают по критерию Пирсона статистические свойства трафика, согласно изобретению дополнен тем, что после расчета математического ожидания времени поступления единиц трафика устанавливают эталонные профили трафика с известными значениями математических ожиданий, сравнивают статистические свойства эталонного и принимаемого трафика, на основе проведенного сравнения определяют тип принимаемого трафика, в зависимости от типа принимаемого трафика выбирают выходной интерфейс, выбирают другой или оставляют прежним механизм обслуживания очередей, передают информацию о типе принимаемого трафика на соседний маршрутизатор.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Новизна». Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, показали, что оно не следует явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Способ управления механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи может быть реализован следующим образом.

Первым маршрутизатором (Edge Router1, фиг. 5) домена мультисервисной сети принимаются последовательности единиц трафика (блок 1, фиг. 1), производится фильтрация единиц трафика прореживающими логическими схемами (блок 2, фиг. 1). Далее определяются оценки распределения единиц трафика по частоте появления (блок 3, фиг. 1).

Процедуры фильтрации единиц трафика прореживающими логическими схемами, заимствованные из способа-прототипа, позволяют сформировать вариационный ряд. В простейшем случае вариационный ряд может быть представлен таблицей 1, первый столбец которой содержит всевозможные значения (варианты) xi генеральной совокупности, а во втором - числа ni - частоты появления i-го значения.

Отношение ni/n является относительной частотой и отражает вес того или иного значения в выборке. Сумма относительных частот равна единице.

Следующим этапом рассчитывается математическое ожидание времени поступления единиц трафика (блок 4, фиг. 1).

Для расчета математического ожидания, если имеется вариационный ряд, используется формула

где n - объем выборки, m - количество вариантов.

Далее устанавливаются эталонные профили трафика с известными значениями математических ожиданий (блок 5, фиг. 1). На основе эмпирических исследований, изложенных в [Степанов С.Н. Основы телетрафика мультисервисных сетей. - М.: Эко-Трендз, 2010. - 392 с.], для мультисервисных сетей связи выделены четыре типовых профиля трафика, которые могут быть различимы по параметрам закона распределения времени поступления пакетов в сеть. В таблице 2 представлен вариант задания эталонных профилей, который, исходя из особенностей трафика конкретной мультисервисной сети связи, может быть модифицирован.

Для обработки единиц трафика различных типов на интерфейсах маршрутизаторов мультисервисной сети связи могут применяться различные механизмы обслуживания очередей, направленные на обеспечение качества обслуживания. Среди них выделяют [Вегешна, Шринивас. Качество обслуживания в сетях IP.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. - 368 с.: ил.]:

- механизм FIFO (First In, First Out - «первым пришел, первым вышел») - эффективен для обработки низкоинтенсивного трафика (тип «А»);

- механизм PQ (Priority Queuing - очередь с абсолютными приоритетами) - эффективен для обработки среднеинтенсивного трафика (тип «Б»);

- механизм CQ (Custom Queuing - настраиваемая очередь) - эффективен для обработки среднеинтенсивного трафика (тип «В»);

- механизм WFQ (Weighted Fair Queuing - взвешенная справедливая очередь) эффективен для обработки высокоинтенсивного трафика (тип «Г»).

Далее осуществляется сравнение статистических свойств принимаемого и эталонного трафика по критерию Пирсона (блок 6, фиг. 1). Для этого используются значения рассчитанных математических ожиданий трафика, на основе которых производится расчет значения коэффициента Rxy по формуле

где xi - значения, принимаемые в выборке X (принимаемый трафик), - его математическое ожидание, yi - - значения, принимаемые в выборке Y (трафик эталонного профиля), - его математическое ожидание.

Далее на основе проведенного сравнения определяется тип принимаемого трафика (блок 7, фиг. 1). Вывод о схожести принимаемого трафика и одного из четырех эталонных профилей делается по максимальному значению рассчитываемого коэффициента Пирсона.

Далее на основе таблицы маршрутизации маршрутизатора выбирается выходной интерфейс (блок 8, фиг. 1), для которого выбирается другой или оставляется прежним механизм обслуживания очередей в зависимости от типа принимаемого трафика (блок 9, фиг. 1).

Далее передается информация о типе принимаемого трафика на соседний маршрутизатор (блок 10, фиг. 1).

Для оценивания эффективности технического результата предлагаемого способа разработан испытательный стенд, состоящий из семи маршрутизаторов Cisco 2811 (Router 1-7) и двух мультимедийных терминалов (Терминал 1-2) на базе ПЭВМ (фиг. 2). На маршрутизаторах произведена настройка протоколов маршрутизации OSPF, RIP.

Эксперимент по оцениванию эффективности проводился в два этапа:

1 этап - произвольная настройка механизмов QoS;

2 этап - настройка механизмов QoS с учетом типа входящего трафика.

