Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Тимошина, Мария Михайловна

• Тимошина, Мария Михайловна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тимошина, Мария Михайловна

Содержание

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОТЫ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ ТСРЯР В МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЯХ

1.1 Семейство протоколов TCP/IP

1.2 Протокол TCP (Transmission Control Protocol)

1.3 Интерфейс между протоколами TCP и IP

1.4 Протокол IP (Internet Protocol)

1.5 Процесс фрагментации

1.6 Проблемы, вызванные фрагментацией пакетов

1.7 Методы борьбы с фрагментацией

1.8 Проблемы, связанные с использованием алгоритма PMTUD, и методы их решения с помощью настройки оборудования

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СТЕКА ПРОТОКОЛОВ ТСРЯР

2.1 Модель гарантированной доставки данных протокола TCP

2.2 Разработка алгоритма взаимодействия стека протоколов TCP/IP

2.3 Создание математической модели оценки скорости передачи данных

2.4 Создание математической модели оценки пропускной способности мультисервисной сети

2.4.1 Создание математической модели оценки пропускной способности мультисервисной сети с учетом фрагментации пакетов

2.4.2 Оценка вероятности получения и потерь пакетов данных

2.4.3 Оценка пропускной способности мультисервисной сети с учетом фрагментации и вероятности потери данных

2.5 Разработка метода повышения скорости передачи данных и пропускной способности мультисервисных сетей

2.6 Исследование эффективности разработанного метода повышения скорости передачи данных на базе аналитической модели

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2

ГЛАВА 3. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕАЛИЗАЦИЙ ТРАФИКА НА БАЗЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОТОКОЛОВ ТСРЯР

3.1 Проведение эксперимента по сбору трафика на базе протоколов TCP/IP

3.2 Формирование агрегированной реализации

3.3 Исследование реализаций статистическими методами

3.4 Проверка наличия основных свойств самоподобных процессов

3.4.1 Определения самоподобных процессов

3.4.2 Медленно и быстро убывающие зависимости

3.4.3 Анализ автокорреляционных функций

3.4.4 Анализ плотностей распределений

3.4.5 Построение энергетических спектров

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАНЫХ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ

4.1 Имитационное моделирование

4.2 Программа имитационного моделирования Network Simulator 3

4.3 Имитационное моделирование процесса оценки скорости передачи данных и пропускной способности сети в программе NS-3

4.3.1 Исследование разработанного метода оценки скорости передачи данных без учета распределения длин пакетов

4.3.2 Исследование разработанного метода повышения скорости передачи данных с учетом распределения длин пакетов

4.4 Экспериментальная оценка эффективности разработанного метода на сети оператора связи

4.5 Анализ методов оценки эффективности разработанного метода повышения скорости передачи данных

4.6 Оценка скорости передачи данных согласно ГОСТ Р 53632-2009 «Показатели качества услуг доступа в Интернет»

4.7 Разработка алгоритма оценки скорости передачи данных с учетом фрагментации пакетов

4.8 Исследование влияния системных компонентов абонентского оборудования на скорость передачи данных

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Список сокращений

АКФ автокорреляционная функция

АСШС асимптотически самоподобный в широком смысле

БУЗ быстро убывающая зависимость

МУЗ медленно убывающая зависимость

РТХ распределение с «тяжелым хвостом»

ССШС строго самоподобный в широком смысле

АСК (Acknowledgment) - подтверждение принятых данных

ARQ (Automatic Repeat reQuest) - способ передачи с обратной связью

BIOS (Basic Input/Output System) - «базовая система ввода-вывода»

CRC (Cyclical Redundancy Check) - поле циклического избыточного кода

DARPA (Defense Research Projects Agency) - агентство передовых

оборонных исследовательских проектов DF (Don't Fragment) - флаг запрета фрагментации

FCS (Frame Check Sequence) - контрольная последовательность кадра FEC (Forward Error Correction) - метод прямой коррекции ошибок GRE (Generic Routing Encapsulation) - «общая инкапсуляция маршрутов»

- протокол туннелирования сетевых пакетов HDD (Hard Disk Drive) - накопитель на жёстких магнитных дисках ICMP (Internet Control Message Protocol) - протокол межсетевых

управляющих сообщений IP (Internet Protocol) - межсетевой протокол

IPsec (Internet Protocol Security) - набор протоколов для обеспечения

защиты данных, передаваемых по межсетевому протоколу IP L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) - «протокол туннелирования второго уровня» - туннельный протокол, использующийся для поддержки виртуальных частных сетей MF (More Fragments) - «еще фрагменты»

MSS (Maximum Segment Size) - максимальный размер сегмента MTU (Maximum Transmission Unit) - максимальный размер блока данных NFB (Number of Fragment Blocks) - число восьми-октетных блоков NS-3 (Network Simulator version 3) - программа имитационного

моделирования сетей PCI (Peripheral Component Interconnect) - «взаимосвязь периферийных

компонентов» - шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера PMTUD (Path MTU Discovery) - алгоритм определения маршрута, по

которому пакеты проходят без фрагментации РРРоЕ (Point-to-point protocol over Ethernet) - сетевой протокол передачи

кадров по сетям с коммутацией пакетов QoS (Quality of Service) - качество обслуживания

