Способ обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области обработки трафика данных в телеком­муникационных сетях, содержащих маршрутизатор, и может использоваться для повышения производительности телекоммуникационного оборудования и сети в целом.
В способе обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети, имеющей маршрутизатор, осуществляют анализ трафика пакетов на при­знаки самоподобия с определением приоритетов для разнородных видов тра­фика, при этом вначале определяют нижнюю временную границу для трафи­ка первого приоритета, после чего определяют верхнюю временную границу для трафика последнего приоритета и временные границы трафиков проме­жуточных приоритетов.
В предлагаемом техническом решении за счет разделения времени обра­ботки пакетов с использованием указанных приоритетов в условиях самопо­добия трафика повышается производительность сети в целом.

Текст

Смотреть все

(51) 04 12/56 (2006.01) 04 12/54 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ В способе обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети,имеющей маршрутизатор, осуществляют анализ трафика пакетов на признаки самоподобия с определением приоритетов для разнородных видов трафика, при этом вначале определяют нижнюю временную границу для трафика первого приоритета, после чего определяют верхнюю временную границу для трафика последнего приоритета и временные границы трафиков промежуточных приоритетов. В предлагаемом техническом решении за счет разделения времени обработки пакетов с использованием указанных приоритетов в условиях самоподобия трафика повышается производительность сети в целом.(76) Мирзакулова Шарафат Абдурахимовна Балгабекова Ляйлим Озбековна Жолмырзаев Арман Кундаулетович(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПАКЕТОВ ДАННЫХ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ(57) Изобретение относится к области обработки трафика данных в телекоммуникационных сетях,содержащих маршрутизатор,и может использоваться для повышения производительности телекоммуникационного оборудования и сети в целом. Изобретение относится к области обработки трафика данных в телекоммуникационных сетях,содержащих маршрутизатор, и может использоваться для повышения производительности телекоммуникационного оборудования и сети в целом. Известен способ передачи информации в гибридной сети и маршрутизатор гибридной сети(Пат.2231930 кл. 04 12/56, оп. 27.06. 2004). Способ включает передачу одним из приемопередающих устройств сети информационного пакета, прием маршрутизатором начального фрагмента пакета и его запоминание в буферном запоминающем устройстве, передачу маршрутизатором запомненного фрагмента адресату сети. Синхронно с передачей осуществляют прием очередного фрагмента пакета и его запоминание. Цикл передачи и одновременного приема фрагментов пакета повторяют вплоть до последнего,после чего осуществляют передачу маршрутизатором последнего запомненного фрагмента. При приеме фрагмента пакета,производят его распознавание и запоминание в запоминающем устройстве в распознанном виде,также определяют параметры приема информационного пакета и устанавливают параметры передачи информационного пакета адресату. Недостатком данного способа является отсутствие системы приоритетов. Пакеты информации не разделяется по типам с соответствующими приоритетами, что резко снижает производительность сети в целом и плохо сказывается на качестве обслуживания. Например,такие виды связи, как голосовая связь и видеоконференция, требуют больше пропускной способности канала, чем почта и обмен сообщениями. Известен патент Спектрально-ограниченная контролирующая пакетная передача для управления перегрузкой и установления вызова в сетях,основанных на пакетах (Пат.2316127, кл. 04 12/56, оп.27.01.2008). Способ, описанный в этом патенте, заключается в следующем узел в сети,такой как маршрутизатор, передает по меньшей мере один поток данных, содержащий множество пакетов данных, во второй узел, затем определяется коэффициент использования полосы частот между первым узлом и вторым узлом, а пакеты управления передают из первого узла во второй узел на скорости, которая является функцией коэффициента использования полосы частот, и скорость будет обратно пропорциональна коэффициенту использования полосы частот. Недостатком данного способа является отсутствие механизмов работы с нестационарным трафиком, который в настоящее время преобладает в сетях передачи данных. Кроме того, отсутствуют механизмы предотвращения всплесков активности трафика, которые являются характерной чертой нестационарного трафика и отрицательно влияют на производительность. Наиболее близким по технической сущности является способ обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети,имеющей маршрутизатор (Пат.2272362, кл. 04 12/56,04 12/54, Н 04 В 7/005, оп.20.03. 2006),заключающийся в том, что предварительно для 1 потоков пакетов данных устанавливают параметры их обработки, принимают пакеты данных,идентифицируют по принадлежности к одному из потоков, передает в память -го порта центра коммутации, запоминают их, обрабатывают и передают отправителю подтверждение о приеме очередного пакета, одновременно из числа ранее обработанных пакетов выделяют пакеты для последующей передачи и передают их получателю,в качестве предварительно устанавливаемых параметров задают размер объема памяти Ввыд,дискретное значение объема памяти Вд и функцию коэффициента задержки подтверждения Р(ВТ). Дополнительно при приеме пакетов данных измеряют время , где 0,1,2 в течение которого текущее значение объема памяти Вт,занятого пакетами данных всех принимаемых потоков, изменится на величину Вд. Кроме того,измеряют среднюю в интервале времениинтенсивность поступленияпакетов -го потока из канала связи, где 1,2,3 и среднюю интенсивность их передачи ( ) получателю. По измеренным значениями ( ) рассчитывают среднюю в интервале временискорость заполнения памяти заппакетами каждого потока. По текущему значению памяти Вт, занятой пакетами данных всех принимаемых потоков, вычисляют текущее значение функции коэффициента задержки подтверждения Р(Вт). Передачу подтверждения о