Источниками нагрузки выступали программные терминальные средства с возможностью изменения типа взаимодействия: видео, звук, данные. Эксперимент проводился в течении двух часов с фиксацией значений коэффициента загруженности очередей Kзагр маршрутизатора каждые 15 минут. Коэффициент Kзагр определялся по формуле

где kзi - задействованный объем памяти i-го интерфейса маршрутизатора, Koi - общий объем очереди i-го интерфейса маршрутизатора, N - количество задействованных интерфейсов.

Текущие значения загруженности очередей определялись с использованием встроенных возможностей маршрутизатора. Значения коэффициента Kзагр для первого и второго этапа эксперимента представлены в таблице 3.

Динамика изменения коэффициента загруженности очередей во времени при использовании различных механизмов обеспечения QoS без учета (1 этап) и с учетом типа принимаемого трафика (2 этап) представлена на графике (фиг. 3).

Для расчета эффекта технического результата S предлагаемого способа, получаемого для каждого из маршрутизаторов используется следующее выражение:

где K1 - среднее значение коэффициента загрузки очередей на 1 этапе, K2 - среднее значение коэффициента загрузки очередей на 2 этапе.

Исходя из результатов, полученных в ходе эксперимента, рассчитаны средние значения коэффициентов загрузки очередей K1 и K2 для каждого из маршрутизаторов и представлены в таблице 4.

Усредненное значение коэффициента загруженности очередей на всех маршрутизаторах для 1 этапа составил 0,532, для 2 этапа - 0,369.

Таким образом, значение коэффициента загруженности очередей в маршрутизаторах мультисервисной сети, учитывающих тип входящего трафика, в среднем снизилось на 30%, что свидетельствует о полученном положительном эффекте.

Заявленный способ может быть реализован в виде распределенного устройства, осуществляющего управление политикой качества обслуживания (фиг. 4-5).

Блок приема трафика 1 (фиг. 4) реализует процедуры блока 1 (фиг. 1), цифровой фильтр 2 (фиг. 4) реализует процедуры блока 2 (фиг. 1), блок расчета 3 (фиг. 4) реализует процедуры блоков 3, 4 (фиг. 1), блок эталонные профили трафика 4 (фиг. 4) реализует процедуры блока 5 (фиг. 1), блок сравнения 5 (фиг. 4) реализует процедуры блока 6, 7 (фиг. 1), блок выбора выходного интерфейса 6 (фиг. 4) реализует процедуры блока 8 (фиг. 1), блок определения текущего типа трафика 7 (фиг. 4), блок сравнения 8 (фиг. 4) и блок выбора механизма обслуживания очередей 9 (фиг. 4) реализуют процедуры блока 9 (фиг. 1), блок передачи информации о типе принимаемого трафика 10 (фиг. 4) реализует процедуры блока 10 (фиг. 1).

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков появляется возможность управления механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети. Предлагаемый способ может быть использован в подсистемах и звеньях управления технологическими процессами в мультисервисных сетях связи.

Способ управления механизмами обеспечения качества обслуживания в мультисервисной сети связи, заключающийся в том, что принимают последовательности единиц трафика, производят их фильтрацию прореживающими логическими схемами, определяют оценки распределения единиц трафика по частоте появления, рассчитывают математическое ожидание времени поступления единиц трафика, сравнивают по критерию Пирсона статистические свойства трафика, отличающийся тем, что после расчета математического ожидания времени поступления единиц трафика устанавливают эталонные профили трафика с известными значениями математических ожиданий, на основе проведенного сравнения определяют тип принимаемого трафика, выбирают выходной интерфейс, в зависимости от типа принимаемого трафика выбирают другой или оставляют прежним механизм обеспечения качества обслуживания, передают информацию о типе принимаемого трафика на соседний маршрутизатор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области управления узлом связи. Техническим результатом является подавление запросов задания записи с управляющей информацией, инициированной приемом пакета.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных в сети.

Изобретение относится к конфигурированию набора идентификаторов (ID) диалогов на сетевом устройстве в распределенном отказоустойчивом сетевом межсоединении (DRNI) группы агрегирования каналов.

Изобретение относится к системам передачи данных, и в частности к коммутаторам сетей быстрого Ethernet. Технический результат заключается в увеличении скорости обработки пакетов.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении безопасности передачи данных в сети.

Изобретение относится к технике связи и мультисервисным сетям. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования канального ресурса.

Изобретение относится к области связи. Техническим результатом является возможность производить мониторинг кабельных соединений без установки сетевого соединения, используя встроенный рефлектометр сетевого устройства.

Изобретение относится к ретрансляции и потоковой передачи информации для группы пользователей. Технический результат – эффективная синхронизация потоковой передачи медиа-контента в режиме реального времени из косвенного источника к прямому источнику.

Изобретение относится к области связи, а именно к способу и устройству для переключения интерфейса в условиях мультимедийной домашней сети. Технический результат заключается в повышении эффективности передачи данных вследствие выбора неправильного интерфейса.

Изобретение относится к средствам управления сетью. Технический результат заключается в снижении нагрузки на сеть.