RAM (Random Access Memory) - запоминающее устройство с

произвольным доступом RFC (Request for Comments) - серия информационных документов, содержащих технические спецификации и стандарты, применяемые в сетях передачи данных SYN (Synchronize Sequence Numbers) - флаг сообщения TCP,

показывающий синхронизацию номеров последовательности TCP (Transmission Control Protocol) - протокол управления передачей UDP (User Datagram Protocol) - протокол пользовательских датаграмм USB (Universal Serial Bus) - «универсальная последовательная шина» -последовательный интерфейс передачи данных для периферийных устройств в вычислительной технике

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Тенденцией современного этапа развития телекоммуникаций является объединение сетей связи в единую мультисервисную сеть для предоставления унифицированной услуги, включающей в себя все виды телекоммуникационных услуг. Внедрение и успешное функционирование мультисервисных сетей и предоставление унифицированных услуг связи требует высокой скорости передачи данных, обеспечивающей трансляцию возрастающего объема данных.

Проблема обеспечения высокой скорости передачи данных на данный момент является одной из самых актуальных. Результаты опроса пользователей услуги передачи данных, который проводил Центр проблем управления телекоммуникационными сетями и услугами Санкт-Петербургского Государственного университета телекоммуникаций имени проф. М. А. Бонч-Бруевича в рамках научно-исследовательской работы, показывает отношение пользователей и операторов к проблеме оценки скорости передачи данных. В 23,5 % случаев оператор не предоставляет никаких гарантий по качеству услуг, 74,6 % случаев в договоре указана расплывчатая фраза: «скорость до X Мбит/с» и всего 1,9 % пользователей имеют дополнительное соглашение с оператором об уровне качества, что демонстрирует недостаточное внимание к данной проблеме. Рейтинг значимости показателей качества услуг по опросам пользователей показал, что наибольшую значимость для них имеет скорость (47,1%) передачи данных [5]. Очевидно, что в современных условиях конкуренции на рынке операторов связи привлечение большего числа пользователей может осуществляться путем предоставления унифицированной услуги на как можно более высокой скорости передачи данных в мультисервисных сетях. Кроме того, существует не менее актуальная проблема точной оценки скорости, поскольку, как будет продемонстрировано в данной работе, существующие методы оценки

скорости передачи данных (информационные сайты, метод, предлагаемый ГОСТ Р 53632-2009) не в полной мере справляются с этой задачей.

Проблемам построения и увеличения скорости передачи данных мультисервисных сетей посвящено множество работ отечественных и зарубежных авторов (В. М. Вишневский, Б. С. Гольдштейн, А. Е. Кучерявый, А. В. Росляков, Н. А. Соколов, В. И. Цыбаков, И. М. Успенский, А. Ю. Щека, Н. В. Яркина, Chen-Nee Chuah, Randy Н. Katz, Wenyu Jiang, Henning Schulzrinne и др.).

Однако в опубликованных научных исследованиях не реализована задача создания математических моделей оценки скорости передачи данных1 и

л

пропускной способности мультисервисных сетей на базе использования стека протоколов TCP/IP, учитывающих такие характерные особенности как гарантированную доставку данных, обеспечиваемую методами повторной передачи данных и прямой коррекцией ошибок, а также фрагментацию пакетов. Вследствие этого разработка таких математических моделей и основывающегося на них метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях является актуальной задачей, решение которой предложено в диссертационной работе.

Целью диссертации является разработка метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях, предусматривающего возможность регулирования величины сегмента протокола TCP при передаче потока данных конечных пользователей для уменьшения негативного влияния фрагментации.

Основные задачи исследования:

1) разработка алгоритма работы протоколов TCP/IP с учетом гарантированной доставки данных и фрагментации пакетов;

1 Под скоростью передачи данных понимается скорость передачи данных на транспортном уровне модели 081.

Под пропускной способностью понимается скорость передачи данных на канальном уровне модели ОБ!.

2) создание математической модели оценки скорости передачи данных на основе использования протоколов TCP/IP с учетом гарантированной доставки данных и фрагментации пакетов;

3) создание математической модели оценки пропускной способности мультисервисных сетей с учетом фрагментации и вероятности потерь пакетов данных;

4) анализ и расчет статистических характеристик трафика протоколов TCP/IP в существующей мультисервисной сети оператора связи;

5) моделирование и анализ поведения трафика протоколов TCP/IP в модели гарантированной доставки данных с учетом его самоподобных свойств при помощи имитационного моделирования на базе программы NS-3;

6) оценка эффективности разработанного метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе аналитической модели, имитационного моделирования на базе программы NS-3 и экспериментальных данных на сети оператора связи.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) созданы математические модели оценки скорости передачи данных и пропускной способности мультисервисных сетей на основе использования стека протоколов TCP/IP с учетом гарантированной доставки, фрагментации и вероятности потерь пакетов данных;

2) выявлено самоподобие трафика передачи потока данных в мультисервисной сети связи с использованием протоколов TCP/IP, позволяющее учесть влияние распределения величин пакетов данных на скорость и пропускную способность сети;

3) разработан алгоритм оценки скорости передачи данных в сети с коммутацией пакетов, учитывающий особенности по распределению длин пакетов и влияние фрагментации;

4) разработан метод повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях, предусматривающий возможность регулирования

величины сегмента протокола TCP при передаче потока данных конечных пользователей для уменьшения негативного влияния фрагментации.

