Abstract

W rozprawie doktorskiej przeanalizowano problem zapewnienia gwarancji jakości usług (Quality of Service, QoS) w sieciach pakietowych, ze szczególnym uwzględnieniem usług o ściśle określonych wymaganiach opisujących opóźnienie pakietów i jego zmienność w sieciach z agregacją strumieni, takich jak np. sieć IP QoS z Differentiated Services (DiffServ) realizująca schemat obsługi Expedited Forwarding Per Hop Behavior (EF PHB) lub sieć MultiProtocol Label Switching (MPLS). Zaproponowano koncepcję opóźnienia efektywnego jako jednolitej miary łączącej wymagania jakościowe zawarte w kontrakcie ruchowym dla strumienia (maksymalne opóźnienie oraz prawdopodobieństwo przekroczenia tej wielkości) ze stanem sieci - obciążeniem węzła, przez który przechodzi ten strumień na swojej ścieżce w sieci. Pokazano wykorzystanie opóźnienia efektywnego w opisie zmienności opóźnienia pakietów związanych z realizacją usług w reżimie czasu rzeczywistego. W rozprawie pokazano, że wykorzystanie opóźnienia efektywnego pozwala na dokonanie weryfikacji gwarancji jakościowych zawartych w kontraktach ruchowych dla usług w sieciach pakietowych. Na przykładzie algorytmu sterowania przyjęciem zgłoszeń do obsługi pokazano zastosowanie opóźnienia efektywnego do realizacji funkcji sterowania ruchem w sieciach pakietowych. Przedstawiony algorytm funkcji sterowania przyjęciem zgłoszeń do obsługi jest metodą, która pozwala na weryfikację możliwości zapewnienia jakości obsługi opartą na gwarancjach statystycznych oraz pozwala na dokonanie optymalizacji wykorzystania zasobów sieci z agregacją strumieni zapewniając jednocześnie dostateczny margines bezpieczeństwa przed niedotrzymaniem gwarancji jakościowych. W rozprawie zbadano modele opisujące rozkład prawdopodobieństwa opóźnień pakietów usługi Expedited Forwading w sieci IP QoS DiffServ: w węźle brzegowym, w rdzeniu sieci oraz od końca do końca. Zbiór badanych parametrów wpływających na rozkład opóźnienia obejmował liczbę węzłów w ścieżce strumienia, obciążenie węzłów, wpływ ruchu niższego priorytetu, wpływ rozkładu długości pakietów niższego priorytetu, wpływ opóźnienia w węźle brzegowym. Przedstawiono metodę analitycznego określania opóźnienia w modelu węzła brzegowego - systemu ND/D/1 z wakacjami o długości większej od długości pakietu wyższego priorytetu, która charakteryzuje się niewielką złożonością i umożliwia uwzględnienie w obliczeniach uogólnionego modelu wakacji (uwzględnienie wpływu rozkładu długości pakietów niższego priorytetu). W rozprawie opracowano metodę efektywnej symulacji systemu ND/D/1, systemu ND/D/1 obsługującego także ruch niższego priorytetu oraz sieci zawierającej takie systemy. Wyniki zaprezentowane w rozprawie zostały uzyskane przy pomocy modeli analitycznych oraz przy pomocy modeli symulacyjnych sieci DiffServ wykorzystujących środowisko symulatora ns-2.

Author (1)