автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование механизмов управления ресурсами в сетях АТМ

На правах рукописи

НУРМИЕВА

МАРГАРИТА ВИТАЛЬЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ В СЕТЯХ АТМ

05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Яновский Г.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Назаров А.Н.

кандидат технических наук, доцент Юркин Ю.В.

Ведущая организация: «ИНТЕЛСЕТ-ТСС», Санкт-Петербург

Защита состоится

2004 г. в У/.

на заседании

диссертационного совета К.219.004.01 при Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 61, аудитория 413.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

«/? »

2004 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из основных свойств широкополосных цифровых сетей с интеграцией служб (Ш-ЦСИС), использующих транспортную технологию ATM (Asynchronous Transfer Mode), является гарантия определенного качества обслуживания для каждого соединения из множества виртуальных соединений с различными скоростями передачи и с существенно отличающимися характеристиками. Требуемое качество обслуживания в сети ATM может быть обеспечено только при использовании эффективных методов управления ресурсами и борьбы с перегрузками. Разработка таких методов, наряду с решением задачи анализа вероятностно-временных характеристик (ВВХ), рассматривались в большом количестве работ. В числе авторов, получивших важные результаты в этой области, отметим отечественных и зарубежных исследователей Г.П.Захарова, В.Г Лазарева, А.Н. Назарова, М.В. Симонова, С.Н.Степанова, В.С.Шибанова, Г.Г.Яновского, M.Gerla, P. Kuhn, Т. Ore, H. Saito, и др.

Известно, что сети, использующие технологию ATM, создавались для передачи разнородной нагрузки, и в первую очередь, передачи мультимедийной информации, содержащей данные, голос и видео, и изначально предусматривали соблюдение заданных для каждого типа нагрузки параметров качества обслуживания. Разнообразные типы приложений (услуг) с различными типами и характеристиками нагрузки и, соответственно, специфическими требованиями по качеству их обслуживания особенно характерны для сетей связи будущего, так называемых сетей следующего поколения (Next Generation Networks, NGN). Очевидно, что для обеспечения необходимых значений параметров качества обслуживания необходимы специфические механизмы управления нагрузкой. Однако, как показал анализ документов Форума ATM (ATMForum) и рекомендаций МСЭ-Т (Международного Союза Электросвязи - International Telecommunications Union, Telecommunication Standardization Sector, ITU-T), стандартизованные механизмы носят общий характер и не учитывают всех особенностей разнородной нагрузки, что важно для обеспечения качества обслуживания в современных телекоммуникационных сетях, учитывая скорость и тенденции их развития в направлении NGN. Поэтому сегодня для новых мультимедийных приложений, таких, как передача компрессированного голоса, видео, трафика Интернет, задача усовершенствования механизмов управления трафиком и ресурсами сети является, безусловно, актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и разработка механизмов управления ресурсами в сетях ATM, оптимизация этих механизмов, а также разработка новых методов решения задач распределения пропускных способностей мультисервисных сетей. Поставленная цель обусловила необходимость решения следующих основных задач:

исследование и классификация механизмов управления ресурсами в сетях ATM; разработка новых механизмов управления ресурсами в сетях ATM с целью их применения для улучшения качества обслуживания в сетях с мультимедийной нагрузкой;

анализ и сравнение предложенных механизмов с ранее известными; разработка метода нахождения оптимального режима работы предложенных механизмов и решение задачи двухкритериальной оптимизации для сетей с мультимедийной нагрузкой;

разработка метода решения оптимизационной задачи распределения пропускных способностей мультисервисных сетей с учетом требований по качеству обслуживания, предъявляемых мультимедийной нагрузкой.

Методы исследования. Проводимые исследования базируются на теории вероятностей, теории массового обслуживания, математической статистике и методах

имитационного моделирования.

Для численных расчетов использовались программные математические пакеты Excel 7.0, Mathcad 7.0. Программное обеспечение необходимое для решения задач, использующих имитационное моделирование, реализовано с помощью пакета прикладных программ Stroboscop Simulation System v.1.3.

Научная новизна. Основными результатами диссертационной работы, обладающими научной новизной, являются:

1. Разработка аналитических методов и имитационных моделей для анализа поведения буферных накопителей узла коммутации ATM при различных механизмах бесприоритетного и приоритетного обслуживания при больших нагрузках.

2. Разработка механизмов управления ресурсами буферных накопителей узла коммутации ATM, обеспечивающих наилучшие показатели качества обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM по сравнению с известными ранее механизмами.

3. Разработка подхода к определению оптимальных параметров механизмов управления ресурсами буферных накопителей узла коммутации ATM с учетом качества обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM.

4. Решение оптимизационной задачи распределения пропускных способностей мультисервисных сетей минимальной стоимости с двумя ограничениями.

Практическая ценность. Внедрение результатов диссертационной работы показало, что результаты работы могут быть использованы на этапе планирования и проектирования сетей передачи информации, построенных на базе технологии ATM, в частности для оптимизации пропускных способностей сети ATM при предоставлении мультимедийных услуг, определения оптимальных объемов буферных накопителей и механизмов управления накопителями в узлах коммутации ATM, а также при эксплуатации широкополосных сетей, построенных на базе технологии ATM, обслуживающих мультимедийную нагрузку.

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в НИР ФГУП ЛОНИИС, при реализации проектов ОАО «Гипросвязь-СПб» и в учебном процессе СПб ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, что подтверждается актами о внедрении.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы были представлены в форме докладов и обсуждались на следующих семинарах и конференциях:

1. ICINAS-1997: International Conference on Informational Networks and Systems, Yaroslavl, Sept 8-12,1997;

2. Teletraffic Theory as a base for QoS: Monitoring, Evaluation, Decisions. International Teletraffic Seminar, StPetersburg, LONIIS, 1998;

3. ICINAS-98: International Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum V, St. Petersburg, Sept. 7-12,1998, StPetersburg, LONIIS;

4. Научный семинар «Информационные сети и системы»: 26-27 октября 1999, Москва;

5. FZR-280 Conference, Dresden University, Dresden, 1999;

6. 10-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2000», Севастопольский Технический Университет, Севастополь, Крым, Украина, 11-15 сентября 2000г.

7. Пути создания интеллектуальной мультисервисной сети связи в составе российской инфотелекоммуникационной инфраструктуры: 1-ая Международная Конференция, СПб, 26 - 28 июня 2001 г.;

8. ICINAS-2000: International Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum VI: Proceedings, StPetersburg, LONIIS, Oct.2-7,2000;

9. 11-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные

технологии CriMiCo'2001», Севастопольский Технический Университет, Севастополь, Крым, Украина, 10-14 сентября 2001г4

10. Международная Конференция по телекоммуникациям IEEE: ICC2001, Спб Политехнический Университет, 11-15 июня 2001г.;

11. ICINAS-2001: International Conference on Informational Networks and Systems, St. Petersburg, 2001 г.;

12. 12-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2002», Севастопольский Технический Университет, Севастополь, Крым, Украина, 9-13 сентября 2002г.;

13. Информационные сети, системы и технологии (МКИССиТ-2002): Information Networks, Systems and Technologies (ICINSAT-2002). VIII Межд. конф., С.-Петербург, 16-19 сентября 2002 г.,

а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича в 1997-2001 гг. и опубликованы в журнале "Проблемы информационной безопасности".

Основные положения, выносимые на защиту:

• Аналитические и имитационные модели очередей в узлах коммутации ATM для различных механизмов бесприоритетного и приоритетного обслуживания разнородной нагрузки в сетях ATM.

• Механизмы управления ресурсами буферных накопителей узлов коммутации ATM, обеспечивающие лучшие характеристики по качеству обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM по сравнению с известными ранее механизмами.

• Метод решения задачи оптимизации параметров разработанных механизмов управления ресурсами буферных накопителей узлов коммутации ATM с учетом требований по качеству обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM.

• Метод решения оптимизационной задачи распределения пропускных способностей мультисервисной сети с учетом требований по качеству обслуживания, предъявляемых разнородной нагрузкой.

Личный вклад автора. Основные результаты теоретических и прикладных исследований получены автором лично. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит основная роль при решении поставленных задач и обобщении полученных результатов.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 27 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 130 страниц машинописного текста, 25 рисунков, 10 таблиц, 71 формулу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цели и задачи работы, перечислены результаты диссертации, определены практическая ценность и области применимости результатов, приведены сведения об апробации работы и представлены основные положения, выносимые на защиту.

Диссертационная работа посвящена исследованию механизмов управления ресурсами в сетях ATM.

Под ресурсами сети ATM понимаются:

- производительность узлов коммутации ATM,

- емкости накопителей (буферов) узлов коммутации и

- пропускные способности линий связи.

Ввиду того, что вопросы производительности узлов коммутации ATM на сегодняшний день достаточно хорошо изучены, в диссертационной работе они не рассматривались.