На защиту выносятся:

1) метод повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях, показывающий выигрыш по скорости до 14 раз (при 10 узлах) за счет уменьшения времени на фрагментацию пакетов;

2) математические модели оценки скорости передачи данных и пропускной способности мультисервисных сетей;

3) алгоритм совместной работы протоколов TCP/IP с учетом гарантированной доставки, прямой коррекцией ошибок и фрагментации пакетов данных;

4) самоподобие трафика передачи потока данных в мультисервисной сети связи с использованием протоколов TCP/IP, позволяющее учесть влияние распределения величин пакетов данных на скорость и пропускную способность сети;

5) результаты имитационного моделирования и экспериментальные исследования, проведенные на мультисервисной сети оператора связи, показывающие эффективность разработанного метода.

Личный вклад. Теоретические и практические исследования, расчеты и моделирование, выводы и рекомендации на их основе получены автором лично.

Практическая ценность. Применение разработанного метода на сетях операторов связи привело к повышению скорости передачи данных за счет уменьшения времени на фрагментацию пакетов и пропускной способности мультисервисных сетей за счет увеличения доли полезной составляющей в общем объеме передаваемых данных.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационных исследований внедрены у двух операторов связи в г. о. Самара: ЗАО «Самарасвязьинформ», ООО «ИНКОС» и в учебный процесс кафедры инфокоммуникационных технологий ФГОБУ ВПО ПГУТИ, о чем свидетельствуют соответствующие акты внедрения (Приложения 1, 2 и 3).

Апробация работы. Основное содержание и результаты работы докладывались и обсуждались на: 13-й международной конференции «Состояние и перспективы развития IP-коммуникаций и IP-сервисов в России» (Москва, 2012); XIII Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Уфа, 2012); Международной научно-практической конференции «Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития» (Тамбов, 2013); XVIII, XIX и XX Российской научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ (Самара, 2011, 2012 и 2013).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 13 работ, в том числе 4 статьи в журналах из перечня, рекомендованного ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 133 страницы и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Методы исследований. Проведенные в диссертационной работе исследования основываются на теории вероятностей, теории самоподобных процессов, математической статистике и имитационном моделировании.

Для проведения численных расчетов и статистического анализа в диссертационной работе использовался пакет программ Mathlab, Fractan. Языки программирования С++ и Java. Для проверки эффективности разработанного

метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP использовался программный продукт моделирования сетей связи NS-3.

Достоверность результатов. Достоверность подтверждается совпадением результатов применения метода повышения скорости передачи данных при аналитической оценке, на системе имитационного моделирования сетей NS-3 и в условиях реального трафика на сетях операторов связи.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Тимошина, Мария Михайловна

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

При исследовании эффективности разработанного метода с помощью имитационного моделирования на базе N8-3, а также в результате проведенного эксперимента на сети оператора мультисервисных услуг масштаба города, был продемонстрирован значительный выигрыш в скорости передачи данных (без учета потерь пакетов и повторной ретрансляции до 10 раз, при учете потерь пакетов и повторной ретрансляции до 14 раз).

В данной главе была проведена оценка скорости передачи данных согласно ГОСТ, показано, что описанная в нем методика оценки скорости не учитывает влияние фрагментации пакетов. Разработан алгоритм оценки скорости передачи данных с учетом фрагментации пакетов, который может быть использован как дополнение к ГОСТ. На основе предложенного алгоритма, базирующегося на разработанной в разделе 2.3 математической модели и дополнительных параметрах, указанных в ГОСТ, была разработана программа Ы8реес1, при работе которой не происходит использование кэша, искажающее результаты оценки.

Кроме того, были описаны основные способы повышения производительности компьютеров пользователей, многие из которых влияют на скорость загрузки данных. Произведенный эксперимент показывает возможность существенного увеличения скорости (до 30%) при использовании предлагаемых методов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертация посвящена исследованию свойств и характеристик трафика протоколов TCP/IP, в том числе фрагментации, а также разработке метода борьбы с фрагментацией как с фактором, оказывающим существенное влияние на скорость передачи данных и пропускную способность сети.

Основным результатом проведенных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований является разработанный метод повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях с учетом самоподобия трафика на основе созданных математических моделей, эффективность которого подтверждена с помощью нескольких методов оценки. Метод основан на взаимодействии протоколов TCP/IP и использовании поля «дополнительные опции» заголовка сообщения TCP. Показано, что разработанный метод повышает скорость передачи данных (до 14 раз при 10 узлах) за счет уменьшения времени на фрагментацию пакетов и пропускную способность мультисервисных сетей (до 15% при 10 узлах) за счет увеличения доли полезной составляющей в общем объеме передаваемых данных.

Для достижения этой цели в работе получены следующие результаты:

1. Рассмотрен механизм действия фрагментации пакетов, показано ее негативное влияние на скорость передачи данных. Описаны существующие методы борьбы с фрагментацией и продемонстрирована их малая эффективность и необходимость разработки новых.

2. Разработан алгоритм работы протоколов TCP/IP, учитывающий такие характерные особенности как гарантированную доставку данных, обеспечиваемую методами повторной передачи данных и прямой коррекции ошибок, а также фрагментацию пакетов.

