RSVP алгоритммен тарату жүйесіне QoS-көрсеткішінің табу әдістемесі

Цифрлы дабыл цифрлы желiнi ұйымның тәсiлiне және дабылдың беруiне байланысты (ақпараттық тып-тығыз дабыл, қызметтiк iшкi жүйе сигналы), өзімен бөлек апарылған тақырып астында биттер, бағдарғылардың туы, жiберудiң мәртебесi, ақпараттық деректер жатасын қамтитын және тағы басқалар, 3.10 сурет, күрделi құрылымы болатыны белгiлi. Қатенің нәтижесінде биттің жоғалуы жiберуде осы биттiң тұрған орыны байланысты тәсiлдiң қорытынды сапасында әртүрлі әсер ететіні анық. Басқаша айтқанда, берiлген биттердiң қорытынды суммасының тексерiс операциясының бар болуына қарамастан, QoS-көрсеткіштері үшін маңыздырақ мәнге дәл қандай бит жоғалып кеткені ие. QoS-көрсеткіші қазiргi құрылғыларды көпшiлiк үшiн жiберудiң мәртебесiн мағынаның ысырабы осылай iс жүзiнде әсер етпейді, өйткенi үндестiрудiң режiмiнде әрқашан жұмыс iстейдi және қосылудың қалпына келтiруi, өйткенi жүйе бит жылдамдығын автоматты түрде қалпына алып келедi. Биттiң жоғалуы ақпараттық жатада қолданушының дабылы немесе байқалмаған жүйемен қалады (бұрмалаудың табалдырығында табыс емес жағдайында), немесе бiрнеше қателердiң бар болуында, жүйені осы хабарды қайта жіберуге мәжбүр етедi. Бұл анық тәсiлдi түпкi ықтималдықта өзгертпейдi, бiрақ абонентке дейiн ақпараттың жеткiзілу жылдамдығын төмендетеді. Биттiң жоғалуы тақырып жатасында шақырылатын жақтың мекенжайы және басқа, байланыс сеансының қосылуының үзілуіне немесе берiлген ақпараттық бiрліктің жоғалуына алып келуі мүмкін (арнамен байланысты емес қосылу үшін). Демек, хабарламаларды анық тәсiлдi қабылдау ықтималдығы кадрдың құрылымына бағынышты болады және қызметтiк iшкi жүйелердiң хабарламаларына бағынышты болады.

Егер N_E – биттің жіберуде ортақ саны болса, әдетте N_E = 64; N⁽⁰⁾ – бит қатесiн пайда болу не қолданушы үшiн анықтық тәсілінің төмендеуіне әкелмейтін, не абонентке дейiн ақпараттың жеткiзу жылдамдығының төмендеуіне әкелмейтін, бит өрістерінің саны (3.10б суреті бойынша) – N⁽⁰⁾ = 3 + 5 = 8 бит). Көрсетiлген өрістердегі берілістің бұзылуы,жоғары көрсетiлгендей, жүйеде автоматтық ыңғайластыруға әкеледi. Байқасақ, соңғысы қолданушының ақпарлық белгісіне байланысты, бiрақ RVSP белгілеріне байланысты емес, тiптi жалғыз биттің жоғалуы берілістің бұзылуына әкеледi. Одан әрі: егер N^(d) – бит өрістерінің саны, қандай да қателік қабылдаушы жақта бақылау сомасының бұзуына әкеледi және хабарламаларды дереу қайталауға әкеледі (уақыт аралығын күтуiсiз t_зс, жүйе уақыт өткенi бойымен осы жіберуді жарамсыз жариялайды), 3.11 сурет. 3.10 а) суреті бойынша N^(d) = 7 + 13 = 20 бит, 3.10 б) суреті бойынша N^(d) = 8 + 32 + 10 = 50 бит. Және егер N^(p) – бит өрістерінің саны, қандай да қателік қабылдаушыға дейін берілген хабарламаның жетуіне кедергі туғызады: 3.10 а) суреті бойынша N^(p) = 6 + 6 + 16 +16 = 44 бит, 3.10 б) суреті бойынша –N^(p) = 6 бит. Бұл кезде қабылдаушы жақтағы жүйе уақыт өтісімен t_зс хабарламаның қайталауы туралы дерек көзге сауал шығарып кояды, 3.11 сурет.

3.11 суретке сәйкес, бұрмалаулармен желiде талап етiлетiн деңгейдегi тәсiлдiң анықтығын сүйемелдеу абонентке дейiн хабарламаның жеткiзу уақытының көбеюге алып келеді. Осылайша, ақпараттық дестенi анық тәсiлдi ықтималдығы қосымша аялдаусыз берілісудің мұндай түрi болады:

(3.12)

3.12 сурет

-“шығынға рұқсат етілген”, өрістердің саны.