приеме очередного пакета в следующем интервале времени 1 задерживают на время кв(1). Причем время задержки кв(1) передачи подтверждения о получении очередного пакета данных для -го потока вычисляют после измерения параметров Вт, ив интервале временипо формуле В качестве функции коэффициента задержки подтверждения Р(Вт) выбирают линейную или экспоненциальную,или тригонометрическую функции, а дискретное значение объема памяти Вд выбирают из расчета, где Среднюю скорость заполнения памяти пакетами формуле запПо сравнению с аналогами способ по прототипу позволяет повысить производительность устройств коммутации пакетов в условиях стационарного трафика за счет снижения числа повторных передач пакетов данных, вызванных переполнением памяти,путем адаптации временных интервалов. Указанный способ пригоден лишь для сетей, где поступление пакетов носит линейный характер и отсутствуют сильные всплески, вызванные нестационарной природой трафика. Недостатком способа является отсутствие механизма обработки самоподобного трафика, который является причиной перегрузки в сетях передачи данных, следствием чего является снижение производительности сети в целом. Также немаловажным недостатком прототипа является отсутствие системы приоритетов для различных видов трафика. Задачей изобретения является разработка способа обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети, обеспечивающего повышение производительности. Для этого в способе обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети,имеющей маршрутизатор,согласно изобретению осуществляют анализ трафика пакетов на признаки самоподобия с определением приоритетов для разнородных видов трафика, при этом вначале определяют нижнюю временную границу для трафика первого приоритета, после чего определяют верхнюю временную границу для трафика последнего приоритета и временные границы трафиков промежуточных приоритетов. В предлагаемом способе за счет разделения времени обработки пакетов с использованием указанных приоритетов в условиях самоподобия трафика повышается производительность сети в целом. Заявленный способ заключается в следующем. В сеть поступают пакеты самоподобного трафика с отметками о приоритете их обслуживания,максимальное количество приоритетов равно,например, 8, так как в пакете на это выделены 3 ячейки памяти. Сетевые устройства могут поддерживать от 1 до 8 очередей. Такие сетевые устройства как маршрутизаторы в основном поддерживают 4 различные очереди (согласно политике сети соответствующий приоритет соотносится в ту или иную очередь) для временного хранения пакетов при большой интенсивности поступающих пакетов во избежание потерь, вызванных природой трафика. Высший приоритет первый присваивается приложениям,которые функционируют в реальном масштабе времени(критичны к задержкам во времени) телефония,видеотелефония, видеоконференция и т.д. Самый низкий приоритет присваивается эластичному трафику данных, который не критичен к задержкам. Пример. На фиг. 1, показано временное распределения приоритетной работы сетевого устройства. Пунктирной линией показано математическое ожидание случайной величины (среднее значение интервалов между пакетами), сплошной - плотность распределения межпакетных интервалов. По оси ординат видно, что 80 времени будет отведено на обработку трафика первого приоритета и 20 времени выделится менее приоритетным пакетам. Трафику последнего приоритета выделяется менее 5 времени, что соответствует точке перехода графика в прямую, параллельную оси абсцисс. Оставшееся время выделяется для видов трафика с промежуточным приоритетом. По оси абсцисс показан объем выделяемого буфера для каждого из приоритетов, который определяется через проекцию оси ординат на ось абсцисс. Следовательно, пакетам с первым приоритетам будет выделяться минимальный объем буфера от общего буферного пространства сетевого устройства, и он будет зависеть от математического ожидания случайной величины (межпакетных интервалов). Пакетам последнего приоритета(эластичный трафик) выделяется 65-75 от общего буферного пространства, выделяемого на порт. Пакетам с промежуточным приоритетом выделяется объем, который зависит от точки излома кривой графика плотности распределения, эта точка меняется и зависит от параметра Херста Н(показателя степени самоподобия). На основании выше описанного видно, что алгоритм работы предлагаемого устройства по приоритетному обслуживанию самоподобного трафика состоит в следующем (Фиг. 2)- шаг 1 - определение - вычисление математического ожидания случайного процесса поступления пакетов и плотности распределения. Строится график плотности функции распределения и математического ожидания- шаг 2 - определение точки пересечения математического ожидания и плотности распределения - эта нижняя временная граница трафика для первого приоритета- шаг 3 - определение точки начало хвоста распределения (то есть точки когда хвост распределения параллелен оси абсцисс). Это верхняя граница для пакетов с приоритетом 4-шаг 4 - определение точки излома между точками из шаг 2 и шаг 3. Где направление графика переходит из шаг 2 к шаг 3. Таким образом,предлагаемый способ,подтвержденный указанным выше алгоритмом,путем системы приоритетов обеспечивает повышение производительность сети в целом за счет увеличения скорости передачи пакетов в условиях самоподобного трафика. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети,имеющей маршрутизатор,отличающийся тем,что осуществляют анализ трафика пакетов на признаки самоподобия с определением приоритетов для разнородных видов трафика, при этом вначале определяют нижнюю временную границу для трафика первого приоритета, после чего определяют верхнюю временную границу для трафика последнего приоритета и временные границы трафиков промежуточных приоритетов.

МПК / Метки

МПК: H04L 12/54, H04L 12/56

Метки: обработки, пакетов, способ, данных, сети, телекоммуникационной

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip27529-sposob-obrabotki-paketov-dannyh-v-telekommunikacionnojj-seti.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ обработки пакетов данных в телекоммуникационной сети</a>

Похожие патенты