Расчет пропускной способности транспортной магистрали - Канал передачи данных и Интернет

Транспортная магистраль представляет собой канал передачи данных между районным коммутатором и центральным коммутатором.

Информационные потоки в пакетной транспортной сети (данные, VoIP, IPTV) проявляют свойства самоподобия, то есть характеризуются высокой пачечностью, долгосрочными зависимостями и наличием последействия. Данное положение рассмотрено в статье [11].

Задачей выбора параметров магистрального канала является расчет необходимой пропускной способности канала передачи, а так же размера выходного буфера, в соответствии с интенсивностью поступающей нагрузки, требуемым задержкам и вероятностью потерь пакетов.

Параметры качества обслуживания QoS (задержка и вероятность потерь) нормируются для различных видов трафика.

Для расчета пропускной способности линейного интерфейса, воспользуемся методиками [14,15].

Работу магистрального канала с выходным буфером по обслуживанию поступающей нагрузки можно описать моделью систем массового обслуживания с входящим самоподобным потоком и детерминированным временем обслуживания:

FBM/D/1,

Где fBM - фрактальное броуновское движение, являющееся самоподобным процессом;

D - детерминированный процесс обслуживания;

1 - одно устройство обслуживания, в нашем случае - канал передачи c буфером.

Данная система - fBM/D/1 имеет аналитическое решение в виде формулы Нороса (источник [12]):

(1.1)

Где - коэффициент использования ресурса сети;

Л - интенсивность поступающей нагрузки;

М - интенсивность обслуживания нагрузки, а в нашем случае и есть искомая пропускная способность;

H - параметр Херста, для самоподобных процессов H = 0,9;

X - необходимый объем выходного буфера, требуемый для обслуживания поступающей нагрузки, при вероятности потерь стремящейся к нулю.

Формула 1.1 актуальная для процессов, проявляющих свойства самопоподобия, и связывает между собой интенсивность поступающей нагрузки, пропускную способность магистрального канала и объем буфера.

В соответствии с методиками [14, 15]:

(1.2)

Где T - задержка пакета, складывающаяся из времени нахождения пакета в очереди и времени передачи пакета по каналу связи;

Л - параметр поступающего потока в пак/с;

Y - поступающая нагрузка в бит/с;

C - пропускная способность канала бит/с;

H - параметр Херста, характеризующий степень самоподобия.

(1.3)

Где P - вероятность потерь пакетов;

Л - параметр поступающего потока в пак/с;

М - интенсивность обслуживания канала передачи в пак/с;

H - параметр Херста, характеризующий степень самоподобия;

X - необходимый объем выходного буфера, требуемый для обслуживания поступающей нагрузки;

A - коэффициент разногласий в канале связи;

.

Таким образом, исходя из параметра входящего информационного потока, мы можем выбрать такую пропускную способность канала, при которой рассчитанный размер буфера (формула 1.1) будет обеспечивать требуемые задержки и величину потерь пакетов (формулы 1.2, 1.3) в канале связи. Причем величина потерь пакетов при данном размере буфера x будет стремиться к нулю, чтобы обеспечить наивысшее качество обслуживания, исходя из чего, в дальнейшем будем считать, что вероятность потерь пакетов P будет равна нулю.

Суммарная требуемая пропускная способность и размер буфера определяются соответственно:

; (1.4)

; (1.5)

Где C - искомая пропускная способность магистрального канала;

- необходимая пропускная способность для обслуживания i-го потока;

1,2 - коэффициент запаса на расширяемость сети;

X - искомый размер выходного буфера магистрального канала;

- необходимый размер буфера для обслуживания i-го потока.

Технология MPLS-TP, а так же применяемые методы QoS позволяют каждому типу трафика выделять требуемую ширину канала из общей пропускной способности магистрали и требуемый размер буфера для гарантированного качества обслуживания, а в нашем случае - гарантированной задержки в моменты перегрузок на сети, которые могут случаться в короткие промежутки времени в период ЧНН.

Необходимо учитывать тот факт, что реальный параметр информационных потоков, будет отличаться от рассчитанных в разделе 3, так как передача пакетов ведется с помощью нескольких протоколов, каждый из которых вносит добавочную служебную информацию (заголовок) к пользовательским данным, что увеличивает объем передаваемой информации и соответственно интенсивность нагрузки потока данных.

Похожие статьи




Расчет пропускной способности транспортной магистрали - Канал передачи данных и Интернет

Предыдущая | Следующая