а)

б)

3.10 сурет - Цифрлы берілісті құрылымның көркемдеуi, а) RSVP қызметтiк iшкi жүйесінің, б) - қолданушының ақпаратын таситын сигнал.

3.11 сурет – бит қателерiнің болуымен, нақты хабар беру процесінің көркемдеуi: 1 – ақпараттық сигналдың берілісі, t_tr, N^(d) өрісінде бит қатесінің пайда болуы, адресат хабарламаны қайта жіберу талабымен RSVP сигналын (2) жолдайды. 2 сигналда N^(d) өрісінде бит қателігі пайда болады, нәтижесінде ол дереккөзіне дейін жетпейді. Уақыт өтіс бойымен t_зс адресаттан ешқандай хабарлама алмаған дереккөзі, сигналды RSVP жолдайды(3). Адресат қайтадан ақпараттық хабарламаны алмағандығы жөнінде белгі береді(4), содан кейін дереккөзі хабарламаны қайталайды(5).

Яғни, неше бит ақпараттың қабылдау сапаның төмендетуiнсiз жоғалып кетуі мүмкін, k_рз [1, N⁽⁰⁾]; төменгі индекс 1 берілістің бірінші қадамы жөнінде айғақтайды. Бақылау сомасының бұзылуымен немесе жоғалуымен байланысты қайта сауалдың ықтималдығы мұндай түр алады:

(3.13)

Қайталама берілістің туралы сауал RSVP сигналдары арқылы жасалынып жатқан соң, осы хабарламаның анық алуы ықтималдығы: = ∙(1 – PE). Ақпаратты екінші қадамда анық алудың ықтималдығы мұндай тур алуы мүмкін:

(3.14)

мұнда, бақылау сомасының бұзылуы жағдайында жүйе RSVP сигналдарымен бiр, ал хабарламаның жоғалған жағдайында - екi рет айырбасталатыны ескертілді. Тиісінше үшінші қадамда:

_, (3.15)

және тағы басқа. QoS-көрсеткіш, ұқсас одан әргi пiкiрлер, абонентiне дейiн ақпаратын жеткiзуi шектеулерi анық тәсiлiнің ықтималдығы уақытша қосындыны жанасаланың қосылатынымен таныстырылған болуы мүмкін:

(3.16)

немесе формула өзімен бөлiмдермен, кiшi бiрлiктермен қос геометриялық прогрессия болады, біресе итерациялардың шексiз саны үшiн:

(3.17)

Желілік өлшемдер нәтижесінде немесе торлық процестердi модельдеу нәтижесінде алынған PE мәнінде (3.17) алмастыра, бұрмалаулармен цифрлы желiде, RSVP қызмет көрсету системасымен, Qos-көрсеткішінің қорытынды мәніне ие боламыз. Әлбетте,PE тұсында → 0 мәні P_aE → 1 (егерде N⁽⁰⁾ = k_рз), бірақ бұл нақты желiде орын алмайтын қайталауларды керектi мөлшерде үлкен санында әділ екенін байқауымыз керек. Итерация санының көбеюмен QoS-көрсеткіші сияқты T_аб абонентке дейiн ақпараттың жеткiзілу уақыты айтарлықтай бәсеңдейді. Бұл дерек желінің «бәсеңдеуімен» айқындалады, және жалпы айтқанда, ол өз жұмысын тоқтатады. Олай болса, T_аб мәнін сұрай, итерациялардың ықтимал саны алуға болады, ал бұнымен қоса – P_д.реал анық мәнін алуға болады.

3.6 Дестелердi бiр жолды динамикалық бағдарғылауды мiндеті.

Трафиктің бөліну ықтималдығын жеке арналар бойымен оны жiберуді құрайтын бағдарлау қызметінің ортақ мәнері, қызметтiк iшкi жүйелердiң желiлерi үшiн әрқаша қолданылмайды. Себебі, RSVP жүйесі үшін адресатқа сигналдық хабарламалардың түсу тiзбегiн сақтау туралы қосымша талаптар қажет. Орынды факторды енгiзу ағымдағы бұл тараптан қарағанда өзiн таныстыр алынған ара қатынастарда кешiк. Егерде ауыспалы l санап шығарылған қадағалау интервалының басынан аралық такт Δt нөмеріне сәйкес келсе. Онда шартқа сәйкес (3.4)…(3.7) келесi (l + 1 уақытысында жіберілген) хабарламалармен алдыңғыны (l уақытысында жіберілген) "басып озу" тыйым салуда тұратындарға талап енгізу керек:

.