Анализу методов управления буферными накопителями узлов коммутации ATM посвящена первая глава диссертации. Вторая глава посвящена разработке новых методов управления буферами узлов коммутации ATM и их анализу на основе предложенных в диссертации моделей. В третьей главе получено решение задачи оптимизации параметров управления для разработанных методов управления ресурсами буферных накопителей. В четвертой главе решена задача оптимального распределения пропускных способностей мультисервисной сети с разнородной нагрузкой.

Первая глава диссертационной работы посвящена анализу методов управления буферными накопителями узлов коммутации ATM.

Вначале приводится сравнительный анализ рекомендаций МСЭ-Т и документов Форума ATM, касающихся характеристик классов обслуживания в сетях ATM и основных механизмов управления ресурсами буферных накопителей в сетях ATM.

В результате проведенного анализа (Табл. 1 и 2) показано, что стандарты ведущих международных организаций по стандартизации в области телекоммуникаций, таких как Международного Союза Электросвязи (МСЭ-Т) и Форума ATM описывают требования по качеству обслуживания (Quality of Service, QoS), предъявляемые к широкополосной сети для предоставлении широкого спектра услуг, но не содержат описаний конкретных механизмов управления буферными накопителями узлов коммутации такой сети, гарантирующих выполнение предъявляемых требований, то есть содержат общие рекомендации.

Табл. 1. Классификация классов QoS МСЭ-Т с точки зрения их чувствительности к задержкам и потерям

Классы ()о5 МСЭ-Т Чувствительность к задержкам Чувствительность к потерям

Класс 1 (строгие требования) + +

Класс 2 (умеренные требования) +или~ +или~

Класс 3 (низкие требования)

Класс и (неспецифицированные требования) - -

Табл. 2. Классификация классов QoS Форума ATM с точки зрения их чувствительности к задержкам и потерям

Классы QoS Чувствительность к Чувствительность к

Форума ATM задержкам потерям

1-й + +

2-й + -

3-й - +

4-й - или ~ +

0-й - или ~ - или ~

Примечание к Табл. 1 и Табл. 2: " + " - строгие требования по QoS

"~" - умеренные требования по QoS "-" - требования по QoS отсутствуют

Таким образом, методы управления ресурсами сети, представленные в диссертационной работе, проводятся в русле общих рекомендаций, содержащихся в международных стандартах. В результате проведенного анализа показано, что существующие методы управления ресурсами, предлагаемые для использования в сетях ATM или уже применяемые, имеют ряд недостатков или накладывают некоторые ограничения, что обосновывает актуальность исследования и разработки новых механизмов управления ресурсами в сети с разнородным трафиком.

Затем анализируются и классифицируются известные методы управления буферными накопителями узлов коммутации мультисервисных сетей. Анализ проводится с целью выявления различий между существующими методами управления ресурсами мультисервисных сетей и определения их влияния на функционирование сетей ATM.

На основе проведенного анализа разработана классификация механизмов управления буферным пространством узлов коммутации мультисервисной сети (Рис. 1), где жирным шрифтом выделены методы, предложенные в диссертации, а обычным — известные ранее методы.

Рис. 1. Классификация механизмов управления буферными накопителями

Показано, что известные методы управления буферными накопителями имеют ряд недостатков, в частности, не обеспечивают выполнение требований по качеству обслуживания одновременно для различных типов нагрузки, передаваемой в мультисервисной сети связи, что актуально в свете требований, представленных в Табл. 1 и 2. Это доказывает необходимость разработки новых, более сложных механизмов управления буфером, гибко учитывающих приоритеты с целью обеспечения требуемого качества обслуживания в современных мультисервисных сетях связи.

Во второй главе описаны новые механизмы управления буферными накопителями узла коммутации ATM:

А) механизм управления буфером с приоритетами, учитывающий состояние системы и Б) механизм управления буфером с приоритетами, учитывающий состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки.

На рис.2 представлена структура исследуемого узла коммутации мультисервисной сети на базе технологии ATM, а на рис. 3 - структура буферного

накопителя данного узла коммутации (выходной буфер порта коммутатора ATM), которая иллюстрирует предлагаемые в данной главе механизмы управления буфером.

Задачей предлагаемых механизмов является улучшение (по сравнению с известными ранее механизмами) двух основных показателей качества обслуживания мультимедийной нагрузки: вероятности потери ячейки и времени задержки ячейки в буфере ATM. Предлагаемые механизмы отличаются от ранее известных идеей разделения буферного пространства с целью организации отдельных очередей для каждого класса нагрузки в мультисервисной сети и управления буфером на основе оценки состояния этих очередей с учетом текущих значений количества ячеек в буфере и интенсивности поступления ячеек каждого класса. В рамках диссертационной работы рассматриваются два класса нагрузки: класс нагрузки, чувствительной к задержкам, и класс нагрузки, чувствительной к потерям.

Введем следующие обозначения:

0кчз(") и бкчпМ — число ячеек в буфере на момент окончания л-го временного интервала (равного времени обслуживания одной ячейки) для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, и класса нагрузки, чувствительного к потерям, соответственно;

R - параметр управления буфером;

Я кчз и А кчп — интенсивности поступления ячеек нагрузки, чувствительной к задержкам и чувствительной к потерям, соответственно;

ЛкчзМ и ЛкчпОО - число ячеек, достигших j-ый выходной порт коммутатора ATM к моменту окончания л-го временного интервала.

Поступающая нагрузка

* * * # # # #

Выходной буфер коммутатора ATM (В ячеек)

* _ ячейки, чувствительные к

задержка *—N Обслужи-

(ч/\ вающий ^^чувствительные (^X^ прибор

Устройство —давления оуфером

Рис. 3. Структура выходного буфера узла коммутации ATM

6

Тогда, в соответствии с Рис. 3:

А) Механизм управления буфером с приоритетами, учитывающий состояние системы можно описать следующим образом: если условие

Окчп(п)

¿R

(1)

вкчз(")

выполняется, то на обслуживание из буфера выбирается ячейка, чувствительная к задержкам; если данное условие не выполняется, то выбирается ячейка, чувствительная к потерям.

Б) Механизм управления буфером с приоритетами, учитывающий состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки можно описать следующим образом: если условие

(2)

выполняется, то на обслуживания из буфера выбирается ячейка, чувствительная к задержкам; если данное условие не выполняется, то выбирается ячейка, чувствительная к потерям.

Для сравнения показателей качества обслуживания предложенных механизмов управления буфером с ранее известными механизмами, разработаны их аналитические и имитационные модели и получены соответствующие ВВХ. При построении аналитических моделей предложенных механизмов рассматривается следующая система массового обслуживания (СМО):

• процесс поступления ячеек на вход каждого буфера коммутатора ATM подчиняется закону Бернулли с интенсивностью нагрузки А;

• процесс обслуживания имеет постоянное время обслуживания (специфика сетей ATM);

• анализируются четыре механизма назначения приоритетов для выбора из буфера заявки на обслуживание (ячейки ATM):

- без приоритетов (известный ранее);

- с фиксированным приоритетом (известный ранее);

- с приоритетом, зависящим от количества заявок в системе (предлагаемый в диссертации) и

- с приоритетом, зависящим от количества заявок в системе и интенсивности их поступления в систему (предлагаемый в диссертации).

• буфер имеет конечный объем (2? ячеек).

В диссертационной работе исследуются аналитические модели всех перечисленных выше механизмов. Здесь приведем аналитическую модель наиболее сложного из представленных в работе механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки.

Параметры Q„„ (п) и (я) для данного механизма определяются как:

min {В, ß«n (я " 1) + Акч„ (п) -1}

при ((ß„„(n-1)/^^/(^„(я " > Окчп(я -1) * О

min {B,Qmn (я -1) + (и)

в остальных случаях;

QkhA п) =

(3)

при j + m = В, i = 0,1 = 0, j * О при j + m = B,i = 0,1 = 0, j = 0

T(j,m,i,l) =

min{В - QK4n(n),QK„(n -1) + A^a (n) -1}

при ((QxHnC« -1)/ЛсЧ„)/(0стз(« -1)/Л™)) 5 R, QK43(« -1) #0

min {B-Q^inlQ^in-1)+A^in)}

в остальных случаях.

