Диссертация (1154395), страница 18
Текст из файла (страница 18)
В этих жеработах проведен анализ указанных характеристик от нагрузочных параметровдля нескольких распределений размера группы заявок: логарифмическогодетерминированного, Ципфа, геометрического и дискретного равномерного.Еще одним механизмом, защищающим сервер, обслуживающий сигнальныйтрафик, от перегрузки является приоритезация сообщений [25, 57].
Такиемодели исследованы в [1, 214].В этой главе диссертации поставлена и решена задача анализа механизмовуправления [61, 64, 65, 87, 111, 119, 180, 225, 246, 249] перегрузками серверов,процессы обслуживания сервером сигнального трафика исследованы в видедвухпотоковых математических моделей с использованием аппарата теориимассового обслуживания [12, 21, 22, 58, 61, 71, 72, 74-76, 77, 84, 87, 88, 101, 118,144, 158, 189, 194, 241, 242] и математической теории телетрафика [13, 14, 113,122, 189]. При анализе двухпотоковых моделей систем поллинга [35, 243, 245] с- 94 -ненулевым временем переключения [33, 44, 152, 153, 172, 199, 235, 241, 243,250] исследованы несколько дисциплин обслуживания очередей, при этомнаибольшее внимание уделено шлюзовой и исчерпывающей дисциплинамобслуживаниякакнаиболееадекватноописывающимобслуживаниесигнального трафика согласно работам, посвященным системам поллинга.
Вдиссертации анализ обеих дисциплин проведен для систем поллинга сконечными очередями.В диссертации также исследована процедура установления соединения напримере одной из услуг интерактивного телевидения на базе мультимедийнойподсистемы IMS, а именно, услуги предоставления данных по запросу [44, 45,179]. Здесь показателем качества восприятия QoE является время установлениясоединения,котороепользовательощущаетввидезадержкиначалавоспроизведения запрошенных данных. В диссертации для оценки времениустановления соединения исследована процедура установления соединения,заключающаяся в последовательном обслуживании сигнальных сообщений исогласовании и выделении транспортных каналов для предоставления данныхпо запросу [206].
Для разработки методов анализа построен комплекс моделей,включающиймоделиэкспоненциальнойСеМО[13,142],однороднойнеэкспоненциальной СеМО [14, 18, 21, 70, 142] и многофазной СМО с фоновымтрафиком [89]. Результатом исследований стала рекомендация использоватьметод для оценки времени установления соединения с помощью многофазнойСМО с фоновым трафиком, который из трех исследованных методов даетнаибольшуюточностьпосравнениюсрезультатамиимитационногомоделирования, а таже позволяет рассчитывать квантиль времени установлениясоединения [39, 44, 45, 179,].Поитогамлитературногообзорапроблемоценкипоказателейэффективности систем сигнализации в главах 3 и 4 поставлены и решеныследующие задачи:анализ времени установления соединения в мультимедийной подсистемемультисервисной сети (глава 3);анализ поллинговой модель с пороговым управлением нагрузкой серверапротокола установления сессий (глава 3);- 95 -построение и анализ модель гистерезисного управления нагрузкой в сетисерверов протокола установления сессий (глава 4).3.2.Построение и анализ модели установления соединенияв мультимедийной подсистеме мультисервисной сетиВ этом разделе диссертации разработан комплекс методов оценки времениустановления соединения при предоставлении данных по запросу (Content onDemand)25 на базе мультимедийной подсистемы IMS.
Для этого разработанамодель установления соединения и оценено время установления соединения какодна их ключевых характеристик, определяющих качество восприятияпользователя. Оценка времени установления соединения производится тремяаналитическими методами для моделей в виде экспоненциальной СеМО,неэкспоненциальной СеМО (т.н. «метод Университета дружбы народов» [14]) ив виде многофазной СМО с фоновым трафиком.
Второй и третий методыявляются приближенными. Аппарат, применяемый в приближенном методеоценки времени установления соединения с учетом фонового трафика позволяетнайти зависимость значения квантиля времени установления соединения отинтенсивности поступающих запросов.Оценим время установления соединения при предоставлении конечномупользователю услуг интерактивного телевидения (IPTV) через мультимедийнуюподсистему IMS, которая использует в качестве основного протоколасигнализации протокол SIP. Согласно техническим спецификациям ETSI26основными услуги IPTV являются: широковещательное телевидение (broadcastTV); интерактивное телевидение с возможностью записи широковещательноготелевидения и дальнейшего просмотра в течение нескольких дней (personalvideo recording); платное широковещательное телевидение, когда абонентпокупает отдельную программу из платного телевидения, и смотрит ее согласнорасписанию (pay per view); данные по запросу пользователя (content on demand),где наиболее распространенной услугой является услуга предоставления видеопо запросу (video on demand), которая передается одноадресно, и др.25ETSI TS 102 542-2 V1.3.1 (2010-01) Technical Specification.