3. Создана математическая модель оценки скорости передачи данных на основе использования стека протоколов TCP/IP с учетом гарантированной доставки данных и фрагментации пакетов.

4. Создана математическая модель оценки пропускной способности мультисервисных сетей с учетом фрагментации и вероятности потерь пакетов данных.

5. Подготовлен и выполнен оригинальный эксперимент по сбору и исследованию трафика протоколов TCP/IP в мультисервисной сети оператора масштаба города, ставший основой для проведенного статистического исследования характеристик трафика на наличие признаков самоподобия.

6. Изложены теоретические обоснования прогнозируемости самоподобных процессов. На основе оценки рассчитанного коэффициента Хэрста трафик TCP/IP охарактеризован как персистентный процесс, что позволяет применять полученные в данной диссертационной работе выводы для учета возможности прогнозирования трафика с целью повышения пропускной способности сети.

7. Проанализирован трафик протоколов TCP/IP в существующей мультисервисной сети оператора связи и выявлены его характерные признаки, которые влияют на скорость передачи данных.

8. Произведено моделирование и анализ поведения трафика протоколов TCP/IP в модели гарантированной доставки данных с учетом его самоподобных свойств при помощи имитационного моделирования на базе программы NS-3.

9. Проведена оценка эффективности разработанного метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе аналитической модели, имитационного моделирования на базе программы NS-3 и экспериментальных данных на сети оператора связи, показывающая выигрыш по скорости до 14 раз при 10 промежуточных узлах с разным распределением MTU.

10. Предложены способы повышения производительности ПК пользователя, ведущие к повышению скорости передачи данных. Продемонстрирована их эффективность, а также показано, что использование данных способов на оборудовании конечного пользователя способствует достижению максимальной скорости, заявленной оператором.

11. Проанализированы существующие методы оценки скорости передачи данных и показаны их недостатки. Предложен новый метод оценки скорости, учитывающий фрагментацию пакетов, что повышает точность проводимой оценки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тимошина, Мария Михайловна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аллаев, А. Э. Модели и методы исследования мультисервисных сетей доступа: дис. ... канд. техн. наук / А. Э. Аллаев - Санкт-Петербург, 2004. -140 с.

2. Башарин, Г. П. Теория сетей массового обслуживания и её приложение к анализу информационно-вычислительных систем / Г. П. Башарин, А. Л. Толмачев // Итоги науки и техники. Теория вероятностей. Матем. статистика. Теорет. кибернетика. Т. 21. М.: ВИНИТИ, 1983. С. 3 - 119.

3. Бочаров, П. П. Теория массового обслуживания: Учебник / П. П. Бочаров,

A. В. Печинкин. - М.: Изд-во РУДН, 1995. - 529 с.

4. Бройдо, В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / В. Л. Бройдо, О. П. Ильина. - СПб.: Питер, 2011. - 560 с.

5. Будников, В. Ю. Технологии обеспечения качества обслуживания в мультисервисных сетях / В. Ю. Будников, Б. А. Пономарев // Вестник связи. - 2000. - №9.

6. Величко, В. В. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3 томах. Том 3. - Мультисервисные сети / В. В. Величко, Е. А. Субботин,

B. П. Шувалов, А. Ф. Ярославцев. - Горячая Линия - Телеком, 2005 - 592с.

7. Вишневский, В. М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей / В. М. Вишневский. - М.: Техносфера, 2003. - 512 с.

8. Галкин, А. М. Анализ характеристик сетей NGN с учетом свойств самоподобия трафика / А. М. Галкин, О. А. Симонина, Г. Г. Яновский // Электросвязь. - 2007. - №12.

9. Гольдштейн, Б. С. Сети связи пост-NGN/ Б.С. Гольдштейн, А. Е. Кучерявый. - СПб.: БХВ-Петербург, 2013. - 160 с.

10. Городецкий, А. Я. Фрактальные процессы в компьютерных сетях / А. Я. Городецкий, В. С. Заборовский. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. - 102 с.

11. ГОСТ Р 53632-2009 «Показатели качества услуг доступа в Интернет»

12. Григорьев, А. С. Интеграция средств измерения и моделирования при проектировании вычислительных сетей: дис. ... канд. техн. Наук / А. С. Григорьев - УлГТУ, 2006. - 148 с.

13. Гургенидзе, А. Т. Мультисервисные сети и услуги широкополосного доступа / А. Т. Гургенидзе, В. И. Кореш. - М.: Наука и Техника, 2003. -400 с.

14. Ершов, В. А. Мультисервисные телекоммуникационные сети / В. А. Ершов, Н. А. Кузнецов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003 - 432с.

15. Заборовский, В. С. Исследования процессов в компьютерных сетях: телематический подход / В. С. Заборовский, В. А. Мулюха, Ю. Е. Подгурский. - СПб.: СПбГПУ, 2009. - 159 с.

16. Заборовский, В. С. Методы и средства исследования процессов в высокоскоростных компьютерных сетях: дис. ... д-ра техн. наук / В. С. Заборовский - СПГТУ, 1999. - 268с.

17. Зюко, А. Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи / А. Г. Зюко. - М.: Связь, 1972. - 360 с.

18. Интеллектуальные сети связи / Лихтциндер Б. Я., Кузякин М. А., Росляков А. В., Фомичев С. М. - М.: Эко-Трендз, 2000. - 205 с.