Состояние системы (АмзОО.бкчпС«)) в момент времени п зависит только от состояния системы 1 1)), таким образом данный процесс можно описать с

помощью двухмерной Марковской цепи. Вероятность перехода между любыми двумя состояниями Tfj,m;i,l) определяется следующей матрицей переходных вероятностей:

C^p^j^d-A-^r, приj+m<B,i =0,1 = 0

2 ^k+mf , ViijO- ^u)™«

k.J l t J

N N-t |Ч+ Л

zz<4„ r^ teui-*™)'.

t=Bk=0 \ * J

I IM**npu j+m=-i=

где N-количество входов коммутатора ATM (см. рис. 2), В - емкость буфера (см. рис. 3), К„3 - доля нагрузки, чувствительной к задержкам, в общем потоке поступающей нагрузки. Вероятность нахождения в состоянии P(j,m) определяется в виде:

P(j,m) — lim Pr[QK43(n) = j, QK4n(n) = m] (6)

а-*я>

Значение P(j,m) может быть найдено из балансного уравнения: В B—i

P(j,m) = £ ¿ra,m;/,/)P(i,/) (7)

j=0/=0

и условия нормировки:

¿£/>0» = 1 (8)

j=0m=0

После определения вероятности нахождения в состоянии P(jjn) получаем финальные вероятности нахождения в j-м состоянии и m-м состоянии для нагрузки, чувствительной к задержкам, и нагрузки, чувствительной к потерям, соответственно:

Р™ Ü) = , Ртп (т) = *gPU,m) (9)

т-0 7=0

Тогда, среднее число ячеек в очереди, чувствительных к задержкам, и среднее число ячеек в очереди, чувствительных к потерям, равно соответственно:

<2™ = ¿7^0") и Ъкчп = (10)

7=1 м=1

Вероятность потерь ячеек для класса нагрузки, чувствительного к потерям.

равна:

Р£птерь=( £ I Ри.т) £<**(*-(*-» +1)) +

к=В-т+2

К *-кчз ) {, Лкчп )

Ыг-Н

к=В-т+\

Лкчп

Среднее время задержки в очереди ячейки класса нагрузки, чувствительного к потерям, равно:

у задержки _

(12)

(1 -PZmepb)^

т. п потерь т задержки

Также в диссертационной работе определены и

Для построения ВВХ используется величины р™"ерь j jx^p^u ^ а тшоке

отношение времени задержки, которое определяется как отношение величины средней задержки для класса нагрузки, чувствительного к потерям, к среднему времени задержки

j-задержки

для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, т.е. -.

*кчз

Результаты имитационного моделирования сравниваются с результатами, полученными с помощью аналитической модели, и подтверждают правильность расчетов.

Для имитационного моделирования используется пакет прикладных программ Stroboscop Simulation System v. 1.3 и те же исходные данные, что и для аналитических расчетов. ВВХ получены для следующих механизмов управления- буфером узла коммутации ATM:

• Механизма управления буфером без приоритетов (известного ранее),

• Механизма управления буфером с фиксированными приоритетами (известного ранее),

• Механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы (предлагаемого в диссертации) и

• Механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы и интенсивность поступления нагрузки (предлагаемого в диссертации).

Примеры ВВХ, полученных в главе 2, приведены на рис. 4,5 и 6, где показано сравнение результатов аналитических расчетов и имитационного моделирования для:

j* задержки

- зависимости отношения времени задержки """ - от загрузки системы р при

КЧ2

использовании разных механизмов управления буфером при доле нагрузки, чувствительной к задержкам, ^„3=0,95 и разных значениях параметра управления буфером Я (рис. 4);

т задержки т задержки

-зависимости ./„„ и от загрузки системы р при использовании

разных механизмов в управления буфером Кт=0,95 и фиксированном значении R (рис. 5) и

- зависимости РЦ!Ц1"рь от размера буфера В при использовании разных механизмов управления буфером и разных значениях R (рис. 6).

В результате проведенного исследования, описанного в главе 2, показано, что применение предложенных механизмов управления буфером с приоритетами позволяет получить лучшие показатели качества обслуживания «вероятность потери ячейки» и «время задержки ячейки» по сравнению с известными ранее механизмами управления буфером, особенно в режиме больших нагрузок, а именно:

• Применение механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы, на 8-10% улучшает параметр качества обслуживания «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, и на 6-8% - параметр «вероятность потери ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, по сравнению с ранее известными механизмами управления буфером. При этом данный эффект достигается при незначительном ухудшении (в пределах норм) параметра «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, и без превышения допустимого значения параметра «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам;

Загрузка системы, р Рис.4

0,4 0,9 0,6 Загрузка системы, р

Рис.5

В, количество ячеек

Ю-«

• Применение механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки, на 10-12% улучшает параметр качества обслуживания «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, и на 8-10% - параметр «вероятность потери ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, по сравнению с указанными ранее известными механизмами управления буфером. При этом данный эффект достигается при незначительном ухудшении (в пределах норм) параметра «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, и без превышения допустимого значения данного параметра для класса нагрузки, чувствительного к задержкам.

Таким образом, основные результаты данной главы состоят в описании моделей бесприоритетных и приоритетных механизмов управления буфером в узле коммутации ATM, разработке методов их аналитического расчета и имитационного моделирования, анализе и сравнении полученных ВВХ и доказательстве того, что предложенные механизмы улучшают параметры качества обслуживания мультимедийной нагрузки в мультисервисной сети связи.

Третья глава посвящена решению задачи оптимизации параметров управления предложенных во второй главе приоритетных механизмов распределения буферного пространства узлов коммутации с учетом требований по качеству обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM.

Как показано в главе 2, механизм управления буфером коммутатора ATM с приоритетом, зависящим от состояния системы и интенсивности поступающей нагрузки, имеет лучшие ВВХ по сравнению с другими механизмами управления буфером, исследованными в работе.

В главе 3 решается задача, являющаяся следующим шагом на пути повышения эффективности управления ресурсами в мультисервисных сетях, а именно задача определения области эффективных значений параметра управления буфером R дня механизма управления буфером с приоритетом, зависящим от состояния системы и интенсивности поступающей нагрузки.

С учетом того, что в коммутаторе ATM обслуживается мультимедийная нагрузка, в задаче нахождения оптимального значения параметра управления буфером имеются, как минимум, два критерия: *Р задержки

-среднее время задержки ячеек в буфере для класса нагрузки, чувствительной к задержкам, и

ту потерь ~ ,

-вероятность потерь ячеек в буфере для класса нагрузки, чувствительной к потерям.

Рассматриваемая задача определения области эффективных значений относится к классу многокритериальных задач векторной оптимизации. Для ее решения используется метод оптимизации по Парето. Критерий оптимизации представлен как вектор, состоящий из двух независимых компонент, а именно времени задержки для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, и вероятности потерь для класса нагрузки, чувствительного

, -г» задержки п потерь л ^

к потерям \ + кчз »"*чк )• Тогда, вводя ограничения, накладываемые мультимедийной нагрузкой, оптимизационную задачу можно представить следующим образом:

Найти R такое, что вектор ( , Р™Цкрь )-*opt

при условии:

гу задержки задержки р потерь рпотерь

* кчз кчз _пред И кип кчп _пред

рпотерь . рпотерь

:

и дополнительном условии:

В главе 3 приведен пример расчета механизма управления буфером с приоритетом, зависящим от состояния системы и интенсивности поступающей нагрузки, по представленной методике оптимизации по Парето. На рис.7 показаны результаты расчета области Парето-оптимальных значений параметра управления буфером для указанных на рисунке исходных данных и с учетом предельных значений, указанных в международных стандартах на передачу мультимедийной информации (область 1-2, выделена жирным).

Результаты оптимизации параметра управления буфером по методу Парето показали, что даже при больших нагрузках область Парето-оптимальных значений параметра управления буфером Я ограничивается узким диапазоном значений, что говорит о возможности достаточно точного выбора эффективного значения параметра управления при обслуживания мультимедийной нагрузки.

Четвертая глава посвящена решению задачи оптимального распределения пропускных способностей мультисервисной сети с разнородной нагрузкой. Предлагается подход, обеспечивающий решение оптимизационной задачи расчета пропускной способности линий связи мультисервисной сети минимальной стоимости. Задача заключается в оптимальном распределении пропускных способностей линий связи мультисервисной сети с учетом требований по качеству обслуживания мультимедийной нагрузки.

В математической формулировке задачи используются модельные соотношения, базирующиеся на соотношениях, опубликованных в трудах Г.П. Захарова, и служащие для вычисления основных характеристик обслуживания мультимедийной нагрузки:

- вероятности своевременной доставки ячейки в ¡-м канале связи О^р) и

- среднего времени доставки в канале связи сети

В качестве критерия для сравнения между собой вариантов распределения пропускных способностей используется стоимостной показатель. При расчете стоимости канала учитываются начальные затраты связанные с проектированием и капитальными вложениями на создание канала, и затраты на создание единиц пропускной способности. Как правило, второй компонент затрат представляется линейной

функцией з}/лг

Стоимость одного канала равна,-Суммарные затраты составляют:

(14)

У-1 >1 7-1

Оптимизационная задача расчета сетевого оборудования мультисервисной сети минимальной стоимости, удовлетворяющего требованиям по качеству обслуживания мультимедийной нагрузки, может быть сформулирована следующим образом. Задача 1:

Минимизировать стоимость сети

при ограничениях на критерии, связанные с Q{ц) и Г(/0:

б)Е-

'0 )

^ Ро ~ бши бзм

<т-Т _г — -"О ~ зад шт

(15)

(16) (17)

при £ 0, у =1,л ,

гдех^Ц]-^ параметры с0/. гоу ¿>1> ¿>3/. Ал« и Гт,„ определяются из исходных данных по сети, и Тт - нормативные значения соответственно вероятности

своевременной доставки и ожидаемого времени доставки в сети.

