Азимханов Ануар Мухтарович, науч.рук.: проф. Козин Игорь Дмитриевич

Алматинский Университет Энергетики и Связи, Казахстан

Исследование расчета пропускной способности мультисервисных сетей

Введение. Рост популярности мультисервисных сетей связи – одна из самых заметных тенденций рынка телекоммуникационных услуг за последнее время. Для корпоративного рынка объединение всех удаленных подразделений в единую мультисервисную сеть на порядок увеличивает оперативность обмена информацией, обеспечивая доступность данных в любое время[1].

Таким образом, расчет пропускной способности канала связи мультисервисной корпоративной сети сейчас является достаточно важным в силу всё большей популярности сетей с интеграцией услуг на современном рынке телекоммуникаций. Нахождение новых методов этого расчета – неотъемлемая часть развития данной тенденции[2].

Типы трафика мультисервисных сетей. Классифицировано три типа трафика мультисервисных сетей, имеющих место в отдельных сегментах или сети в целом: однородный, разнородный и пачечный. Степень их отличия определяется пик-фактором трафика или коэффициентом скученности нагрузки, находящимся в пределах 1-2, 2-15 и 15-60 соответственно. Для каждого из типов трафика разработаны адекватные методы расчета характеристик качества обслуживания (QoS).

Разнообразие информационного трафика в корпоративной сети требует особого подхода к распределению его по каналам связи. То есть, в зависимости от требований к качеству предоставления услуг, можно забронировать полосу пропускания для отдельных сервисов. Это необходимо для максимальной оптимизации качества связи и для оптимальной загрузки канала.

Для того чтобы подробно ознакомиться с особенностями разнообразных информационных потоков, необходимо проанализировать их с точки зрения теории телетрафика. Такой подход помимо всего предполагает более удобный контроль качества предоставляемых услуг, что является немаловажным.

Законы распределения некоторых потоков событий, возникающих в телекоммуникационных сетях, помогут приблизиться к решению проблемы оптимальной загрузки сети.

Чтобы проводить исследования необходимо иметь платформу. В качестве таковой была взята сеть «ДАИКТ» и собрана в программе NetСraker.

Результаты исследования характеристик и законов распределения некоторых событий разного рода трафика, существующего в мультисервисных сетях, будут применяться при определении требований к качеству предоставляемых услуг. Полученные данные, в свою очередь, станут основой для разработки методики расчета пропускной способности.

Рисунок 1 – Движение пакетов в мультисервисной сети
(Количество кадров - 10; задержка между кадрами - 300 мс; количество циклов повторения - бесконечное)

Как видим, наибольшая концентрация трафика наблюдается на участке сети «Router – Servers Switch». Это и понятно, весь трафик проходит через этот канал. Для того, чтобы каналы связи на различных участках сети использовались максимально эффективно, можно для каждого сервиса рассчитать необходимую ему полосу пропускания. Наиболее точно определить это можно зная законы распределения потоков предлагаемых сервисов.

Проведенные исследования. С помощью пакета Wireshark была получена практическая статистика, на основании которой были получены результаты. Статистика была собрана для основных видов услуг. Главным образом на этом этапе рассматривалось распределение величин передаваемых по сети пакетов той или иной услуги. Вообще можно таким же образом рассматривать распределение длин пауз между поступлением таких пакетов (это будет рассматриваться в будущем). Полученные результаты приведены в виде графиков (рисунок 2-6). Исходя из полученного результата, можно сделать вывод относительно законов распределения размеров пакетов различных телекоммуникационных услуг:

Рисунок 2 – Распределение длин пакетов при передаче видео

Из рисунка 2 видно, что распределение размеров пакета носит экспоненциальный характер, так как гистограмма имеет форму экспоненты.

Рисунок 3 – Распределение длин пакетов при передаче аудио

Из рисунка 3 видно, что Audio данные (IP-телефония) имеет форму нормального распределение.

Рисунок 4 – Распределение длин пакетов при передаче файлов

Из рисунка 4 видно, что передача файлов (FTP) имеет форму логнормального распределение.

Рисунок 5 – Распределение длин пакетов при пользовании базами данных

Из рисунка 5 видно, что сервис базы данных имеет форму логнормального распределение.

Рисунок 6 – Распределение длин пакетов HTTP трафика

Из рисунка 6 видно, что сервис Internet имеет форму нормального распределение.

Если для рассмотрения взять стандартные примеры, то можно сделать вполне обоснованные выводы.

Полученные практическим способом возможные законы распределения, можно использовать при определении требований для той или иной услуги связи. Исходя из чего, можно забронировать для сервисов необходимые полосы пропускания, что улучшит производительность сети, увеличит её надежность и даст возможность управлять ей и её параметрами.

Однако уже сейчас нам известны некоторые требования к качеству, на которые можно опираться. Это – параметры IP QoS классов.

Выводы. В данной работе исследованы характеристики основных типов трафика, характерных для мультисервисных сетей. Далее было предложено решение, которое может стать полезным при рассмотрении проблемы оптимизации. Это решение заключается в привязке законов распределения показателей трафика к моделированию и проектированию сети.

Список литературы

1. Гольдштейн Б.С., Соколов Н.А., Яновский Г.Г. Сети связи //Учебник для ВУЗов, 2010. - 400 с.

2. Степанов С.Н. Основы телетрафика мультисервисных сетей //Эко-Трендз, 2010. - 392 с.

3. Крылов B.B., Самохвалова С.С. Теория телетрафика и ее приложения. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 288 с.

4. Пономарев Д.Ю. Исследование моделей потоков вызовов. http://www.nsc.ru/wsAnVI2004/8509/index.htmI