19. Карташевский, В. Г. Основы теории массового обслуживания / В. Г. Карташевский. - М.: Радио и связь, 2006. - 107 с.

20. Карташевский, И. В. Исследование и разработка методов анализа непуассоновских моделей трафика мультисервисных сетей: дис. ... канд. тех. наук / И. В. Карташевский - ПГУТИ, 2010. - 128 с.

21. Кашин, М. М. Разработка метода управления перегрузками в сетях SIP на основе прогноза сигнального трафика: дис. ... канд. техн. наук / М. М. Кашин - ПГУТИ, 2011. - 148 с.

22. Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России (утв. Минсвязью РФ 25 января 2002 г.) [Электронный ресурс]/ /URL: http://oldtelecoms.kondrashov.ru/art/2002020610512757.pdf.

23. Костров, В. О. Разработка метода расчета пропускной способности мультисервисных сетей связи с дифференцированным обслуживанием потоков сообщений: дис. ... канд. техн. наук / В. О. Костров - МТУСИ, 2003.-236 с.

24. Криштофович, А. Ю. Исследование и разработка моделей трафика сети общеканальной сигнализации ОКС №7: дис. ... канд. техн. наук / А. Ю. Криштофович - ГТГАТИ, 2004. - 106 с.

25. Кузьменко, Н. Г. Развитие метода оценки пропускной способности мультисервисной сети при интервальном прогнозировании интенсивности нагрузки: дис. канд. ... техн. наук / Н. Г. Кузьменко - МТУСИ, 2003 -202с.

26. Кучерявый, А. Е. Пакетная сеть связи общего пользования / А. Е. Кучерявый, JI. 3. Гильченок, А. Ю. Иванов. - СПб.: Наука и техника, 2004. - 274 с.

27. Кучерявый, Е. А. Управление трафиком и качеством обслуживания в сети Интернет / Е. А. Кучерявый. - СПб.: Наука и техника, 2004. - 336 с.

28. Лагутин, В. С. Телетрафик мультисервисных сетей связи/ В. С. Лагутин, С. И. Степанов. - М.: Радио и связь, 2000. - 320 с.

29. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. — СПб.: Питер, 2001. - 672 с.

30. Петров, В. В. Структура телетрафика и алгоритм обеспечения качества обслуживания при влиянии эффекта самоподобия: дис. ... канд. техн. наук / В. В. Петров - МЭИ, 2004. - 199с.

31. Полосухин, М. Б. Разработка алгоритмов анализа и синтеза потоков трафика реального времени на мультисервисной сети связи: дис. ... канд. техн. наук / М. Б. Полосухин - МТУСИ, 2006. - 204 с.

32. Решение проблем, связанных с фрагментацией IP, а также с MTU, MSS и PMTUD, при помощи протоколов GRE и IPSEC [Электронный ресурс] / Cisco Systems. Издательство cisco press. Режим доступа: http://www.cisco.eom/cisco/web/support/RU/9/92/92028_pmtud_ipfrag.html

33. Росляков, А. В. Мультисервисные платформы сетей следующего поколения NGN / А. В. Росляков. - С.: ПГУТИ, 2012. - 312 с.

34. Росляков, А. В. Математические модели центров обслуживания вызовов /

A. В. Росляков, С. В. Ваняшин. - М.: ИРИАС, 2006. - 336 с

35. Руководящий документ отрасли «Сети и службы передачи данных». Приказом Министерства Российской Федерации по связи и информатизации № 225 от 12.11.2001, РД.45.128-2000 [Электронный ресурс].

36. Руководящий документ отрасли «Телематические службы». Утв. Приказом Министерства Российской Федерации по связи и информатизации № 175 от 23.07.2001 [Электронный ресурс].

37. Семенов, Ю. В. Проектирование сетей связи следующего поколения / Ю.

B. Семенов. - СПб.: Наука и техника, 2005. - 240 с.

38. Соколов, Н. А. Задачи планирования сетей электросвязи / Н. А. Соколов. -СПб.: Техника связи, 2012. - 432 с.

39. Соколов, Н. А. Телекоммуникационные сети / Н. А. Соколов. - М.: Альварес Паблишинг, 2003. - 640 с.

40. Столяр, Н. Ф. Разработка алгоритмов оценки потребности в канальном ресурсе корпоративной мультисервисной сети связи: дис. ... канд. техн. наук / Н. Ф. Столяр - МТУ СИ,2006. - 162 с.

41. Таненбаум, Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2002. - 848 с.

42. Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2003. -992 с

43. Тимошина, М. М. Анализ реализаций сетевого трафика настоящего времени и прошлых лет / М. М. Тимошина, А. С. Чижов // XX Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы НТК ПГУТИ. -Самара, 2013.-С. 71.

44. Тимошина, М. М. Исследование влияния параметров настройки стека TCP/IP на скорость передачи данных / М. М. Тимошина // XX Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы НТК ПГУТИ. -Самара, 2013.-С. 72.

45. Тимошина, М. М. Исследование влияния параметров настройки стека TCP/IP на скорость передачи данных / М. М. Тимошина // Международная заочная научно-практическая конференция «Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития». - Тамбов, 2013. - Часть 3 -С. 138-142.

46. Тимошина, М. М. Исследование и оптимизация настройки протокола TCP/IP в сетях передачи данных / М. М. Тимошина // Инфокоммуникационные технологии. - Самара, 2013. - № 2. - С. 54-55.

