Система обробки мультисервісних інформаційних потоків

Реферат: Система обробки мультисервісних інформаційних потоків містить блок аналізу затримок у вихідних каналах зв'язку, класифікатор типу трафіку, блок комутації. Класифікатор типу трафіку розміщений перед блоком комутації. UA 85488 U (54) СИСТЕМА ОБРОБКИ МУЛЬТИСЕРВІСНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ПОТОКІВ UA 85488 U UA 85488 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до телекомунікаційної техніки, а саме призначена для усунення перевантажень у чергах вихідних каналів комутаційного центру. Відома система керування перевантажень у комутаційних центрах, контроль комутації та системи статистики, що підключає до процесу комутації інформаційних потоків між вхідним та вихідним каналами аналіз ряду атрибутів [UD patent application publication US 7,480,304 B2 20.01.2009]. Недоліком даної системи є те, що класифікація трафіку здійснюється відповідно до таблиць маршрутизації тобто за адресами кінцевих пунктів призначення пакетів, але без відповідності до типу трафіку, а саме не враховується завантаженість черги вихідного каналу, що формується за типом трафіку. Відома система керування трафіком в пограничному комутаційному центрі, домінуючими факторами при прийнятті рішення про комутацію інформаційного потоку є клас обслуговування трафіку та пункт призначення трафіку, де планування може бути виконано на основі призначення, а потім на основі поведінки хопу [UD patent application publication US 2004/0213264 A 128.10.2004]. Недоліком даної системи є те, що спостерігається реакція системи на направлення трафіку у заданий вихідний канал, після чого при виявленні перевантаження система реагує та перенаправляє інформаційні пакети, відповідно не здійснюється контроль за поточним перевантаженням черг заданого типу (класу) трафіку перед тим як відправляти в тому напрямку нові інформаційні потоки. Зазначені вище та інші відомі та застосовувані на практиці системи керування трафіком у комутаційному центрі дозволяють задовільно усувати перевантаження вихідних каналів і контролювати їх завантаженість, однак контролюється завантаженість вихідного каналу в цілому але не завантаженість окремих черг по типах трафіків, відповідно не проводиться класифікація інформаційного потоку до процесу комутації, що не дозволяє запобігти перевантаженню черг окремих типів трафіків, що є чутливими до часу затримки пакетів. Найближчим аналогом є система комутації з використанням багатовимірної класифікації пакетів (Traffic switching using multi-dimensional packet classification) [UD patent application publication US 7,260,102 B2 21.08.2007], який складається з аналізаторів вхідних каналів зв'язку, інформація з яких подається на вхід класифікатора затримки, після класифікатора затримки інформаційний потік розділяється на два виходи в першому здійснюється обробка інформаційного потоку з високими вимогами до затримки пакетів, у другому обробка пакетів з низькими вимогами до затримки пакетів, перед виходом з комутатора у кожному вихідному каналі здійснюється класифікація трафіку за пріоритетом та організація черг відповідно до пріоритету. Основний недолік даної системи полягає у тому, що у випадку перевантаженості черги заданого пріоритету у вихідному каналі заданого класу трафіку направлений пакет з високими вимогами до затримки трафіку не зможе бути обслуговуваний вчасно, через те що при розподіленні не враховується завантаженість черг вихідних каналів по пріоритетах, відповідно пакет з високими вимогами до затримки може попасти в чергу, де не буде обслугований вчасно. Задачею корисної моделі було створення системи комутації інформаційних потоків для здійснення передачі пакетів різних пріоритетів з мінімальними затримками у чергах вихідних каналів. Поставлена задача вирішується тим, що ініціюється класифікація інформаційного потоку відповідно до пріоритету перед процесом маршрутизації, а в при виборі маршрутів для інформаційного потоку враховується завантаженість черг вихідних каналів за пріоритетами, що дозволяє зменшити втрати пакетів, пов'язані з перевищенням часу очікування у чергах вихідних каналів. Новим є те, що у систему введений класифікатор інформаційного потоку та аналізатор завантаженості черг вихідних каналів за пріоритетом, що вирішує поставлені задачі. Суть корисної моделі пояснюється структурною схемою. Де 1 - блок центрального керування; 2 - блок моніторингу (аналіз затримок у вихідних каналах зв'язку); 3 - вхід 1; 4 - вхід 2; 5 - Класифікатор (типу трафіку, затримки трафіку); 6 - комутатор; 7 - вихід 1; 8 - вихід 2. На вхід комутаційного центру надходить потік інформаційних пакетів, який класифікується за пріоритетом, що визначає клас трафіку. Після чого пакети інформаційного потоку комутуються у відповідності до інформації про завантаженість черг вихідних каналів, яка надходить з блока центрального керування комутаційним центром, який зв'язаний з блоком моніторингу, що контролює завантаженість черг вихідних каналів. Комутація здійснюється таким чином: крім інформації про напрямок розповсюдження інформаційного пакету приймається до уваги завантаженість вибраних вихідних каналів, серед множини вибирається той, який забезпечить 1 UA 85488 U 5 10 15 20 вчасну передачу інформації з мінімальними втратами пов'язаними з перебуванням пакету у черзі більше допустимого часу затримки. Коли комутація здійснена пакети відповідно до пріоритету відправляються у чергу відповідного пріоритету вибраного вихідного каналу. Обслуговування черг за пріоритетами здійснюється на основі відомих зважених алгоритмів кругового обслуговування, пакети передаються у вихідні тракти інформаційнотелекомунікаційної мережі. Принцип роботи запропонованої корисної моделі полягає у наступному. Класифікація трафіку до процесу комутації дозволить керувати наповненням черг заданих пріоритетів трафіків у вихідних каналах в залежності від поточного значення показника втрат пакетів у чергах за інформацією від блока моніторингу, тобто у разі переповнення черг в системі розв'язується наступна задача вузлової маршрутизації для підвищення ефективності передачі трафіку. Оскільки весь вхідний потік, що складається з трафіку різних s типів розділяється на s черг, то задача оптимізації повинна вирішуватися в комплексі для системи, з урахуванням вимог до якості передачі кожного класу трафіку окремо. x Необхідно знайти такий розподіл коефіцієнтів ij , що мінімізує цільову адитивну функцію від показника втрат пакетів (ймовірності переповнення черги) заданого класу трафіку у вихідних каналах комутаційного центру. Таким чином, на вхід КЦ надходить інформаційний потік, класифікатор трафіку дозволяє виділити s різних типів, з відповідною інтенсивністю i (i  1,s) . Інформаційний потік треба C ( j  1 n) , розподілити по n вихідних трактах. Тракти характеризуються швидкістю передачі j . x ij  Параметри керування - коефіцієнти , які зв'язують інтенсивності потоків в трактах ij з величиною загального трафіку i : ij  xiji,j  1 n, i  1 s , , 25 (1)  Доля потоку i -го трафіку ij , який направляється в j -й канал фіксується, до моменту, коли система сигналізує про рівень втрат пакетів вище заданого значення. При надходженні x відповідної інформації про втрати пакетів система заново перераховує значення долів ij . Задача вузлової маршрутизації представлена на (Фіг. 2). Оцінити ефективність розподілу інформаційних потоків в комутаційному центрі можна за допомогою наступного адитивного критерію: s  n  Wov er()   ai   xijPov er ij   min   i 1  j1  n  xij  1xij0 30 j1 , P де ov er ij - розрахункова верхня границя переповнення черги i -го класу трафіку у j -му вихідному каналі, ai - параметри трафіку, наприклад пріоритет. 35 40 x Задача пошуку ij , що мінімізують цільову функцію (ймовірність переповнення черг), розв'язується класичними методами теорії оптимізації. Розв'язок даної оптимізаційної задачі вирішує проблему вибору каналу вихідного каналу, в якому буде організовано віртуальне з'єднання на час передачі інформаційної заявки. Сформовані рекомендації дають можливість зменшити втрати пакетів та підвищити якість обслуговування інформаційного потоку за рахунок направлення пакетів у канал, де черга відповідного пріоритету найменше завантажена, а також призупинити надлишкові процеси, які утворюються при систематичних втратах пакетів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Система обробки мультисервісних інформаційних потоків, що містить блок аналізу затримок у вихідних каналах зв'язку, класифікатор типу трафіку, блок комутації, яка відрізняється тим, що класифікатор типу трафіку розміщений перед блоком комутації. 2 UA 85488 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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