(3.18)

K, l, m және n түйiндерiнің нөмiрі жалпы жағдайда, алдыңғы хабарлама өте жақсы жүру маршрутынан, хабарламаны жiберудiң жарамдылығын бiлдiр жолшыбаятынын өзара үйлеспеуi мүмкiн екеніне назар аудару керек. Бұдан басқа, RSVP сигналы әр торлық түйінге жалғыз тәсілмен берілуі қажет. Жағымсыз оқиғаларға сондай-ақ, және маршрут топсаларының бiлiмдер жатады. RSVP берілісіне iзделетiн шешiмнiң мысалы болып, әр түрлi қазiргi мезет кешiкке сәйкес келетін желі жолдарының сұлбасы болады, болады, 3.12 суретке көрсетілген.

3.12 сурет - Желiде RSVP сигналы үшiн нұсқа (өткiзу) бағдарғыны құрайтын онының құрамдастарын жұмысқа жарамдылықтың өзгерiсiмен мүмкiн: а) - виртуалды топология l₁ уақытына, б) – l₂ уақытына сәйкес.

Мiндет әр торлық түйiн үшiн (шектеулердi iс-әрекетте) трафиктiң жiберуiн жалғыз оңтайлы жолды iздестiруге келтiрiледi, x_hl ^{(i, j)} айнымалы нәтижесiнде (3.4) бүтiн санды мағыналар қабылдауы керек. Жұмыста Лагранждың релаксация (әлсіреу) әдiсін қолдануы негiзінде трафиктiң жiберуi үшiн (түйiн iсi j, k, l трафигi түйiндердiң әрқайсыларында қасында құрайтын адресаттарда трафикалық "қосу" жалғыз жолын қолдануысыз болып келедi) жалғыз оңтайлы жолды iздестiрудiң мiндетті тәсілі шешiмге таныстырылған. Әдістің мәні Лагранждың функциясына кейбiр тиiстi белгiсiз көбейткiштермен шектеулер қосылған екi жақты мiндеттi шешiлгенiнде болып тұр (лагранжевутік әлсіреуге душар болады). Екi жақты функцияның бүтiн санды оптимизацияның көп мiндеттерi үшiн жинақтылықтың қанағатты жылдамдығын қамтамасыз етiлген; екiжақтылықтың бәйгесi (бүтiн санды ұтымдылықтың аралығында айырым және екi жақты ұтымдылықпен міндеті) өте аз және тiптi болмай алады.

Бұған дейін де, (3.3 суретте) танымал тәсiл телекоммуникациялық жүйенi аппаратты құралдардың нақты жұмысқа жарамдылығының қаралатын параметрлерiн есептеусiз жайылған. Негiзделген қарауғасының ұқсас математикалық моделiн құрылысының тұжырымдамасы төмен әкелiнген бұрмалауларының факторлары мүмкiн және ұзындау қызметтiк хабарлама берiлетiн ақпараттық хабарды ұзындық көп болған салынған есептеумен. Одан басқа, RSVP сигналына қарай "желiде хабар беруде орта аялдау" техникалық мағынаның жоқтығымен байланысты, минимизациялау белгi ретiнде цифрлы синхросигналы орта джиттер J_Т шегеру жолымен алынатын шама T (3.7) ұсынылған, осындай ең бүтiн санға тарату жүйесiнiң аралықтарындағы ұзақтық: ∆t:[ ] ∙ ∆t. Немесе сондай - ақ түрде:

(3.19)

(3.20)

(3.21)

Формула (3.21)ерекшілі, γ_ij сигналын қарастырған трафик i және j түйіндердін қайсысы болса да толық болуында, яғни γ_ij = γ, хабарламаның ақпараттылығымен қоса µ = 1 (демек, және 1/µ = 1), себебі берiлген тiзбекте әр бит тәуелсiз ақпарат қабылданады. Ұсынылған формулада сонымен қоса, желiнi өткiзгiштiк қабiлеттiң төмендетуi мүмкiн ескерілген.

Таныстырылған шектеулерге қосымша ретiнде, қаралатын мiндетте бағдарғының топсаларын бiлiмдi және ерiктi торлық түйiнге әр түрлi көздерiнен бiрдей мәртебемен дабылдың беруiне тыйым салуға талап етiледi. Ол үшiн алгоритм iрiктеуiнде нұсқаларды түгендеп "артық" шешім шығарып тастауға талап етiледi, 3.13 сурет, қайсы біреуіне сәйкес келетін.

Бірінші жағдайда орындауға талап ететініміз

(3.22)

Екінші жағдайдағы қайта тексеруден табылған формуласына осыны қосамыз:

(3.23)

3.13 сурет – Қызметтiк желі жолының таңдауы бойымен шешiм "артық" торлық өткiзудi көркемдеу.

