Система прогноза потребностей пропускной способности и

УДК 004(06) Информационные технологии
М.В. НИКИТИН, К.Я. КУДРЯВЦЕВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
СИСТЕМА ПРОГНОЗА ПОТРЕБНОСТЕЙ ПРОПУСКНОЙ
СПОСОБНОСТИ И УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИТИКОЙ КАЧЕСТВА МАРШРУТИЗАТОРА
В работе приводятся основные результаты работы по созданию системы динамического управления, прогноза потребления и управления политикой качества
обслуживания IP-маршрутизатора на основе ОС Linux.
По результатам исследований в области количественного анализа сетевого трафика выдвинуты несколько гипотез о влиянии типа трафика на
вид временного ряда, отражающего объем переданных данных. В частности, было определено, что наиболее чувствительный к задержкам трафик
класса видеоконференц-связи и интернет-телефонии имеет временной ряд
в виде устойчивого тренда, а менее чувствительный к задержкам трафик
(служебный, http, ftp и т.д.) - вида случайных выбросов. На основании
опытов была выдвинута гипотеза о возможности выделения чувствительного к качеству канала типа трафика в отдельный класс обслуживания
автоматическим образом, либо рекомендовать сделать такое действие,
основываясь лишь на количественных данных об объеме переданного
трафика.
В качестве модели для анализа моментальный трафик на интерфейсе
представляется в следующем виде: T t  =
n
m
 N S t +  R t  .
i
i=1
При этом
i
i=1
N Si t  представляет собой суперпозицию набора n функ-
ций, каждая из которых представляет собой набор неразличимых при количественном анализе потоков интерактивного трафика.
Для того, чтобы каждому из потоков трафика Si была выделена достаточная полоса пропускания (т.е. трафик не буферизировался подсистемой
QoS в очередях на отправку) необходимо чтобы конечный набор функций
зависел от коэффициента распределения пропускной способности:
S i = k i S i  .
Коэффициент распределения пропускной способности - ki - числовой
коэффициент, выражающий размер выделенной потоку части общей полосы пропускания канала.
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 11
1
УДК 004(06) Информационные технологии
Случайная составляющая Ri в предлагаемой модели также имеет соответствующий коэффициент, однако, он не делится на все компоненты, из
которых складывается случайная составляющая, внутри случайной составляющей действует принцип FIFO (First In – First Out).
Применение для анализа трафика только количественных данных, которые всегда имеются в статистике передающих устройств, выгодно отличает предлагаемое решение от существующих маршрутизаторов и сетевых экранов 7-го уровня модели OSI, использующих многократную обработку передаваемого трафика на отдельном сервере, с разбором каждого
пакета. Кроме того, разработанная система имеет возможность как перестроения подсистемы обеспечения качества обслуживания «на лету», так
и автоматическое и удаленное управление политиками обеспечения качества обслуживания.
Несмотря на глубокую интеграцию разработанной системы с ядром ОС
Linux, основополагающие выводы и гипотезы (в частности, о классификации трафика по количественным данным) могут быть использованы и в
других операционных системах. В работе приводятся результаты измерения нагрузки на маршрутизатор с добавленной функциональностью по
интеллектуальной обработке счетчиков переданных данных, из которых
следует, что увеличение нагрузки либо пренебрежимо мало, либо не
наблюдается.
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 11
2