Принципы построения имитационных моделей передачи трафика IP-телефонии в корпоративной мультисервисной сети с перегрузками
Диссертация
Создана комплексная имитационная модель для исследования интерактивного голосового трафика, который порождается приложениями IP-телефонии в сетях предприятий. Предложены критерии оценки поведения этого типа трафика, являющиеся функциями от классических пакетных метрик качества обслуживания: задержки, джиттера и процента потерь. Архитектура модели имеет свойство масштабируемости и предполагает… Читать ещё >
Список литературы
- К.А.Беляков, Г. В. Орлов, С. А. Петунин, «Дисковая операционная система связного процессора сети ЭВМ», журнал «Вопросы атомной науки и техники. Серия: Методики и программы численного решения задач математической физики», 1981, вып 1(7) с.46−49.
- Л.Н.Большее, Н. В. Смирнов, «Таблицы математической статистики», М.: «Наука», 1983.
- Ш. Вегешна, «Качество обслуживания в сетях IP», Издательский дом Вильяме, 2003.
- Е.С. Вентцель, «Теория вероятностей», М.: «Высшая школа», 1998.
- Б. С. Гольдштейн, В. А. Фрейнкман, «Call-центры и компьютерная телефония», СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 2002.
- Б. С. Гольдштейн, А. В. Пинчук, А. Л. Суховицкий, «IP-телефония (2-е издание)», СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 2003.
- К.А.Домбровский, «Обработка результатов имитационного моделирования и оценка адекватности модели», сборник статей международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии», Пенза, 2004.
- А.В.Засецкий, А. Б. Иванов, С. Д. Постников, И. В. Соколов, «Контроль качества в телекоммуникационных сетях», Syrus Systems", Москва, 2001.
- Д.С.Козодой, С. А. Петунин, Ю. Ю. Кузнецов, «Принципы построения сети ядерных материалов», Теория и приложения искусственных нейронных сетей-98, труды семинара, Снежинск, 1998.
- М.Кульгин, «Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия», СПб., Питер, 2000.
- М.Кульгин, «Практика построения компьютерных сетей. Для профессионалов», СПб., Питер, 2001.
- Е.А.Кучерявый, «ns2 как универсальное средство имитационного моделирования сетей связи», Труды VII междун. конф.: Информационные сети, системы и технологии, Минск, 2001.
- В.С.Лагутин, С. Н. Степанов, 'Телетрафик мультисервисных сетей связи", «Радио и Связь», Москва, 2000.
- С.А.Петунин, Ю. Ю. Кузнецов, «Интернет и корпоративная сеть ВНИИТФ», Теория и приложения искусственных нейронных сетей-98, труды семинара, Снежинск, 1998.
- С.А.Петунин, «Технология построения имитационных моделей трафика мультисервисных сетей с IP-телефонией», Препринт № 213, РФЯЦ-ВНИИТФ, Снежинск, 2004.
- В.Томашевский, Е. Жданова, «Имитационное моделирование в среде GPSS», Бестселлер, 2003.
- Н.Г.Треногин, Д. Е. Соколов, «Фрактальные свойства сетевого трафика в клиент-серверной информационной системе», Вестник НИИ СУВПТ, сборник научных трудов, вып. 14 Красноярск, 2003.
- О.И.Шелухин, Н. Ф. Лукьянцев, «Цифровая обработка и передача речи», «Радио и Связь», Москва, 2000.
- О.И.Шелухин, А. М. Тенякшев, А. В. Осин, «Фрактальные процессы в телекоммуникациях», монография под ред. О. И. Шелухина, «Радиотехника», Москва, 2003.
- Р.Дж.Шеннон, «Имитационное моделирование систем искусство и наука», М.: Мир, 1978.
- S.Athuraliya, D. Lapsley, S. Low. «Random early marking for Internet congestion control», In Proceedings of IEEE GLOBECOM, 1999.
- ATM forum, http://www.atmforum.com.
- P.Barford, M. Crovella, «Generating representative web workloads for network and server performance evaluation», In Proceedings of the ACM SIGMETRICS, Madison Wl, 1998.
- A. Barberis, C. Casetti, J.C. De Martin, M. Meo, «A Simulation Study of Adaptive Voice Communications for IP Networks», Computer Communications, Elsevier, Vol. 24, n. 9, May 2001.
- B.Bellata, M. Oliver, D. Rincon, «Capacity and Traffic Analysis of Voice Services over GPRS Mobile Networks», Technical University of Catalonia, University Pompeu Fabra, 2002.
- U. Bodin, O. Schelen, S. Pink, «Load-tolerant Differentiation with Active Queue Management», CCR, July, 2000.
- J.Bolot, «End-to-end Packet Delay and Loss Behavior in the Internet,» SIGCOMM'93, pp. 289−298, 1993.