Рассматриваемая задача, в принципе, может быть решена методом возможных направлений, реализующим метод наискорейшего спуска применительно к задачам с ограничениями. Метод представляет собой итерационный процесс, на каждом шаге которого необходимо решить вспомогательную задачу линейного программирования для определения возможного подходящего направления спуска и нелинейную оптимизационную задачу определения шага в этом направлении. И если решение первой задачи затруднений не представляет, то вторая задача по сложности сопоставима с исходной и требует проведения специальных исследований. В целом процедура решения получается весьма громоздкой и не может быть рекомендована для практического использования.

В диссертации разработан метод, практически избавляющий от использования этой громоздкой процедуры метода возможных направлений для решения подобных задач. Исследование условий оптимальности решения, вытекающих из основной теоремы математического программирования, позволяют выделить области в плоскости значений бэид и Гад, (соответственно Q0 и ?о)> в которых исходная сложная задача сводится к

эквивалентным, но существенно более простым задачам. Это области I и III на рис. 8. В области I должна решаться эквивалентная Задача 2, в области Ш - Задача 3.

Задача 2:

Минимизировать стоимость сети

Задача 3:

Минимизировать стоимость сети

S(x) = => igj (20)

при ограничении на критерий, связанный с Т(р):

, при Xj £0, j = ~n , (Г0 =rw -Ггап) (21)

M XJ+°3J

в отличие от исходной задачи, в каждой из задач 2 и 3 имеется только одно ограничение, второе ограничение при этом выполняется автоматически и именно поэтому может быть отброшено. Алгоритмы решения подобных задач известны и описаны в литературе.

Существует и область таких значений параметров Ро и То, когда исходная задача должна решаться в полном обьеме (область П на рис. 8). Однако, как показали произведенные расчеты, размеры области II составляют не более 5% от величины общей площади области значений параметров задачи (от области П на рис. 8). Фактически это означает, что можно не считаться с существованием области II и с инженерной погрешностью относить исходную задачу либо к области I, либо к области Ш.

Ро

Рис. 8. Области существования различных оптимизационных задач, генерируемых Задачей 1

Значения исходных параметров Р0 и Го заполняют прямоугольник П, содержащий области I, II и III. В областях I и III исходная задача сводится к существенно более простым эквивалентным задачам (соответственно 2 и 3). В области II должна решаться задача 1а, в которой неравенства в ограничениях заменяются соответствующими равенствами. Таким образом, весьма важным является отыскание функциональных зависимостей РоАТц) И Ponido), разделяющих подмножества соответственно I, II и II, III.

В главе 4 диссертационной работы приведены алгоритмы построения зависимостей РоК^о) и Роп(То), разделяющих области соответственно I/II и II/III, и решения оптимизационных задач 2 и 3. Также приведен пример решения предложенным методом по описанному алгоритму. Важным результатом является вывод о возможности применения предлагаемого метода для любых задач с двумя ограничениями.

Анализ результатов расчетов, приведенных в главе 4, позволяет сделать вывод о том, что предложенный метод решения задачи оптимального распределения пропускных способностей с разнородными потоками существенно упрощает решение оптимизационных задач распределения ресурсов мультисервисной сети связи при наличии двух ограничений, накладываемых на сеть разнородными требованиями по качеству обслуживания для мультимедийной нагрузки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты:

1. Показано, что известные методы управления буферными накопителями узлов коммутации ATM имеют ряд недостатков, в частности, при больших нагрузках не обеспечивают выполнение требований по качеству обслуживания одновременно для различных типов нагрузки, передаваемой в мультисервисной сети связи. Это доказывает необходимость исследования и разработки новых механизмов управления буферными накопителями в сети с разнородным трафиком, что и было представлено в данной работе.

2. Предложены два новых механизма управления буфером коммутатора ATM: с приоритетом, зависящим от состояния системы, и с приоритетом, зависящим от состояния системы и интенсивности поступающей нагрузки. Для предложенных механизмов разработаны аналитические и имитационные модели.

3. Проведено сравнение результатов аналитического и имитационного моделирования четырех механизмов управления буфером коммутатора ATM (без приоритетов; с фиксированными приоритетами; с приоритетами, учитывающего состояние системы; с приоритетами, учитывающего состояния системы и интенсивность поступающей нагрузки). Показано, что при использовании предложенных в диссертации механизмов управления буфером с приоритетами, учитывающих состояние системы, а также состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки, можно получить выигрыш по параметру качества обслуживания «среднее время задержки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, в среднем равный 8-12%, и выигрыш по параметру «вероятности потерь» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, в среднем равный 6-10% по сравнению с другими проанализированными методами.

4. Предложена методика определения оптимального значения параметра управления буфером для предложенных механизмов управления буфером коммутатора ATM по методу Парето. Результаты расчетов показали, что даже при больших нагрузках

область Парето-оптимальных значений параметра управления буфером ограничивается узким диапазоном значений, что означает достаточно точное определение оптимального параметра управления.

5. Предложен метод решения оптимизационной задачи распределения пропускной способности мультисервисной сети минимальной стоимости с учетом требований по качеству обслуживания, предъявляемых мультимедийной нагрузкой. Получены формулы для расчета вероятности своевременной доставки и математического ожидания времени задержки в сети. Приведены результаты экспериментальной проверки метода, алгоритмы расчетов и сделаны выводы об эффективности предложенного метода для расчета пропускных способностей мультисервисной сети с инженерной погрешностью.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. The analysis of methods of resource allocation in B-ISDN / Ushakova M. // ICINAS-1997: International Conference on Informational Networks and Systems: Proceedings, Yaroslavl, Sept. 8-12,1997—Yaroslavl, 1997.—p.31-34.

2. Анализ метода распределения буферного пространства в ШЦСИО / Ушакова М.В. // 51 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 1997.— с. 15.

3. Управление нагрузкой в сетях ATM / Нурмиев М.Х., Ушакова М.В. //51 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб,

1997 —с.24.

4. Simulation Model of ATM Multiplexer for mixed traffic / Yanovsky G., Ushakova M. // Teletraffic Theory as a base for QoS: Monitoring, Evaluation, Decisions. International Teletraffic Seminar Proceedings / LONIIS.— StPetersburg, 1998.— p.247-252.

5. Модель распределения буферного пространства узла коммутации Ш-ЦСИО с приоритетами / Ушакова М.В. // 53 научная сессия, посвященная Дню радио: Тез. докл.— Москва, 1998.— с.62.

6. Модели нагрузки в Ш-ЦСИО. Решение одной оптимизационной задачи / Дымарский Я., Ушакова М. // ICINAS-98: International Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum V: Proceedings, StPetersburg, Sept 7-12,

1998 г./LONIIS.—StPetersburg, 1998 — p.479-482.

7. Аспекты имитационного моделирования процессов в сетях ATM / Ушакова М. // 52 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл., 25-29 января 1999 г. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 1999.— с.26.

8. Метод оптимизации сети с разнородными потоками / Дымарский Я., Ушакова М. // 52 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл., 25-29 января 1999 г. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 1999.—с.24.

9. Модель и оптимизация сети с постоянным временем обслуживания / Дымарский Я., Ушакова М. // 52 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл., 25-29 января 1999 г. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 1999.— с.24.

10. Оптимальное распределение ресурсов в сети с разнородными потоками / Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // Научный семинар «Информационные сети и системы»: Тез. докл., 26-27 октября 1999 г.— Москва, 1999.— с.32-35.

11. Decision of one optimization task for B-ISDN Network / Dymarsky Y.S., Nourmieva M. V. //

FZR-280 Conference Proceedings / Dresden University- Dresden, 1999.- p.62.

12. Имитационное моделирование для систем ATM / Нурмиева М.В. // 53 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл., 24-28 января 2000 г. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 2000.— с.11.

13. Анализ моделей источников нагрузки в сетях ATM / Нурмиева М. // 53 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл., 24-28 января 2000 г. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича — СПб, 2000.— с.11.

14. Решение оптимизационной задачи расчета сетевого оборудования ШЦСИО минимальной стоимости / Нурмиева М. // Техника и технология связи: 2-ая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов стран СНГ: Тез. докл., 1 - 3 февр. 2000 г. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 2000. — с. 157-159.

15. Решение оптимизационной задачи расчета сетевого оборудования ШЦСИО минимальной стоимости / Нурмиева М.В., Дымарский Я.С. // 54 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 2000. — с.18.

«120 U

16. Оптимальное управление буфером коммутатора ATM при обслуживании мультимедийной нагрузки / Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // 10-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2000»: Тез. докл., 11-15 сентября 2000 г. / Севастопольский Технический Университет.— Севастополь, 2000. — с.273-274.