Изобретение относится к технологии проектирования мобильных терминалов. Технический результат – снижение времени загрузки файла через мобильные терминалы. Способ загрузки файла, применяемый в первом мобильном терминале, которому требуется загрузка файла, при этом способ включает определение по меньшей мере одного второго мобильного терминала для приема файла среди множества мобильных терминалов, которые способны соединяться с первым мобильным терминалом, передачу запроса на разбиение и загрузку файла, который должен быть загружен, на сервер, при этом запрос на разбиение и загрузку файла, который должен быть загружен, включает пропорциональное соотношение размеров подфайлов разбиения, которое определяют в соответствии с размером файла, который должен быть загружен, а также в соответствии с производительностью и пропускной способностью мобильных терминалов, и отношение соответствия загрузки между подфайлами разбиения и мобильными терминалами, так что сервер разбивает файл, который должен быть загружен, на множество подфайлов согласно упомянутому пропорциональному соотношению и передает каждый подфайл в соответствующий мобильный терминал согласно упомянутому отношению соответствия загрузки, после того как второй мобильный терминал завершает прием подфайла, получение подфайла, принятого вторым мобильным терминалом, завершившим прием подфайла, и после получения всего множества подфайлов, объединение этих подфайлов в один файл и сохранение этого файла. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных. Система связи содержит два или более устройств, содержащих стыкуемое устройство и один или более хостов стыковки, по меньшей мере одну среду связи, расположенную между двумя или более устройствами, множество системных элементов, которые можно использовать для реализации части одного или более каналов связи, подлежащих установлению, множество интерфейсных элементов данных, представляющих либо точки соединения между системными элементами, либо точки соединения между системным элементом и концевой точкой одного или более каналов связи, подлежащих установлению, причем система согласования соединения содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью: принимать, в качестве первого входного сигнала процессора, одну или более пар концевых точек одного или более каналов связи, в качестве второго входного сигнала процессора, описание возможностей и ограничений по меньшей мере двух устройств и, в необязательном порядке, среды связи, находить поднабор Tx набора B блочных элементов данных. 4 н. и 10 з.п ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных. Способ управления пакетами, содержащий: прием сообщения интерфейса управления терминалом оптической сети (OMCI), которое переносит конфигурационное правило и послано терминалом оптической линии (OLT) через объект управления, причем это конфигурационное правило включает режимы для обработки пакетов в различных направлениях; обработку пакетов, передаваемых в различных направлениях, по-разному согласно конфигурационному правилу; при этом упомянутое конфигурационное правило содержит часть с условием фильтра и часть обработки; а условие фильтра включает: идентификатор виртуальной локальной сети (VID), идентификатор протокола метки (TPID) или тип Ethernet. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к вычислительным системам с большой вычислительной мощностью, реализованным на одном полупроводниковом кристалле. Техническим результатом является повышение масштабируемости сети с низкой задержкой и низким энергопотреблением. В одном варианте система содержит множество площадок, выполненных на полупроводниковом кристалле, по меньшей мере, две из множества площадок имеют множество ядер; и множество сетевых коммутаторов, выполненных на полупроводниковом кристалле, которые связаны с множеством площадок, где первый сетевой коммутатор из множества сетевых коммутаторов содержит множество выходных портов, причем выходные порты первого множества из множества выходных портов предназначены для соединения с соответствующим сетевым коммутатором площадки через межсоединение типа "точка - точка", а выходные порты второго множества выходных портов предназначены для соединения с соответствующими сетевыми коммутаторами множества площадок через межсоединение "точка - группа точек", в которой ширина проводника межсоединения "точка - точка" больше, чем ширина провода межсоединения "точка - группа точек". 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и средствам отображения видеоинформации. Технический результат заключается в обеспечении возможности отображения видеоинформации мобильного вычислительного устройства на устройстве отображения, сопряженным с мобильным вычислительным устройством. Технический результат достигается за счет того, что с помощью мобильного вычислительного устройства передают видеосигнал, содержащий видеоинформацию, сгенерированную с помощью приложения, исполняемого на упомянутом мобильном вычислительном устройстве, и/или операционной системы, исполняемой на упомянутом мобильном вычислительном устройстве на целевой экран, через парное соединение между упомянутым мобильным вычислительным устройством и упомянутым целевым экраном, при этом: устанавливают парное соединение через интерфейс проводной или беспроводной связи, причем мобильное вычислительное устройство характеризуется тем, что выполнено с возможностью обеспечения инициирования/взаимодействия приложения в ответ на движения или жесты, выполняемые с помощью указанного мобильного вычислительного устройства, и упомянутый видеосигнал выполнен с возможностью вызова выполнения упомянутым целевым экраном отображения упомянутой видеоинформации. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к автоматизированным системам связи, работающим в каналах с помехами. Технический результат изобретения - повышение помехозащищенности за счет выделения сигнала из смеси сигнала и помех и формирования нуля диаграммы направленности в направлении на источник помех и повышение пропускной способности системы связи при отсутствии помех в одном способе и в устройстве для его реализации. В способе и устройстве используют две взаимодействующие между собой процедуры обработки сигналов: в первой обработка сигналов осуществляется при отсутствии помех, во второй - при наличии помех. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх