Спосіб зваженого кругового обслуговування черг мультисервісних інформаційних потоків

Реферат: Спосіб зваженого кругового обслуговування черг мультисервісних інформаційних потоків, включає формування черги відповідно до типу трафіку, розподіл ємності каналу обслуговування, що здійснюють відповідно до ваг інформаційних потоків. При різкому зростанні кількості пакетів у черзі високопріоритетного трафіку частину пакетів, які не зможуть бути передані вчасно через смугу частот, яку виділено для передачі відповідного трафіку, розмішують одноразово у частину смуги частот низькопріоритетного трафіку. UA 85487 U (12) UA 85487 U UA 85487 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до телекомунікаційної техніки, а саме призначена для усунення перевантажень у чергах вихідних каналів комутаційного центру. Відома гігабітна пасивна оптична мережа строгого пріоритетного зваженого кругового механізму обслуговування черг, яка враховує в першу чергу пріоритетність пакета, а вже після цього його назначену вагу (назначена вага визначається як сума початкової ваги і приросту, помноженого на розмір пакета) [UD patent application publication ЕР 1657861 А2 17.05.2006]. Недоліком даної системи є те, що не враховується загальна завантаженість високопріоритетної черги та не здійснюється аналіз втрат пакетів. Відома система зваженого механізму кругового обслуговування черг (Weighted Round RobinWRR), відповідно до якої кожному потоку трафіку призначається своя вага. Алгоритм WRR обробляє потік трафіку пропорційно до його ваги [UD patent application publication ЕРІ 111858 А2 27.06.2001]. Недоліком даної системи є те, що кількість черг, що підтримує обладнання комутаційних центрів є обмеженим, тому при передачі великих об'ємів трафіків, та обробці великої кількості заявок не завжди є можливість організувати окрему чергу для заявки інтерактивного відео. Відома система динамічного зваженого кругового обслуговування черг, в якій весь потік поділений на чотири черги по пріоритетності, в моменти різкого зростання кількості пакетів, пакети трафіку з кінця більш пріоритетної черги перенаправляються на початок менш пріоритетної черги, а пакети трафіку з початку найменш пріоритетної черги переправляються в кінець найбільш пріоритетної черги [UD patent application publication US 6,438,135 B1 20.08.2002]. Недоліком даної системи є те, що немає встановленого ліміту пакетів, які можуть бути перенесені з більш пріоритетної черги в менш пріоритетну, також не на всіх комутаційних центрах обладнання підтримує велику кількість черг. Задачею корисної моделі було створення способу обслуговування черг, який дозволяє ефективно обробляти непередбачувані піки навантаження. Поставлена задача вирішується тим, що за рахунок динамічної зміни величини навантаження, яке може бути спрямовано з черги високопріоритетного трафіку в чергу низькопріоритетного трафіку. Новим є те, що при переповненні високопріоритетної черги пакети з кінця високопріоритетної черги перенаправляється на початок низькопріоритетної черги. Суть корисної моделі пояснюється структурною схемою. У комутаційному центрі інформаційні потоки після здійснення комутації по каналах та класифікації пакетів відповідно до пріоритету або типу заявки направляються у черги вихідних каналів. Обробка черг заявок здійснюється відповідно до відомого механізму зваженого кругового обслуговування. Однак у моменти різкого зростання кількості пакетів, пакети високопріоритетного трафіку перенаправляються в чергу низькопріоритетного трафіку. Такі перестановки пакетів є одноразовими, кількість пакетів, які перенаправляються, обраховується за запропонованим алгоритмом. Тимчасовий перерозподіл пакетів між чергами у вихідному каналі перерозподіл дозволяє запобігти втраті пакетів через перевищення допустимого часу затримки обслуговування пакета інтерактивного трафіку, при цьому не відбувається довгострокових змін у розподілі смуги пропускання вихідного каналу зв'язку, що дозволяє зберегти рівень якості обслуговування для низькопріоритетного трафіку. Принцип роботи запропонованої корисної моделі полягає у наступному. Оскільки вхідний Інтернет-трафік має ознаку непередбачуваних піків навантаження, тому буде ефективним перенаправления пакетів низькопріоритетного трафіку на початок черги низькопріоритетного трафіку. Фактично це може бути представлено, як перерозподіл кількості пакетів, що забираються з черг, за одну транзакцію, в момент виникнення переповнення черги високопріоритетного трафіку. Тобто, зменшення кількості пакетів низькопріоритетного трафіку, що передаються за одну трансакцію, на кількість пакетів, що надійшли з черги високопріоритетного потоку. На схемі показано основний принцип розподілу канального ресурсу за запропонованим способом обслуговування черг мультисервісних трафіків. При наповненні черги високопріоритетного трафіку заданим числом заявок, наприклад h V , всі пакети даних, що надходять, надходять на перші позиції в чергу Інтернет-трафіку, до того ж встановлюється ліміт на кількість пакетів, що можуть бути перенесені між чергами, деяке m  C Dj , де CDj - кількість пакетів, що забираються - черги низькопріоритетного трафіку за одну трансакцію, відповідно ваги трафіку. Така міграція пакетів між чергами рівносильна тому, що черга високопріоритетного 1 UA 85487 U трафіку буде збільшена на ( C Dj ) позицій і смуга пропускання відповідного трафіку буде збільшена до ( C Vj  k ) пакетів за одиницю часу, де k  1 m залежить від кількості пакетів, які , 5 надійшли зверх черги h V . Пошук оптимальної величини об'єму навантаження ( m ), який перерозподіляється. Критерій пошуку: знайти таке значення m , при якому буде виконуватися нерівність: 2 2 P j 1 over ij new де Pover Pover 10 15 ij ij new   Pover j 1 ij - ймовірність переповнення черги i -го трафіку в j -му вихідному каналі,  Pi - ймовірність переповнення черги i -го типу трафіку в j -му вихідному каналі після зміни кількості пакетів високопріоритетного та низькопріоритетного потоків в вихідному тракті за формулами, Pi - порогові значення для ймовірності переповненні i -го трафіку, які задаються. Розрахувати матрицю значень ймовірностей (верхньої межі) переповнення черг, де кількість пакетів, що забирається з черги відповідного трафіку, змінюється на один пакет, в результаті при незмінній сумарній кількості пакетів всіх типів трафіків, що відправляються в вихідний канал, кількість пакетів, що забирається з черги високопріоритетного трафіку, збільшується з C V до ( C V  CD  1 ), а кількість пакетів, що забираються з черги низькопріоритетного трафіку, зменшується відповідно від CD пакетів, до 1 пакета: M  [PoverVk (C V  k ), PoverDk (CD  k )] , де k  12,3... - кількість пакетів відео, що перенаправляються в чергу Інтернет; PoverVk , , 20 PoverDk - ймовірності переповнення черг високопріоритетного та низькопріоритетного трафіків за умови перерозподілу k пакетів відповідно до запропонованого способу обслуговування; C V , - ємності каналів, що виділяються для передачі черг високопріоритетного та низькопріоритетного трафіків, відповідно. Для розв'язку поставленої задачі необхідно вибрати CD 2 25 k , для якого виконуються умови 2 j1 таке максимальне j 1  Pover ij   Pover ik j , Pover ikj  Pi . Сформовані рекомендації дають можливість ефективно обробляти непередбачувані піки навантаження, зменшити втрати пакетів, які виникають, через перевищення часу очікування пакетів інтерактивного потоку у чергах вихідних каналів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб зваженого кругового обслуговування черг мультисервісних інформаційних потоків, що включає формування черги відповідно до типу трафіку, розподіл ємності каналу обслуговування здійснюють відповідно до ваг інформаційних потоків, який відрізняється тим, що при різкому зростанні кількості пакетів у черзі високопріоритетного трафіку частину пакетів, які не зможуть бути передані вчасно через смугу частот, яку виділено для передачі відповідного трафіку, розмішують одноразово у частину смуги частот низькопріоритетного трафіку. 2 UA 85487 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3