Мiндеттi жалпы шешiмі теңсiздiк төмен түрiн теңдiгiн әдiл ауыстыруын фактiсiнде (3.21) пайдалануында дәлелденгенге салынады.

(3.24)

Бұдан әрi, Лагранж функцияның жазбасы үшiн шектеулікті (3.21) Лагранждың белгiсiз көбейткiштерiне көбейтеміз õ_kl (õ_kl ≤ 0, k, l = 1, 2, …..N). Бұрмалайтын факторларды оқиғаның есептеуiмен қаралатын жағдайда және қызметтiк дабылдың ерекшелiктерiн трафикалық Лагранждың функциясы келесi түрде болады:

(3.25)

әрі қарай келесі тапсырма шешімін табады: (3.26)

шектеуді шешкен кезде (3.5) х_kl ^{(i, j)} [0, 1], i, j, k, l = 1, 2, …. N; сондай-ақ (3.20), (3.22), (3.23) және (3.27)

Атап өтiлген көпке сәйкес шектеуi бар Лагранжының мiндетi (3.25) ұйғарымды шешiм бар міндеттердің iшкi жиынын болып көрiнуге болады (3.19).

Функцияны (3.19) мынандай түрде жазып қоямыз:

ал мақсаттық функция түрінде:

Бұл мақсаттық функцияның түрі алқашқы тапсырманы екі төменгі тапсырмаға бөлуге мүмкіндік береді. Оның біріншісі өзімен формуланы минимизациялау талабын көрсетеді немесе (3.24) ескере отырып, біркелкі сигнал жағдайын ескере отырып р_{kl =} λ_λl / _kl:

(3.28)

(3.20), (3.22) және (3.23) кедергілерін орындай отырып.

Екінші төменгі тапрсырма тағы екі бөлікке бөлінеді:

,

(3.29)

болғанда, және

(3.30)

сондай-ақ (3.5), (3.20), (3.22) және (3.23) кедергілерін орындай отырып. (3.30) тапсырма өзімен берілген түйіндер жұптар (i, j) арасында ең қысқа бағдарды таңдау тапсырмасын көрсеткендіктен, Егер қабырға "салмақтар" сапада шама қаралса
, демек онының шешiмi үшiн танымал iздеу алгоритмі, мысалы Флойда алгоритмі, түйiн жұп-жұбымен топологиялық бiрлескен барлық ең қысқа бекiтуiрек пайдалануға болады. Лагранждың белгiсiз көбейткiштерi, танымал субградиент алгоритмдардың пайдалануымен табылған бола алады.

Õ_kl түрдiң мiндетiн мағыналарды берiлген жағдай үшiн бұдан әрi табылған күйiнде желi әр байланыс желiсi (k,l) үшiн бiр айнымалыдан кездейсоқ еселiктерiмен тапсырманың (3.28) және (3.29) минимизациялауына келтiрiледi.

Қорытындылай келе, жақындатылған стандартты алгоритмдардың теориялық күрделiлігі таныстырылған мiндеттi шешуде тәртіп O (N ⁴⁾ қолданылатыны сөзсіз. Демек, практикалық қолданылғыштық таныстырылған әдiстi "тiкелей" оны қолданудың жағдайында режiмде қаралатын сигнал үшiн оңтайлы жолды ұйғарымға (Тарату жүйесiнiң жұмысқа жарамдылықтың көрсеткiштерiн ағымдағы мәндер негiзде) нақты тәуелді - ЭВМның түпкi ресурстарынан да зарыққан болады. Алайда, ұсынылған әдiс оның кеңдiгi және аналитикалық жағынан тартымды болып көрiнедi.

Жоғарыда таныстырылған қызметтiк сигналдың динамикалық бағдарғылауы желіде таныстырылған, күтудiң көп кiшi замандары үшiн таныстырылған, сонымен бiрге күту бойымен шақырылған ашыну үшін таныстырылған. Бiр жағынан бұл сызықтық даңғыл жолдың қазiргi жабдығы үшiн әдiл болып көрiнедi, есептеумен алайда дабыл өзiне тәнген, параметр J_T жүргiзуде дәл санаудан астам, ал онымен және мiндет қаралатын қалған белгiсiз аялдау ескерiлу керек, оның бағдарғысының ауыстырып қосуы дабылмен сөзсiз кезде желiнiң сегментiнiң өтуiнде. Мысалы, дәлдiгiне талаптарын жоғарылауында және кiргiзiлетiн, қорыта келгенде аппаратты iркiлiстердi елеулi әсерi iркiлiстердiң деректерiн өтем, оны ауыстыру ауыстырып қосатын құрылғыны жаңғырту жолымен толығымен оптикалыққа өткiзiп жүргiзiлу керек.

Дата добавления: 2015-09-06