Разработка устройства диспетчеризации очередей для телекоммуникационных систем

ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ, УПРАВЛЕНИЕ

УДК 004

К. И. Никишин

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ОЧЕРЕДЕЙ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Аннотация. Предложена разработка устройства диспетчеризации очередей на основе новых алгоритмов обслуживания очередей в телекоммуникационных системах на базе качества обслуживания, позволяющих изучить возможности обслуживания очередей в коммутаторах, обрабатывающих трафик, и перераспределить полосу пропускания за счет более эффективного использования неиспользуемого ресурса в телекоммуникационных системах.

Ключевые слова: качество обслуживания, алгоритмы обслуживания очередей, интерфейс Ethernet.

В настоящее время достоинством устройств диспетчеризации очередей на основе алгоритмов обслуживания очередей в программном обеспечении телекоммуникационных систем является исключение монополизации ресурса и простота реализации [1, 2]. Однако время задержки кадров определенного класса качества обслуживания QoS, а также размеры их очередей зависят от выделенной полосы пропускания для конкретного класса, что приводит к задержке кадров и перегрузке очередей в каналах с малой назначенной полосой пропускания. Это связано с тем, что алгоритмы обслуживания не позволяют эффективно перераспределять неиспользуемую полосу пропускания недогруженных каналов для расширения полосы пропускания перегруженных.

Необходимо разработать устройство диспетчеризации очередей с новыми алгоритмами обслуживания очередей в программном обеспечении телекоммуникационных систем, которые позволили бы расширить возможности регулирования полосой пропускания канала и эффективно перераспределить неиспользуемую полосу пропускания канала. Поэтому разработка и исследование нового устройства диспетчеризации очередей в телекоммуникационных системах являются актуальными задачами.

Предполагается разработать:

- алгоритм управления очередями «обслуживание с временной селекцией кадров» [3], отличающийся тем, что учитывается время поступления продвигаемых в очереди кадров, это обеспечит более комфортные условия передачи трафика различного класса в случае разбалансирования выделяемой для них полосы пропускания за счет более эффективного использования неиспользуемого ресурса;

- алгоритм управления трафиком на основе усовершенствованного метода виртуального таймслота [4], отличающийся тем, что повышается быстродействие телекоммуникационной системы, это позволит использовать передачу кадров в реальном времени с меньшей задержкой (передача голоса, видеоинформации по сети);

- модель генерации трафика по типу «канал свободен-занят», отличающуюся тем, что канал обрабатывает регулярный и стохастический трафик по одному кадру, это поз-

Вестник Пензенского государственного университета № 1 (13), 2016

волит изучить детально данную генерацию, что особенно важно при разработке алгоритмов функционирования и программного обеспечения узлов телекоммуникационного оборудования;

- модель генерации трафика с одновременным прибытием потока кадров, отличающаяся тем, что канал обрабатывает стохастический трафик целым потоком кадров, это позволит изучить одновременную обработку кадров при генерации.

Современные устройства диспетчеризации очередей с алгоритмами обслуживания очередей в программном обеспечении телекоммуникационных систем не позволяют эффективно перераспределять неиспользуемую полосу пропускания недогруженных каналов для расширения полосы пропускания перегруженных. Предлагаемое устройство диспетчеризации очередей на основе новых алгоритмов обслуживания очередей в программном обеспечении телекоммуникационных систем позволит регулировать полосу пропускания канала и эффективно перераспределять неиспользуемую полосу пропускания канала. Сравнительная характеристика существующих решений и предлагаемого устройства приведена в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительная характеристика существующих и разрабатываемого устройств

диспетчеризации очередей

Наименование показателя Существующие устройства диспетчеризации очередей Разрабатываемое устройство диспетчеризации очередей

Циклическое обслуживание кадров в очередях + +

Исключение монополизации ресурса + +

Перераспределение полосы пропускания каналов - +

Перегрузка каналов + -

Коммерческая перспектива использования нового телекоммуникационного оборудования заключается в его реализации на территории Российской Федерации. Потребителями данного проекта могут быть операторы связи, такие как «Мобильные ТелеСистемы», «Мегафон», «Вымпелком», «Ростелеком», а также корпорации «Газпром», «Сбербанк РФ», федеральные органы исполнительной власти, вузы, бизнес (мелкий, средний, крупный). Предусмотрена возможность оказания сервисных услуг по сопровождению телекоммуникационного оборудования. Кроме того, разрабатываемые алгоритмы целесообразно использовать в учебных целях при подготовке специалистов в области телекоммуникационных систем. Ориентировочная потребность в изделии по Российской Федерации составляет около 4000 устройств.

Список литературы

1. Вегешна, Ш. Качество обслуживания в сетях IP / Ш. Вегешна. - М. : Вильямс, 2003. - 368 с.

2. Кучерявый, Е. А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет / Е. А. Кучерявый. - СПб. : Наука и Техника, 2004. - 336 с.

3. Никишин, К. И. Моделирование обслуживания очередей на основе алгоритма выборки «старого по времени кадра» в сети Ethernet / К. И. Никишин // Микроэлектроника и информатика -2014 : тез. докл. 21-й Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. - М. : МИЭТ, 2014. - С. 194.

4. Коннов, М. Н. Моделирование алгоритмов виртуального таймслота в коммутаторе Ethernet / М. Н. Коннов, В. Б. Механов, К. И. Никишин // Современные проблемы компьютерных наук : тр. I Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. - С. 49-52.

Техника, технология, управление

Никишин Кирилл Игоревич

аспирант,

Пензенский государственный университет

Nikishin Kirill Igorevich

postgraduate student, Penza State University

E-mail: kirillnikmail@mail.ru

УДК 004 Никишин, К. И.

Разработка устройства диспетчеризации очередей для телекоммуникационных систем / К. И. Никишин // Вестник Пензенского государственного университета. - 2016. - № 1 (13). - C. 41-43.