Digital Video Broadcasting (DVB);Guidelines for the implementation of DVB-IPTV Phase 1 specifications; Part 2: Broadband ContentGuide (BCG) and Content on Demand. – ETSI, January 2010.26ETSI TS 181 016 V3.3.1 (2009-07) Technical Specification. TISPAN. Service Layer Requirementsto integrate NGN Services and IPTV. --- ETSI, July 2009.- 96 -Такие услуги как интерактивное телевидение, услуга предоставленияданных по запросу и потоковое аудио являются наиболее чувствительными квременным задержкам27. Из этих услуг для иллюстрации разработанных нижеметодов выбрана наиболее востребованная услуга предоставления данных позапросуконечногопользователя.ВтехническихспецификацияхETSITS 182 027, TS 186 020 также описана архитектура комплекса IPTV, котораявключает в себя следующие составляющие: подсистему управления комплексоми услугами, подсистему приема и обработки данных, подсистему защитыданных, подсистему видео серверов и подсистему мониторинга качествапотоков и клиентского оборудования.Кратко охарактеризуем функциональные блоки на рис.
3.1, принимающиеучастие в процедуре установления соединения при предоставлении данных позапросу.Рис. 3.1. Архитектура комплекса IPTV28Блок 1 - оборудование пользователя (User Equipment, UE), включающееоконечное27устройствовоспроизведенияданных.Блок 2описываетETSI TS 186 025 V2.2.1 (2013-06) Technical Specification. IMS Network testing (INT); IMS/PESPerformance benchmark; Part 4: Reference Load network quality parameters. – ETSI, June 2013.28ETSI TS 182 027 V3.5.1 (2011-03). Technical Specification.
Telecommunications and Internetconverged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); IPTV Architecture; IPTVfunctions supported by the IMS subsystem. – ETSI, March 2011.- 97 -магистральную сеть IP/MPLS, соответствует блоку Transport and Access (T&A) вархитектуре комплекса IPTV. Блок 3 P-CSCF (Proxy-CSCF) реализует функциюпосредника для взаимодействия с оборудованием пользователя. Основнымизадачами P-CSCF является аутентификация пользователя и формирование егоучетной записи. Функция P-CSCF сканирует характеристики информационноготрафика, например, требуемую пропускную способность, и определяетвозможность организации сеанса или его запрета, необходимость измененияпараметров сеанса и т.д.
Блок 4 S-CSCF (Serving-CSCF) является основнымблокомядраобмениваютсяIMS,обрабатывающимоконечныевсеустройства.SIP-сообщения,ФункцияS-CSCFкоторымиобеспечиваетмаршрутизацию, управление ресурсами сети в зависимости от приложений ипрофиляпользователя.Блок 5I-CSCF(Interrogating-CSCF)являетсяпосредником для взаимодействия абонентов сети пользователя с внешнимисетями или с абонентами из других сетей, временно находящимися в сетипользователя.ОсновнымизадачамиI-CSCFявляютсяидентификациязапрашиваемых внешними абонентами услуг, выбор сервера приложений иобеспечение доступа к этому серверу.
Блок 6 сервер приложений, отвечающийза предоставление данных по запросу, так называемый CoD AS (Content onDemand Application Server) ставится в соответствие серверу приложений IPTVAS, как предоставляющему все услуги IPTV. Сервер приложений CoD ASвыполняет две функции: функцию обнаружения услуг (Service DiscoveryFunction, SDF) и функцию выбора услуги (Service Selection Function, SSF),которыепредоставляютоборудованиюдляинформацию,выборауслуги.необходимуюБлок 7абонентскомумедиа-функцииуслугипредоставления данных по запросу (Content on Demand Media Function, CoDMF) объединяет в себе функцию управления взаимодействия с абонентскимоборудованием CoD-MCF (Media Control Function) и функцию доставки медиаданных в абонентское оборудование CoD-MDF (Media Delivery Function).Нарис.
3.2представленпотоксигнальныхсообщениймеждуфункциональными блоками, принимающими участие в установлении сессиипри предоставлении данных по запросу, включающий кроме сообщений- 98 -протокола SIP еще одно сообщение потокового протокола реального времениRTSP (Real Time Streaming Protocol)29.Время, выделяемое на процедуру установления соединения, включаярезервирование канала для передачи данных, по международным стандартамдолжно составлять не более 2 с30.
В установлении сессии принимают участиесообщения Invite, 200 Ok, Ack, Notify протокола SIP, а также сообщение Playпротокола RTSP. Последнее сообщение 200 Ok от CoD MF завершаетподготовительный этап, после чего сессия считается установленной.IMS ядро1234567UEIP/MPLSP-CSCFI-CSCFS-CSCFCoD ASCoD MFInviteInviteInviteВремя установления сессии InviteInviteInviteInvite200 Ok (Invite)200 Ok (Invite)200 Ok (Invite)200 Ok (Invite)200 Ok (Invite)200 Ok (Invite)200 Ok (Invite)AckAckAckAckAckAckAckNotify (Media is ready)Notify (Media is ready)Play (RTSP)Play (RTSP)200 Ok (Play)200 Ok (Play)Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