47. Тимошина, М. М. Исследование и оптимизация настройки протоколов TCP/IP в сетях передачи данных / М. М. Тимошина // Международная заочная научно-практическая конференция «Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития». - Тамбов, 2013. - Часть 2 -С. 138-141.

48. Тимошина, М. М. Исследование особенностей трафика мультисервисной сети на основе статистических данных / М. М. Тимошина, А. С. Чижов // Международная заочная научно-практическая конференция «Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития». - Тамбов, 2013. - часть 3.-С. 142-146.

49. Тимошина, М. М. О проблемах межоператорского взаимодействия / М. М. Тимошина, Н. С. Лиманский// Вестник связи. - 2012. - №11. - С. 29-30.

50. Тимошина, М. М. Определение пропускной способности пакетной сети на основе статистических данных / М. М. Тимошина // XVIII Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы НТК ПГУТИ. -Самара, 2011.-С. 89-90.

51. Тимошина, М. М. Развитие IP-коммуникаций в России. Мнение абонентов / М. М. Тимошина // 13-й международной конференции «Состояние и перспективы развития IP-коммуникаций и IP-сервисов в России». Материалы конференции. - Москва, 2012. - С. X.

52. Тимошина, М. М. Разработка метода повышения скорости передачи данных за счет оптимизации размеров пакетов / М. М. Тимошина // Глобальный научный потенциал. - Тамбов, 2013. - №4. - С. 40-42.

53. Тимошина, М. М. Статистический анализ реализаций мультисервисного трафика / М. М. Тимошина, А. С. Чижов // XXX Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций». Материалы конференции ПТиТТ.-Уфа 2012.-С.69-70.

54. Тимошина, М.М. Optimizing of the packet size TCP/IP at data transfer / M. M. Тимошина//Наука и бизнес: пути развития.-Тамбов,2013.-№4.-С.27-30.

55. Тимошина, М.М. Анализ сетевого трафика на основе статистических данных / М. М. Тимошина // XIX Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы НТК ПГУТИ.-Самара, 2012.-С. 72.

56. Успенский, И. М. Повышения эффективности функционирования региональной банковской мультисервисной сети на основе комплексной оптимизации параметров сетевых протоколов: дис. ... канд. техн. наук / И. М. Успенский - Москва, 2010.- 123 с.

57. Филимонов, А. Ю. Построение мультисервисных сетей Ethernet / А. Ю. Филимонов. - СПб.: БХВ-Петербург,2007. - 592 с.

58. Фомин, В. В. Исследование и разработка методов анализа качества обслуживания сетевого трафика при использовании протокола управления очередями: дис. ... канд. техн. наук / В. В. Фомин - ПГУТИ, 2010. - 114 с.

59. Цыбаков, Б. С. Модель телетрафика на основе самоподобного случайного процесса / Б. С. Цыбаков // Радиотехника. - 1999. - №5. - С. 24-31.

60. Цыбаков, В. И. Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети: дис. ... канд. техн. наук / В. И. Цыбаков - МТУ СИ, 2005. - 174 с.

61. Чалый, Д. Ю. Моделирование и анализ сетевых транспортных протоколов с помощью раскрашенных сетей Петри: дис. ... канд. техн. наук / Д. Ю. Чалый - ЯрГУ, 2006. - 148 с.

62. Шелухин, О. И. Моделирование информационных систем / О. И. Шелухин, А. М. Тенякшев, A.B. Осин. - М.: Радиотехника, 2005. - 368 с.

63. Шелухин, О. И. Фрактальные процессы в телекоммуникациях / О. И. Шелухин, А. М. Тенякшев, А. В. Осин. - М.: Радиотехника, 2003. - 480 с.

64. Широков, В. JI. Разработка моделей и методов для оценки и выбора параметров мультисервисных систем обмена информацией / дис. ... канд. техн. наук / В. Л. Широков - МЗИ, 2006. - 162 с.

65. Шринивас, В. Качество обслуживания в IP сетях / В. Шринивас. - М: Вильяме, 2003. - 368 с.

66. Щека, А. Ю. Исследование и разработка метода расчета качества обслуживания пользователей при доступе к мультисервисным сетям: дис. ... канд. техн. наук / А. Ю. Щека - МТУ СИ,2003. - 169 с.

67. Яркина, Н. В. Методы анализа и расчета вероятностных характеристик мультисервисных сетей с потерями: дис. ... канд. физ.-мат. наук / Н. В. Яркина - РУДН, 2007. - 116 с.

68. 10 рецептов ускорения компьютера / журнал CHIP,2010. -№12 - 138-141 с.

69. Ayadi, A. TCP over low-power and lossy networks: tuning the segment size to minimize energy consumption / A. Ayadi, P. Maill'e, D. Ros // TELECOM Bretagne Research Report, 2011.

70. Altman, E. A stochastic model of ТСРЯР with stationary random losses / E. Altman, K. Avrachenkov, T. Barakat // IEEE/ACM Trans. Networking. - 2005. -Vol. 13, №2.- P. 356-369.

71. Beran, J. Statistical Methods for Data with Long-Range Dependence / J. Beran // Statistical Science. - 1992. - Vol. 7. - P. 404-416.

