Підвищення якості передачі потокового трафіку в мультисервісних мережах

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню науково-технічного завдання покращення якості обслуговування потокового трафіку в мультисервісних мережах за рахунок удосконалення методу адаптивного управління структурними параметрами вузла та розроблення моделей віртуалізації мережевого пристрою. Запропоновано моделі та метод забезпечення заданих значень показників якості обслуговування інформаційного трафіку на основі технології віртуалізації мережевого пристрою та адаптивного управління структурними параметрами вузла. Розроблено модель статичної та динамічної реконфігурації обчислювальних ресурсів мережевого пристрою. Запропоновано аналітичну модель мережевого пристрою з віртуалізацією та математичне представлення параметрів якості обслуговування потоків в мультисервісній інфраструктурі з віртуалізацією ресурсів. Проведено дослідження якості обслуговування потокового трафіку на основі розробленої моделі програмного маршрутизатора з можливістю розгортання віртуальних обслуговуючих пристроїв класового призначення. На основі експериментальних досліджень мультисервісної мережі встановлено, що застосування розроблених моделей і методу динамічної віртуалізації мережевого пристрою забезпечує можливість призначення мінімального обсягу мережевих ресурсів для гарантування заданого рівня якості обслуговування та дає можливість на 25-30% підвищити якість обслуговування потокового відео трафіку реального часу за критеріями затримки та джитеру. Совокупность научных положений, сформулированных и обоснованных в диссертационной работе составляет решение научно-технической задачи улучшения качества обслуживания потового трафика в мультисервисных сетях за счет совершенствования метода адаптивного управления структурными параметрами узла и разработки моделей виртуализации сетевого устройства. Предложены модели и метод обеспечения заданных значений показателей качества обслуживания информационного трафика на основе технологии виртуализации сетевого устройства и адаптивного управления структурными параметрами узла. Сформирована зависимость между структурно-функциональными параметрами и параметрами качества обслуживания. Обеспечено согласованное решение задач планирования и управления вычислительными ресурсами за счет введения динамической виртуализации маршрутизаторов для гарантированной обработки определенных классов трафика. Проведено исследование качества обслуживания потокового трафика на основе разработанной модели программного маршрутизатора с возможностью развертывания виртуальных обслуживающих устройств классового назначения. На основе экспериментальных исследований мультисервисной сети установлено, что применение разработанных моделей и метода динамической виртуализации сетевого устройства обеспечивает возможность назначения минимального объема сетевых ресурсов для обеспечения заданного уровня качества обслуживания и дает возможность на 25-30% повысить качество обслуживания потокового видео трафика реального времени по критериям задержки и джиттера. The thesis is devoted to solving scientific and technical task of increasing the quality of service for streaming traffic in multiservice networks by improving the method of adaptive control over the node structural parameters and developing models of network device virtualization. A model and method to maintain the required quality of service parameters for information traffic based on virtualization technology of network device and adaptive management of the structural parameters of the node are proposed. The model of static and dynamic reconfiguration of computing resources of network node is developed. An analytical model of network virtualization of device parameters and mathematical representation of the quality of service flows in multiservice infrastructure with resource virtualization is proposed. Based on the developed model of software router with the ability to deploy virtual serving devices for a destination class, the research of service quality for streaming traffic is conducted. Based on the experiment in multiservice network, it was found out that the developed models and methods for dynamic network device virtualization providing the ability to designate the minimum amount of network resources to guarantee a given level of service quality and enables 25-30% increase in service quality of real-time streaming traffic with respect to delay and jitter.