17. Отыскание Парето-оптимальных решений для задачи управления буфером коммутатора ATM / Дымарский Я., Нурмиева М. // ICINAS-2000: International Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum VI: Proceedings, StPetersburg, Oct. 2-7,2000 r. / LONIIS.— StPetersburg, 2000.— p.306-311.

18. Проблемы качества обслуживания в мультисервисных сетях / Нурмиева М. // Пути создания интеллектуальной мультисервисной сети связи в составе российской инфотелекоммуникационной инфраструктуры: 1-ая Межд. конф., СПб, 26 - 28 июня

2001 г.: Сб. тез. докладов.— СПб, 2001.— с.89-90.

19. Решение оптимизационной задачи расчета мультисервисной сети кабельного телевидения минимальной стоимости / Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // 11-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2000»: Тез. докл., 10-14 сентября 2001 г. / Севастопольский Технический Университет.— Севастополь, 2001.— с.54-55.

20. О подходе к повышению эффективности управления буфером коммутатора ATM при обслуживании нагрузки реального времени/ Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // Международная Конференция по телекоммуникациям ШЕЕ: ICC2001: Тез. докл., 1115 июня 2001 г. / Спб Политехнический Университет.— СПб, 2001.— с.84-88.

21. Optimization of ATM switch buffer allocation scheme under real-time traffic / Nurmieva M. // ICINAS-2001: International Conference on Informational Networks and Systems: Proceedings.— StPetersburg, 2001.—p.98-106.

22. Построение мультисервисных сетей на базе технологии ATM / Нурмиева М.В. // 12-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2002»: Тез. докл., 9-13 сентября 2002 г. / Севастопольский Технический Университет.— Севастополь, 2002.— с.56-57.

23. Метаоптимизация систем связи / Дымарский Я., Нурмиева М. // Информационные сети, системы и технологии (МКИССиТ-2002) = Information Networks, Systems and Technologies (ICINSAT-2002): Труды VIII Межд. конф., С.-Петербург, 16-19 сентября

2002 г.— СПб, 2002. — с. 167-169.

24. Оптимальное распределение ресурсов в сети с разнородными потоками: Рассматривается оригинальный подход, обеспечивающий решения / Дымарский Я., Нурмиева М. // Вестник МАИСУ.— 2002,— № 3.— с.3-9.

25. Мультиоптимизация систем связи / Дымарский Я., Нурмиева М. // Вестник МАИСУ.— 2002.— № 3.— с.40-45.

26. Об эффективных механизмах управления буферными накопителями узлов коммутации ATM / Нурмиева М.В. // Проблемы информационной безопасности.— 2004.— №3.— с. 11-15.

27. Подход к распределению пропускных способностей мультисервисной сети / Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // Проблемы информационной безопасности.— 2004 — №3. — с. 16-20.

Подписано к печати 15.04.2004 Объем 1 печ. л. Тир. 60 экз. Заказ № 8

Тип. СПбГУТ. 191186, СПб, наб. р. Мойки, 61

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КЛАССЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТИ ATM И

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ УПРАВЛЕНИЯ БУФЕРНЫМ НАКОПИТЕЛЕМ УЗЛА КОММУТАЦИИ СЕТИ ATM.

1.1. Характеристика классов обслуживания в сети ATM.

1.2. Классификация механизмов управления буферным накопителем узла коммутации ATM.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИ МЕХАНИЗМОВ УПРАВЛЕНИЯ БУФЕРНЫМИ

НАКОПИТЕЛЯМИ УЗЛА КОММУТАЦИИ ATM.

2.1. Описание предлагаемых механизмов управления буферными накопителями узла коммутации ATM.

2.2. Аналитические модели механизмов управления буферным накопителем с приоритетами узла коммутации ATM.

2.2.1. Аналитическая модель механизма управления буфером без приоритетов.

2.2.2. Аналитическая модель механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки.

2.2.3. Аналитическая модель механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы.

2.2.4. Аналитическая модель механизма управления буфером с фиксированными приоритетами.

2.3. Имитационная модель механизмов управления буферным накопителем с приоритетами узлов коммутации ATM.

2.4. Анализ и сравнение ВВХ механизмов управления буфером, полученных аналитическим и имитационным методами.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРА

УПРАВЛЕНИЯ БУФЕРОМ УЗЛА КОММУТАЦИИ ATM.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Выбор аппарата векторной оптимизации.

3.3. Выделение области компромиссов.

3.4. Нахождение Парето-оптимальных решений для задачи управления буфером узла коммутации ATM.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ЗАДАЧА ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОПУСКНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ В СЕТЯХ С РАЗНОРОДНОЙ НАГРУЗКОЙ.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Разбиение задачи оптимального распределения пропускных способностей сети с разнородной нагрузкой на три эквивалентные подзадачи.

4.3. Алгоритм решения задачи оптимального распределения пропускных способностей сети с разнородной нагрузкой.

4.4. Пример решения задачи.

Выводы по главе 4.

Актуальность работы. Одним из основных свойств широкополосных цифровых сетей с интеграцией служб (Ш-ЦСИС) [27], использующих транспортную технологию ATM (Asynchronous Transfer Mode) [29, 30, 26], является гарантия определенного качества обслуживания для каждого соединения из множества виртуальных соединений с различными скоростями передачи и с существенно отличающимися характеристиками. Требуемое качество обслуживания в сети ATM может быть обеспечено только при использовании эффективных методов управления ресурсами и борьбы с перегрузками [25, 31,3]. Разработка таких методов, наряду с решением задачи анализа вероятностно-временных характеристик (ВВХ), рассматривались в большом количестве работ [1,2,14,16,18, 19,23, 32, 33, 35, 40,43,45,53, 64, 65, 72, 73,78, 82,83, 84,85, 86, 88, 94, 97, 98, 99, 108, 109, 110, 119, 128, 130, 132, 133, 135, 136, 137]. В числе авторов, получивших важные результаты в этой области, отметим отечественных и зарубежных исследователей Г.П.Захарова, В.Г.Лазарева, А.Н. Назарова, М.В. Симонова, С.Н.Степанова, В.С.Шибанова, Г.Г.Яновского, M.Gerla, P. Kuhn, Т. Ors, Н. Saito, и др.

Известно, что сети, использующие технологию ATM, создавались для передачи разнородной нагрузки [12,22, 27, 28,33,41,43, 70, 84, 86, 110, 128, 137], и в первую очередь, передачи мультимедийной информации, содержащей данные, голос и видео, и изначально предусматривали соблюдение заданных для каждого типа нагрузки параметров качества обслуживания (Quality of Service, QoS) [3, 25, 31]. Разнообразные типы приложений (услуг) с различными типами и характеристиками нагрузки и, соответственно, специфическими требованиями по качеству их обслуживания особенно характерны для сетей связи будущего, так называемых сетей следующего поколения (Next Generation Networks, NGN) [137, 33, 59, 9, 123]. Очевидно, что для обеспечения необходимых значений параметров качества обслуживания необходимы специфические механизмы управления нагрузкой. Однако, как показал анализ документов Форума ATM (ATMForum) [3] и рекомендаций МСЭ-Т (Международного Союза Электросвязи - International Telecommunications Union, Telecommunication Standardization Sector, ITU-T) [25, 31], стандартизованные механизмы носят общий характер и не учитывают всех особенностей разнородной нагрузки, что важно для обеспечения качества обслуживания в современных телекоммуникационных сетях, учитывая скорость и тенденции их развития в направлении NGN. Поэтому сегодня для новых мультимедийных приложений, таких, как передача компрессированного голоса, видео, трафика Интернет, задача усовершенствования механизмов управления трафиком и ресурсами сети является, безусловно, актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и разработка механизмов управления ресурсами в сетях ATM, оптимизация этих механизмов, а также разработка новых методов решения задач распределения пропускных способностей мультисервисных сетей. Поставленная цель обусловила необходимость решения следующих основных задач:

- исследование и классификация механизмов управления ресурсами в сетях ATM;

- разработка новых механизмов управления ресурсами в сетях ATM с целью их применения для улучшения качества обслуживания в сетях с мультимедийной нагрузкой;

- анализ и сравнение предложенных механизмов с ранее известными;

- разработка метода нахождения оптимального режима работы предложенных механизмов и решение задачи двухкритериальной оптимизации для сетей с мультимедийной нагрузкой;

- разработка метода решения оптимизационной задачи распределения пропускных способностей мультисервисных сетей с учетом требований по качеству обслуживания, предъявляемых мультимедийной нагрузкой.

Методы исследования. Проводимые исследования базируются на теории вероятностей, теории массового обслуживания, математической статистике и методах имитационного моделирования.

Для численных расчетов использовались программные математические пакеты Excel 7.0, Mathcad 7.0. Программное обеспечение необходимое для решения задач, использующих имитационное моделирование, реализовано с помощью пакета прикладных программ Stroboscop Simulation System v.1.3.