72. Brakmo, L. TCP Vegas: end-to-end congestion avoidance on a global Internet / L. Brakmo, L. Peterson // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. -1995. - Vol. 13, № 8. - P. 1465-1480.

73. Cardwell, N. Modeling TCP Latency / N. Cardwell, S. Savage, T. Anderson // IEEE Computer and Communication Societies Conference on Computer Communications (INFOCOMM-OO): proc. - Los Alamitos, California, U.S.A., Mar. 2000. - P. 84-87.

74. Chandra, K. Non-linear Time-Series Models of Ethernet Traffic / K. Chandra, C. You, G. Olowoyeye, C. Thompson // IEEE Computer and Communication Societies Conference on Computer Communications (INFOCOMM-98): proc. -

1998. - P.167-174.

75. Chuch, C. Network Provisioning and Resource Management for IP Telephony / Chen-Nee Chuah, Randy H. Katz. - Berkeley (CA): University of California,

1999. - 19 p.

76. Crovella, M. E. Self-similarity in world wide web traffic: Evidence and possible causes / M. E. Crovella, A. Bestavros // IEEE/ACM Trans. Networking. - 1997. -Vol. 5, №6. - P. 835-846.

77. Davies, J. Understanding IPv6 / Joseph Davies. - Redmond (WA): Microsoft Press, 2012.-P. 146-147.

78. Golomb, S. Polynomial codes over certain finite fields. / S. Golomb, I. Reed // Joint Society of Industrial and Applied Mathematics Journal. - 1960. - Vol. 8, №2.-P. 300-304.

79. Internetworking Technologies Handbook, Third Edition / ed. John Kane. -Indianapolis (IN): Cisco Press, cop. 2003. - 1128 p.

80. Jiang, W. QoS Measurement of Internet Real-Time Multimedia Services / W. Jiang, H. Schulzrinne. - NY: Columbia University, 1999. - 24 p.

81. Lakshman, T. V. TCP/IP Performance with Random Loss and Bidirectional Congestion / T. V. Lakshman, U. Madhow, B. Suter // IEEE/ACM Trans. Networking. - 2000. - Vol. 8. № 5. - P. 156-159.

82. Lewis, C. Implementing Quality of Service Over Cisco MPLS VPNs / Lewis C., Pickavance S. // Selecting MPLS VPN Services. - Indianapolis (IN): Cisco Press, 2003.-P. 3.

83. Olowoyeye, G. Modelling Spectral Features in TCP Traffic / Olowoyeye G., KimB., Chandra K.//ITC'99 - Oct. 1998.-P. 178-181.

84. Olsen, J. Stochastic Modeling and simulation of TCP protocol: diss. ... of Doctor of Philosophy: presented and approved on 17.10.2003 / J. Olsen. -Uppsala University, 2003. - 94 p.

85. Padhye, J. Modeling TCP Reno Performance: A Simple Model and Its Empirical Validation / Padhye J., Firiou V., Towsley D., Kurose J. // IEEE/ACM Trans. Networking. - 2000. - Vol. 8. № 2. - P. 106-108.

86. RFC 791. Internet Protocol / ed. Jon Postel. - Marina del Rey (CA): University of Southern California, 1981. - 45 p.

87. RFC 793. Transmission Control Protocol / ed. Jon Postel. - Marina del Rey (CA): University of Southern California, 1981. - 85 p.

88. RFC 1122. Requirements for Internet Hosts - Communication Layers / ed. R. Braden-Marina del Rey (CA): University of Southern California, 1989. - 116p.

89. RFC 1191. Path MTU Discovery / ed. J. Mogul, S. Deering. - Palo Alto (CA): Network Working Group, 1990. - 19 p.

90. RFC 1981. Path MTU Discovery for IP version 6 / ed. J. McCann, S. Deering, J. Mogul. - Palo Alto (CA): Network Working Group, 1996. - 15 p.

91. RFC 2018. TCP Selective Acknowledgment Options / ed. M. Mathis, J. Mahdavi, S. Floyd. - Pittsburgh (PA): Network Working Group, 1996. - 12 p.

92. RFC 2581. TCP Congestion Control / ed. M. Allman, V. Paxson, W. Stevens. -Cleveland (OH): Network Working Group, 1999. - 14 p.

93. RFC 2883. An Extension to the Selective Acknowledgement (SACK) Option for TCP / ed. S. Floyd, J. Mahdavi, M. Mathis. - Berkeley (CA): Network Working Group, 2000.- 17 p.

94. RFC 2923. TCP Problems with Path MTU Discovery / ed. K. Lahey. -Campbell (CA): Network Working Group, 2000. - 15 p.

95. RFC 3042. Enhancing TCP's Loss Recovery Using Limited Transmit / ed. M. Allman, H. Balakrishnan, S. Floyd. - Cleveland (OH): Network Working Group, 2001.-9 p.

96. RFC 3782. The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm / ed. S. Floyd, T. Henderson, A. Gurtov. - Berkeley (CA): Network Working Group, 2004. - 19 p.

97. Tsybakov, B. S. Self-similar processes in communications networks / B. S. Tsybakov, N. S. Georganas // IEEE Trans. Inform. Theory. - 1998. - Vol. 44. -P. 1713-1725.

