Раздел 4. Методы и алгоритмы анализа итс
4.1. Методы анализа мультисервисной сети связи
В качестве базовой структурно-сетевой задачи, как правило, выступает задача оптимизации структуры, которая включает в свой состав как минимум три частные задачи:
выбор топологии графа (ВТГ), заключающийся в определении оптимального числа вершин и ребер, соединяющих вершины;
распределение потоков (РП), сводящееся к поиску оптимальных маршрутов передачи потоков информации и расчету интенсивностей потоков в отдельных ЛЦТ. При этом задача РП может включать в себя задачу ограничения порогов нагрузки (ОН) по внешнему трафику каждого класса;
выбор пропускных способностей (ВПС) ЛЦТ сети из заданного дискретного ряда.
Проектирование любой сети связи является сложным итерационным процессом и в первую очередь включает в себя задачу анализа (рисунок 4.1), а именно, - определение по входным характеристикам сети (типу, величине и интенсивности входной нагрузки) и ее параметрам (топологии, пропускной способности, показателей надежности, системе маршрутизации) - выходных характеристик (допустимых нагрузок по различным направлениям связи, ВВХ и т. п.
Рисунок 4.1. Графовая трактовка задачи оптимизации структуры сети
Цель
анализа - исследование устойчивости
интегральных показателей к внешним и
внутренним параметрам сети, выявление
«узких» мест и выработка предложений
по их устранению. При этом анализ сети
осуществляется при поисках оптимальной
топологии сети, синтезе пропускной
способности ЛЦТ, поиске оптимального
плана распределения потоков и др.
Разработчик вначале рассматривает
макроструктуру сети, оценивает ее
параметры и рассчитывает характеристики
ее элементов. После этого следует
уточнение решений. По своей сути задача
анализа носит
поисковый характер и решается на каждом
шаге итерационного процесса направленным
комбинированием входных параметров
сети с одновременным анализом выходных
характеристик. При этом используется,
как правило, одномерный критерий
оптимизации и целый ряд допущений. В
зависимости от «логического наполнения»
оператора-распознавателя
,
выполняющего перехода по условию,
возможны:
возврат к задаче перераспределения
пропускных способностей ЛЦТ; внесение
изменений в топологию сети; обращение
к подалгоритму расчета плана ограничения
нагрузки. После этого может осуществляться
еще один цикл вышеупомянутых процедур.
Анализ сети важен также и при решении задач планирования связи, которые являются основой автоматизированных систем управления связью.
Для мультисервисной сети задача анализа сохраняет содержание и важность, но приобретает некоторые особенности, связанные с противоречивыми требованиями к передаче мультимедийного трафика в общей физической среде [11, 12]. Например, как отмечалось выше, при рассмотрении особенностей передачи изохронного трафика в пакетной ИТС важно не среднее время пребывания пакета в сети, а доля пакетов, не доставленного за заданное время, т. е. при ее анализе необходима фиксация заданного квантиля функции распределения времени пребывания пакета в сквозном тракте передачи. Кроме того, необходимо обеспечить (в рамках предоставления единой транспортной услуги в сессии) заданного уровня синхронизации разнородных мультимедийных потоковых компонент. На сегодняшний день практически отсутствует аналитический аппарат для инженерного анализа в общей сетевой постановке защищенных инфокоммуникационных сетей в целом и их транспортных систем в частности. При этом требуется и «интеграция» соответствующих методов анализа в рамках единой модели. Становится ясным, что разработка методов, пригодных для анализа всего многообразия реализации инфокоммуникационных сетей и их транспортных систем с учетом всех сетевых факторов и условий функционирования (соотношение потоков информации, скоростей абонентских устройств, наличие помех в каналах связи, принятых протоколов обмена и т. п.) является весьма актуальной задачей.
Ниже развиваются методы анализа процессов функционирования однородных и неоднородных ИТС (как разомкнутых сетей массового обслуживания) на основе аналитических моделей и принципов, разработанных и сформулированных в разделе 3.
Анализ неоднородных ИТС-IP-QoS (Постановка задачи анализа ИТС-IP-QoS в терминах критериев эффективности. Метод решения задачи. Алгоритм анализа неоднородной ИТС-IP-QoS).
Анализ защищенной неоднородной инфотелекоммуникационной IP-QoS-системы