Научная новизна. Основными результатами диссертационной работы, обладающими научной новизной, являются:

1. Разработка аналитических методов и имитационных моделей для анализа поведения буферных накопителей узла коммутации ATM при различных механизмах бесприоритетного и приоритетного обслуживания при больших нагрузках.

2. Разработка механизмов управления ресурсами буферных накопителей узла коммутации ATM, обеспечивающих наилучшие показатели качества обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM по сравнению с известными ранее механизмами.

3. Разработка подхода к определению оптимальных параметров механизмов управления ресурсами буферных накопителей узла коммутации ATM с учетом качества обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM.

4. Решение оптимизационной задачи распределения пропускных способностей мультисервисных сетей минимальной стоимости с двумя ограничениями.

Практическая ценность. Внедрение результатов диссертационной работы показало, что результаты работы могут быть использованы на этапе планирования и проектирования сетей передачи информации, построенных на базе технологии ATM, в частности для оптимизации пропускных способностей сети ATM при предоставлении мультимедийных услуг, определения оптимальных объемов буферных накопителей и механизмов управления накопителями в узлах коммутации ATM, а также при эксплуатации широкополосных сетей, построенных на базе технологии ATM, обслуживающих мультимедийную нагрузку.

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в НИР ФГУП ЛОНИИС, при реализации проектов ОАО «Гипросвязь-СПб» и в учебном процессе СПб ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, что подтверждается актами о внедрении.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы были представлены в форме докладов и обсуждались на следующих семинарах и конференциях:

1. ICINAS-1997: International Conference on Informational Networks and Systems, Yaroslavl, Sept. 8-12,1997;

2. Teletraffic Theory as a base for QoS: Monitoring, Evaluation, Decisions. International Teletraffic Seminar, St.Petersburg, LONIIS, 1998;

3. ICINAS-98: International Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum V, St.Petersburg, Sept. 7-12,

1998, St.Petersburg, LONIIS;

4. Научный семинар «Информационные сети и системы»: 26-27 октября

1999, Москва;

5. FZR-280 Conference, Dresden University, Dresden, 1999;

6. 10-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2000», Севастопольский Технический Университет, Севастополь, Крым, Украина, 11-15 сентября 2000г.

7. Пути создания интеллектуальной мультисервисной сети связи в составе российской инфотелекоммуникационной инфраструктуры: 1-ая Международная Конференция, СПб, 26 - 28 июня 2001 г.;

8. ICINAS-2000: International Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum VI: Proceedings, St.Petersburg, LONIIS, Oct.2-7, 2000;

9. 11 -я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2001», Севастопольский Технический Университет, Севастополь, Крым, Украина, 10-14 сентября 2001г.;

10. Международная Конференция по телекоммуникациям IEEE: ICC2001, Спб Политехнический Университет, 11-15 июня 2001г.;

11. ICINAS-2001: International Conference on Informational Networks and Systems, St.Petersburg, 2001r.;

12. 12-я Международная Конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии CriMiCo'2002», Севастопольский Технический Университет, Севастополь, Крым, Украина, 9-13 сентября 2002г.;

13. Информационные сети, системы и технологии (МКИССиТ-2002): Information Networks, Systems and Technologies (ICINSAT-2002). VIII Межд. конф., С.-Петербург, 16-19 сентября 2002 г., а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича в 1997-2001 гг. и опубликованы в журнале "Проблемы информационной безопасности".

Основные положения, выносимые на защиту:

• Аналитические и имитационные модели очередей в узлах коммутации ATM для различных механизмов бесприоритетного и приоритетного обслуживания разнородной нагрузки в сетях ATM.

• Механизмы управления ресурсами буферных накопителей узлов коммутации ATM, обеспечивающие лучшие характеристики по качеству обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM по сравнению с известными ранее механизмами.

• Метод решения задачи оптимизации параметров разработанных механизмов управления ресурсами буферных накопителей узлов коммутации ATM с учетом требований по качеству обслуживания для разнородной нагрузки в сетях ATM.

• Метод решения оптимизационной задачи распределения пропускных способностей мультисервисной сети с учетом требований по качеству обслуживания, предъявляемых разнородной нагрузкой.

Личный вклад автора. Основные результаты теоретических и прикладных исследований получены автором лично. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит основная роль при решении поставленных задач и обобщении полученных результатов.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 27 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 130 страниц машинописного текста, 25 рисунков, 10 таблиц, 71 формулу.

выводы по главе 4

1. Предложен метод решения задачи оптимального распределения пропускных способностей мультисервисной сети с разнородной нагрузкой, в связи с чем задача решается при наличии ограничений для двух типов потоков нагрузки (чувствительных к задержкам и чувствительных к потерям).

2. Приведены алгоритмы решения предложенным методом и численные результаты. Показано, что использование предложенного метода позволяет решать подобные оптимизационные задачи с двумя типами ограничений с инженерной точностью (т.е. погрешностью не более 5%), что видно из результатов приведенных расчетов.

3. Предложенный метод решения задачи оптимального распределения пропускных способностей мультисервисной сети с разнородной нагрузкой может быть применен для любых задач с двумя ограничениями и при других видах ограничений в исходной задаче (например, если вместо Q используется вероятность потерь).

4. Анализ результатов расчетов, приведенных в главе 4, позволяет сделать вывод о том, что предложенный в диссертации подход существенно упрощает (при сохранении точности результата) метод решения сложных оптимизационных задач оптимального распределения пропускных способностей сетей с разнородной нагрузкой при наличии двух ограничений, накладываемых на сеть разнородными требованиями по качеству обслуживания для мультимедийной нагрузки, и делает эту актуальную на сегодняшний день задачу инженерно решаемой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты:

1. Показано, что известные методы управления буферными накопителями узлов коммутации ATM имеют ряд недостатков, в частности, при больших нагрузках не обеспечивают выполнение требований по качеству обслуживания одновременно для различных типов нагрузки, передаваемой в мультисервисной сети связи, что доказывает необходимость исследования и разработки новых механизмов управления буферными накопителями в сети с разнородным трафиком, что и было представлено в данной работе.

2. Предложены два новых механизма управления буфером коммутатора ATM с динамическими приоритетами:

- с приоритетами, учитывающий состояние системы, и

- с приоритетами, учитывающий состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки.

Для предложенных механизмов разработаны аналитические и имитационные модели.

3. Анализ результатов аналитического и имитационного моделирования четырех механизмов управления буфером коммутатора ATM (без приоритетов; с фиксированными приоритетами; с приоритетами, приоритетами, учитывающий состояние системы; и с приоритетами, учитывающий состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки) показал, что применение разработанных механизмов управления буфером с приоритетами позволяет получить лучшие показатели качества обслуживания «вероятность потери ячейки» и «время задержки ячейки» по сравнению с известными ранее механизмами управления буфером, особенно в режиме больших нагрузок, а именно:

Применение механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы, на 8-10% улучшает параметр качества обслуживания время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, и на 6-8% - параметр «вероятность потери ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, по сравнению с исследованными здесь ранее известными механизмами управления буфером;

Применение механизма управления буфером с приоритетами, учитывающего состояние системы и интенсивность поступающей нагрузки, на 10-12% улучшает параметр качества обслуживания «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам, и на 8-10% - параметр «вероятность потери ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, по сравнению с исследованными здесь ранее известными механизмами управления буфером.

При этом данный эффект достигается при сохранении в пределах норм параметра «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к потерям, и без превышения допустимого значения параметра «время задержки ячейки» для класса нагрузки, чувствительного к задержкам

4. Предложена методика определения оптимального значения параметра -управления буфером узла коммутации ATM. Результаты расчетов показали, что даже при больших нагрузках (р>0,9) область Парето-оптимальных значений параметра управления буфером ограничивается узким диапазоном значений, что позволяет сделать вывод о возможности точной «настройки» (выбора оптимального значения параметра управления) механизма управления буфером узла коммутации ATM при обслуживании мультимедийной нагрузки, характерной для сетей ATM.

5. Предложен метод решения оптимизационной задачи распределения пропускной способности мультисервисной сети связи с учетом требований по. качеству обслуживания, предъявляемых сегодня разнородной нагрузкой. Приведены результаты экспериментальной проверки метода, алгоритмы расчетов и сделаны выводы об эффективности предложенного метода для инженерных расчетов пропускных способностей мультисервисных сетей.

1. A Practical Dimensioning Method for ATM Systems / Akimaru H., Finley M.R., Yamori K. // IEEE Transactions on Communications, vol.47, No.2, February 1999, pp.311-315.

2. Akimaru H., Kawashima K. Teletraffic. Theory and Application/ Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 1993. 226 p.