98. Wei, D. FAST TCP: Motivation, Architecture, Algorithms, Performance / Wei D., Jin C, Low S., Hegde S. / IEEE Computer and Communication Societies Conference on Computer Communications (INFOCOMM-04): proc. - Mar. 2004.-P. 187-189.

99. Willinger, W. Self-similarity through high-variability: Statistical analysis of Ethernet LAN traffic at the source level / W. Willinger, M. S. Taqqu, R. Sherman, D. V. Wilson // IEEE/ACM Trans. Networking. - 1997. - Vol. 5, № 1. -P. 71-86.

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И КОММУТАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ»

_ООО «инкос»_

443082, г.Самара, ул.Пензенская, 24. Тел. [phone]-41. Факс [phone]. ОГРН 1036300001154, ИНН 63110403 50, КПП 631101001, ОКПО 48111944, Р/с 40702810954080100712 Поволжский банк ОАО «Сбербанк России» г. Самара Самарское отделение №6991, БИК 043601607

к/с 30101810200000000607, ОКАТО 36401364000

Исх. № 141 от Ю.УЧ.Ю\Ъ'Ь. На № _ от _

ЕРЖДАЮ

Ген

ООО «ИНКОС» . А. Васильев 2013 г.

Акт О внедрении

результатов диссертационной работы Тимошиной МаршГМихайловны на тему «Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в

мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 — «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

Настоящий акт составлен о том, что результаты диссертационной работы Тимошиной М. М. «Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP» внедрены в локальную мультисервисную сеть ООО «ИНКОС».

В частности используются:

• алгоритм оценки скорости передачи данных в сети с коммутацией пакетов, учитывающий особенности по распределению длин пакетов и влияние фрагментации;

• метод повышения пропускной способности мультисервисной сети, предусматривающий возможность регулирования величины сегмента протокола TCP при передаче потока данных конечных пользователей.

Использование указанных результатов позволяет повысить эффективность использования полосы пропускания на 15%, а также повысить уровень подготовки технических специалистов предприятия.

Технический директор

Ведущий инженер

/ Анищенко В. И. /

/ Киреев А. В. /

Закрытое акционерное общество

САМАРАСВЯЗЬИНФОРМ

Почтовый адрес: 443082 г. Самара, ул. Пензенская, 24 Юридический адрес: 443010 г. Самара, ул. Самарская, 72 Тел.: [phone]. Факс [phone] E-mail: [e-mail] http://www.ssi.ru http://www.ssi-ngn.ru ОГРН 1026301424192, ИНН 6317014349, КПП 631701001, ОКПО 20971311, р/с 40702810354430100894 в Самарском отделении № 6991 Поволжского банка ОАО «Сбербанка России» г. Самара, к/с 30101810200000000607, БИК 043601607

УТВЕРЖДАЮ Заме^эрй^^Е^н^кгтьного директора

J¿>/¿ №—cZ-'g--п0 эксп^^^цитги^^^тию средств связи

На №_

_от__/о / в^^Г^СУйарасвязьинформ»

// г ( ___^ Айтаков

Акт о

результатов диссертационной работы Тимошинои5Мв^йЙгМихайловны

на тему «Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP», представленной на

соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 — «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

Настоящий акт составлен о том, что результаты диссертационной работы «Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в деятельности компании ЗАО «Самарасвязьинформ» при настройке и проектировании мультисервисной сети в виде:

1. Технических предложений по повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях;

2. Экспериментальных данных по исследованию влияния системных компонентов абонентского оборудования на скорость передачи данных;

3. Методик расчета скорости передачи данных с учетом фрагментации пакетов;

4. Алгоритма работы протоколов TCP/IP с учетом гарантированной доставки данных и фрагментации пакетов;

5. Математических моделей оценки скорости передачи данных и пропускной способности мультисервисных сетей;

7 Рекомендаций по настройке маршрутизаторов cisco.

Использование указанных результатов позволяет повысить скорость предоставления мультисервисных услуг для конечных пользователей (абонентов) до 10 раз, сократить затраты на увеличение полосы пропускания мультисервисной сети на 15% и повысить уровень подготовки технических специалистов предприятия.

Старший инженер _/ Чижов А. С.. /

Старший специалист по защите информации

/ Воробьев Р. С.

УТВЕРЖДАЮ

льтета повышения фГОБУ ВПО «ПГУТИ», т.н., проф. А. А. Воронков 2013 г.

Акт о внедрении в учебный процесс

ФГОБУ ВПО «ПГУТИ» результатов диссертационной работы Тимошиной Марии Михайловны на тему «Разработка и исследование метода повышения

скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.ij - «системы, сети и устройства

телекоммуникаций»

Мы, нижеподписавшиеся, заведующий кафедрой

инфокоммуникационных технологий, к.т.н., проф. Б. В. Попов, заместитель директора СРТТЦ О. П. Быкова, составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы М. М. Тимошиной «Разработка и исследование метода повышения скорости передачи данных в мультисервисных сетях на основе стека протоколов TCP/IP» используются в учебном процессе ФГОБУ ВПО «ПГУТИ», а именно на кафедре инфокоммуникационных технологий и при чтении курса «Перспективные цифровые сети связи» в Самарском региональном телекоммуникационном трейнинг-центре (СРТТЦ).

Заведующий кафедрой инфокоммуникационных технологий Б. В. Попов

Зам. директора СРТТЦ О. П. Быкова