3. ATM Forum Technical Committee. Traffic Management Specification, Version 4.0, af-tm-0056.000, April 1996.

4. Baskett, F., Chandy, K.M., Muntz, R.R., Palacios, F.G. Open, closed and mixed networks of queues with different classes of customers// J. ACM. 1975. - Vol. 22, No 2.-pp. 248 - 260.

5. Beran J., Sherman R., Taqqu M.S., Willinger W. Long-Range dependence in Variable-Bit-Rate video traffic / IEEE Transactions on Communications, vol.43.-1995.- p. 1566-1579.

6. Bocharov P.P. The analysis of queue length and output flow in single server with finite waiting room and plase type distributions//Problems of Control and Information Theory. 1987. - V. 16, №3. - P. 211-233.

7. Bocharov P.P., Naumov V.A. Matrix-geometric stationary distribution for, the РН/РН/1/г queue//EIK. 1986. - V. 22, -№4. - p. 179-186.

8. Buzen, J.P. Computational algorithms for closed queueing networks whit exponential service // Commun. ACM. 1973. - Vol. 16, No 9. - pp. 527-531.

9. Cochrane P., Heatley D.J.T. Modeling future telecommunications systems, Chapman & Hall, 1996,- 365p.

10. Courcoubetes C. and Weber R., Buffer Overflow Asymptotics for a Buffer handling many Traffic Sources // J. Appl. Prob. №33, 1996.- p.886-903.

11. Cox D.R. A use of complex probabilities in the theory of stochastic processes//Proc. Camb. Phil. -1955. V. 51. - P. 313-319.12. de Prycker M. Asynchronous transfer mode. Solution for В-ISDN/ Second edition. Ellis Horwood, 1993. - 330p.

12. Decision of one optimization task for B-ISDN Network / Dymarsky Y.S., Nourmieva M.V. // FZR-280 Conference Proceedings / Dresden University.-Dresden, 1999.-p.62.

13. Dzong Z. ATM Network Resource Management.- McGraw-Hill,-1997.- 316 p.

14. F.P. Kelly Effective bandwidths at multi-class queues // Queueing Systems, #9, p.516, -1991.

15. Filipiak J. Real-Time Network Management.- ELSEVIER,- 1991 ю- 446 p.

16. Fonesca, Silvester Modelling the output process of an ATM multiplexer with correlated priorities / Computer Networks & ISDN Systems, vol. 29, №17-18,1998.- 2153-2164.

17. Gelenbe, E., Pujolle, G. Introduction to Queueing Networks. John Wiley, Chichester, 1998 - 244 p.

18. Gerla M., Kleinrok L. Flow Control: A Comparative Survey / IEEE Transactions on Communications, vol.28 (4),-1980.- pp.553-574.

19. Gibbens, R. J., Kelly, F. P. and Turner, S. R. E. Dynamic Routing in Multiparented Networks // IEEE/ACM Transactions on Networking I. 1993. - Vol. 1, No 2. -pp. 261-270.

20. Girard A. and Ho M.T. Optimization of ISDN Networks with Partial Sharing / 14th ITC: Proceedings.-1994.- p.1251-1260.

21. Handel R. et al. ATM Networks: Concept, Protocols, Applications / R.Handel, M.N.Huber, S.Schroder.— Second Edition.— s.l.: Addison Wesley Publishing Company, 1995.— 287 p.

22. Higginbottom G.N. Performance Evaluation of Communication Networks / Artech House,-1998.- 368 p.24. http://www.ns2.com

23. ITU-T Recommendation E.728 (03.98). Quality of service, network management and traffic engineering Traffic engineering - ISDN traffic engineering, Grade-of-service parameters for B-ISDN signaling.

24. ITU-T Recommendation 1.150 (1999), B-ISDN asynchronous transfer mode functional characteristics.

25. ITU-T Recommendation 1.311 (1996), B-ISDN general network aspects.

26. ITU-T Recommendation 1.313 (1997), B-ISDN network requirements.

27. ITU-T Recommendation 1.327 (1995), B-ISDN functional architecture.

28. ITU-T Recommendation 1.361 (11/95). B-ISDN ATM layer specification.

29. ITU-T Recommendation 1.371 (08/96) Traffic control and congestion control in B-ISDN.

30. Kashper A. ATM Traffic Management: Feasibility of Congestion Control / St.-Petersburg Regional International Teletraffic Seminar, LONIIS, June 1-7,- 1998.-pp. 187-197.

31. Kuhn P.J. Evolution of New Services and Networking Technologies: Future Challenges for Traffic Management and Engineering// St. Petersburg Regional International Teletraffic Seminar / LONIIS. St. Petersburg, 1998.

32. Marie R., Pellaumail J. Steady-state probabilities for a queue with a general service distribution and state dependent arrivals/ДЕЕЕ JSE. 1983. - V. SE-9, 4. - P. 109113.

33. Morse P.M. Queues, inventories and maintenance. N.Y.: John Wiley and Sons, 1958.

34. Neuts M.F. Computational uses of the method of phases in the theory of queues//Computers and Math, with Appl. 1975. - V.l. P. 151-166.

35. Norros I. A storage model with self-similar input / Queueing Systems, 1994, v.16, pp.387-396.

36. Optimization of ATM switch buffer allocation scheme under real-time traffic / Nurmieva M. // ICINAS-2001: International Conference on Informational Networks and Systems: Proceedings.— St.Petersburg, 2001.— p.98-106.

37. Ors T. Optimization and Dimensioning of ATM Traffic Control Functions / Ph.D. Report, University of Surrey, UK,- 85 p.

38. Pitts J.M., Schormans J.A. Introduction to ATM Design and Performance.- John Wiley & Sons,- 1996ю- 190 p.

39. Pooch U., Wall J.A. Discrete Even Simulation. A Practical Approach.- CRC Press, Florida,- 1993.- 412 p.

40. Saito H. Teletraffic Issues in ATM Network. London: Artech House, 1994.

41. Simulation Model of ATM Multiplexer for mixed traffic / Yanovsky G., Ushakova M. // Teletraffic Theory as a base for QoS: Monitoring, Evaluation, Decisions. International Teletraffic Seminar: Proceedings. / LONIIS — St.Petersburg, 1998.— p.247-252.

42. Teletraffic. Theory and Applications, Haruo Akimaru, Konosuke Kawashima, Springier-Verlag, 1993.

43. The analysis of methods of resource allocation in B-ISDN / Ushakova M. // ICINAS-1997: International Conference on Informational Networks and Systems: Proceedings, Yaroslavl, Sept. 8-12,1997—Yaroslavl, 1997 —p.31-34.

44. Tien-Yu Huang, Jean-Lien C. Wu. Performance analysis of prioritized state-depending scheme in ATM networks// Computer Networks and ISDN Systems.1994. V.27. - №1. - Р.45-66

45. Two-State MMPP Modeling of the ATM Multiplexed Traffic Streams Based on the Interarrival Time Processes, S. H. Kang and D. K. Sung, Globecom '95, pp. 14221426,1995.

46. Winston W. Optimality of the Shortest Line Discipline // Journal of Applied Probability, 1977,181-189.

47. Yamada and S. Sumita. A Traffic Measurement Method and its Application for Cell Loss Probability Estimation in ATM Networks. IEEE JSAC, Vol.9, No.3, pp. 315-324.

48. Yegenoglu F., Jabbari B. Performance evaluation of MMPP queues for aggregate ATM traffic models / IEEE InfoCom,-1993.- pp.1314-1319.

49. Youself, Schormans Performance, Interarrival and Correlation Analysis of Four-State MMPP Model in ATM-based B-ISDN / IEEE Proc. Commun. IEEE Proc. I.,-1996,143, #6.- pp.363-368.

50. Zheng В., Atiquzzaman M. Traffic Management of Multimedia over ATM Networks / IEEE Communications Magazine, vol. 37, No.l- 1999.- pp.33-38.

51. Авен О.И., Турин H.H., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука, 1982. 464с.

52. Аоки М. Введение в методы оптимизации,- М.:, Наука, 1977.- 343с.

53. ATM: Технические решения создания сетей / Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. М.: Горячая линия -Телеком, 2001.- 373с.

54. Башарин Г.П. О расчете буферной памяти в вычислительных системах с несколькими входящими информационными потоками// Системы управления и коммутации М.: Наука, 1965. - с. 24-41.

55. Башарин Г.П., Богусловский Л.Б., Самуйлов К.Е. О методах расчетапропускной способности сетей связи ЭВМ// Итоги науки и техники. Электросвязь. М.: ВИНИТИ, 1983. - Т.13. - с. 32-106.

56. Башарин Г.П., Бочаров П.П., Коган Я.А. Анализ очередей в вычислительных сетях, М.: Наука -1989,- 336 с.

57. Башарин Г.П., Харкевич А.Д., Шнепс М.А. Массовое обслуживание в телефонии М.: Наука, 1968.- 246с.

58. Берлин А.Н. Устройства, системы и сети коммутации. СПб: ЗАО «ПЕТЕРКОН». - 2003.- 384с.

59. Богуславский Л.Б. Управление потоками данных в сетях ЭВМ. М., Энергоатомиздат, 1984.- 168с.

60. Борисов В.И. Проблемы векторной оптимизации. Сборник «Исследование операций. Методологические аспекты». М.: «Наука», 1972, стр. 72-83.

61. Бочаров П.П. Однолинейные системы обслуживания конечной емкости М.: Университет дружбы народов, 1985.

62. Бочаров П.П., Литвин В.Г. Методы анализа и расчета систем массового обслуживания с распределениями фазового типа. //Автоматика и телемеханика. -1986. №5. - с. 5-23.

63. Вязникова М.В. Реализация услуг мультимедиа на широкополосных сетях связи: Обзорн. информ. М.: ЦНТИ "Информсвязь", 1997. - 72с.

64. Гнеденко Б.В., Даниелян Э.А., Дмитров Б.Н., Климов Г.П., Матвеев В.Ф. Приоритетные системы обслуживания. М., Издат-во Моск. ун-та, 1973.- 447с.

65. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. -М.: Наука, 1987. 336 с.

66. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации / Учебник для ВУЗов. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 2003- 323с.

67. Турин Л.С., Дымарский Я.С., Меркулов А.Д. Задачи и методы оптимального распределения ресурсов. М.: Советское радио, 1968.

68. Даниелян Э.А. Однолинейные стохастические системы обслуживания с приоритетами. М., Издат-во Моск. ун-та (статистика и стохаст. системы), вып.7,-1969.

69. Джейсуол Н. Очереди с приоритетами. М., Мир, 1973.- 279с.

70. Динер ИЛ. Районирование множества векторов состояния природы и задачавыбора решения. Сборник «Исследование операций. Методологические аспекты». М.: Наука, 1972,- стр. 43-51.

71. Дымарский Я.С., Крутякова Н.П., Яновский Г.Г. Управление сетями связи: принципы, протоколы, прикладные задачи. — М.: Мобильные коммуникации. 2003.- 383с.

72. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Курс статистического моделирования, М., Наука, 1976, 320 с.

73. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. М.: Радио и Связь, 1988. - 192 с.

74. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М., Винарский М.Г. Буферная память узлов коммутации в сетях ЭВМ (анализ и методы расчета)// Препринт ИПУ АН СССР, 1986.

75. Засецкий А.В., Иванов А.Б., Постников С.Д., Соколов И.В. Контроль качества в телекоммуникациях и связи. Обслуживание, качество услуг, бизнес-управление. М.: Syrus-systems, 2001. - 335С.

76. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. М.: Радио и связь. -1982.-208с.

77. Захаров Г.П., Симонов М.В., Яновский Г.Г. Широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания / Учебное пособие,- СПб: СпбГУТ,-1996.

78. Захаров Г.П., Симонов М.В., Яновский Г.Г. Службы и архитектура широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания // Технологии электронных коммутаций. Том 41. -М.: Экотрендз, 1993.- 102с.

79. Захаров Г.П., Яновский Г.Г. Широкополосные цифровые сети интерального обслуживания / Учебное пособие,- СПб: СпбГУТ- 1994.

80. Захаров Г.П., Яновский Г.Г. и др. Проектирование и техническая эксплуатация сетей передачи дискретных сообщений. М: Радио и Связь, 1988.

81. Зелигер Н.Б., Чугреев О.С., Яновский Г.Г. Проектирование сетей и систем передачи дискретных сообщений Учебное пособие для ВУЗов. М.: Радио и связь, 1984.- 175с.

82. Исследование операций. Методологические аспекты. М.: Наука, 1972,-136с.

83. Карлин С. Основы теории случайных процессов. М.: Мир, 1971. - 536 с.

84. Кендалл М., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды.- М.: Наука, 1976.- 736с.

85. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. М.: Мир, 1979.- 600с.

86. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979.-432с

87. Климов Г.П. Стохастические системы обслуживания. М.: Наука, 1966.

88. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике, М.: Наука, 1977.- 832 с.

89. Кофман А. Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения М.: Мир, 1965.- 302с.

90. Кучерявый Е.А. Исследование вероятностно-временных характеристик механизмов управления мультимедийной нагрузкой в сетях ATM // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, С.-Петербург, 1999.

91. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Динамическое управление потоками информации в сетях связи. -М.: Радио и связь, 1983.- 216с.

92. Методы оптимизации сложных систем/ Под редакцией Я. 3. Цыпкина, М.: Наука, 1987.- 168с.

93. Модель распределения буферного пространства узла коммутации Ш-ЦСИО сприоритетами / Ушакова М.В. // 53 научная сессия, посвященная Дню радио: Тез. докл.— Москва, 1998.— с.62.

94. Морозов В.П., Дымарский Я.С. Элементы теории управления ГАП: Математическое обеспечение. JL: Машиностроение,- 1984.-ЗЗЗс.

95. Мультиоптимизация систем связи / Дымарский Я., Нурмиева М. // Вестник МАИСУ.— 2002.— № 3.— с.40-45.

96. Назаров А.Н. ATM: Модели и методы расчета структурно-сетевых параметров сетей ATM. М.: Горячая линия -Телеком, 2002.

97. ATM: Технические решения создания сетей / Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. М.: Горячая линия -Телеком, 2001373с.

98. Назаров А.Н., Симонов М.В. ATM: технология высокоскоростных сетей. М.: ЭКОТРЕНДЗ, 1997.-232С.

99. Наумов В.А. Об однолинейной системе с ограниченным накопителем и заявками нескольких видов//Модели систем распределения информации и их анализ. М.: Наука, 1982. - с. 77-82.

100. Нейман В.И. Самоподобные процессы и их применение в теории телетрафика И Труды Международной Академии Связи, 1999,- №1(9).- с.11-15.

101. Об эффективных механизмах управления буферными накопителями узлов коммутации ATM / Нурмиева М.В. // Проблемы информационной безопасности.— 2004.— №3.— с. 11-15.

102. Оптимальное распределение ресурсов в сети с разнородными потоками / Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // Научный семинар «Информационные сети и системы»: Тез. докл., 26-27 октября 1999.— Москва, 1999.— с.32-35.

103. Оптимальное распределение ресурсов в сети с разнородными потоками: Рассматривается оригинальный подход, обеспечивающий решения / Дымарский Я., Нурмиева М. // Вестник МАИСУ.— 2002.— № 3.— с.3-9.

104. Отыскание Парето-оптимальных решений для задачи управления буфером коммутатора ATM / Дымарский Я., Нурмиева М. // ICINAS-2000: International

105. Conference on Informational Networks and Systems. International Informatization Forum VI: Proceedings, St.Petersburg, Oct. 2-7, 2000 / LONIIS — St.Petersburg, 2000.—p.306-311.

106. Передача дискретных сообщений: Учебник для вузов / В.П. Шувалов, Н.В. Захарченко, В.О. Шварцман и др.; Под ред. В.П. Шувалова. М.: Радио и связь, - 1990 - 464 с.

107. Подход к распределению пропускных способностей мультисервисной сети / Дымарский Я.С., Нурмиева М.В. // Проблемы информационной безопасности.— 2004.— №3.— с. 16-20.

108. Саати Т. Математические методы исследования операций. М., 1963.

109. Степанов С.Н., Лагутин B.C. Телетрафик мультисервисных сетей связи. М.:

110. Радио и связь. 2000.- 319с.

111. Суховицкий АЛ. Применение распределений фазового типа для исследования ВВХ механизмов адаптации в сетях ATM// Труды учебных заведений связи.- Спб.: СПбГУТ. СПб, 1998. - №164. - с. 12-15.

112. Теория телетрафика / Перевод с нем. под ред. Башарина Г.П.- М.: Связь, 1971.- 320 с.

113. Управление нагрузкой в сетях ATM / Нурмиев М.Х., Ушакова М.В. // 51 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.— СПб, 1997 — с.24.

114. Харитонов В.Х., Харитонов В.В. О подходе к построению мультисервисной сети//Вестник МАИСУ, 2003.-№1с.- с.23-36.

115. Шибанов B.C. Захаров Г.П., Греков В.В. Организация математического моделирования структуры вторичных сетей электросвязи// Техника средств связи. Сер. ТПС, 1991. Вып. 1.- с. 3-24.

116. Шипачев B.C. Математический анализ: Учеб. пособие для вузов.— М.: Высшая школа, 1999.— 176 с.

117. Шнепс М.А. Системы распределения информации. Методы расчета / Справочное пособие.- М.:, Связь, 1979.- 344 с.

118. Яновский Г.Г. Методы и модели управления сетевыми ресурсами в цифровых сетях интегрального обслуживания // диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, ГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, С.-Петербург,- 1994.

119. Яновский Г.Г., Кох Р. Эволюция и конвергенция в электросвязи. М.: Радио и связь. - 2002.- 279с.