- J.Bolot, H. Crepin, A. Garcia, «Analysis of Audio Packet Loss in the Internet,» Proc/Nossdav, pp. 163−174, 1995.
- P.T.Brady, «A Technique for Investigating On-Off Patterns of Speech,» Bell Sys.Tech. J, vol. XLIV, No.1, pp. 1−22, January 1965.
- P.T.Brady, «A Statistical Analysis of On-Off Patterns in 16 Conversations,» Bell Sys.Tech. J, pp. 73−91, January 1968.
- P.T.Brady, «A Model for Generating On-Off Speech Patterns in Two-Way Conversation,» Bell Sys.Tech. J, pp. 2445−2472, September 1969.
- E.Casilari, H. Montes, F. Sandoval, «Modelling Voice Traffic over IP Networks», CSNDSP 2002, Network Communications, 2002.
- M.Christiansen, K. Jeffay, D. Ott, F. Donelson Smith, «Tuning RED for Web Traffic», in Proceedings of ACM Sigcomm, 2000.
- Cisco, http://www.cisco.com/.
- R.Cole, J. Rosenbluth, «Voice over IP performance monitoring», ACM Computer Communication Review, 31(2), 2001.
- T.Dang, B. Sonkoly, S. Molnar, «Fractal Analysis and Modelling of VoIP Traffic», Networks2004, Vienna, Austria, 2004.
- A.Demers, S. Keshav, S. Shenker, «Analysis and simulation of a fair queueing algorithm», SIGCOMM Symposium on Communications Architectures and Protocols, October 1989.
- A.Feldmann, A. Gilbert, P. Huang, W. Willinger, «Dynamics of IP traffic: A study of the role of variability and the impact of control», SIGCOMM'99, 1999.
- W.Feng, D. Kandlur, D. Saha, K. Shin, «Blue: A New Class of Active Queue Management Algorithms», U. Michigan CSE-TR-387−99, April 1999.
- W.Feng, P. Tinnakornsrisuphap, «The Failure of TCP in High-Performance Computational Grids», High-Performance Networking and Computing Conference, (SC200), Dallas, Texas, 2000.
- V. Firoiu and M. Borden, «A Study of Active Queue Management for Congestion Control», in Proceedings of IEEE Infocom, 2000.
- S.Floyd and V. Jacoboson, «Random early detection gate-ways for congestion avoidance», IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 1, no. 4, Aug. 1993.
- S.Floyd, K. Fall, «Router Mechanisms to Support End-to-End Congestion Control», Technical report, Network Research Group at LBNL, 1997.
- S.Floyd, K. Fall, «Promoting the use of end-to-end congestion control in the Internet», IEEE/ACM Transaction on Networking, August 1999.
- Sally Floyd, Ramakrishna Gummadi, and Scott Shenker, «Adaptive RED: An Algorithm for Increasing the Robustness of RED’s Active Queue Management», http://www.icir.org/floyd/papers/adaptiveRed.pdf. 2001.
- S.Floyd, E. Kohler, «Internet Research Needs Better Models», Proc/HotNets-l, 2002.
- R.J.Gibbens, F.P.Kelly, «Resource pricing and the evolution of congestion control», Automatica, 35: 1999.
- V. Hardman, M. A. Sasse M. J. Handley, A. Watson, «Reliable Audio for Use over the Internet,» Proc/INET, 1995.
- C.Hollot, V. Misra, D. Towsley, W. Gong, «A Control Theoretic Analysis of RED», in Proceedings of lEEE/lnfocom, 2001.
- C. Hollot, V. Misra, D. Towsley, W. Gong, «On designing improved controllers for AQM routers supporting TCP flows», In Proceedings of IEEE INFOCOM, 2001.
- C.Hollot, Y. Liu, V. Misra, D. Towsley, «Unresponsive Flows and AQM performance», in Proceedings of lEEE/lnfocom, 2003.
- G. lannaccone, M. May, C. Diot. «Aggregate Traffic performance with Active Queue Management and Drop from Tail», ACM SIGCOMM CCR, July 2001.
- W.Matthews, A. Tirumala, L. Cottrel, T. Dunigan, «Measuring End-to-end Bandwidth with Iperf using Web100», Internet2 Spring Members Meeting, April 9−11, 2003.
- ITU-T Recommendation E.164, «The international public telecommunication numbering plan», 1997.
- ITU-T Recommendation G.107, «The E-model, a computational model for use in transmission planning», 1998.
- ITU-T Recommendation G.108, «Application of the E-model: A planning guide», 1999.
- ITU-T Recommendation G.113 «Transmission impairments», 1996.
- ITU-T Recommendation G.711 «Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies», 1988.
- ITU-T Recommendation G.723.1 «Dual Rate Speech Coders for Multimedia Communication Transmitting at 5.3 and 6.3 kb/s», 1996.
- ITU-T Recommendation G.726, «40, 32, 24, 16 kbps adaptive differential pulse code modulation (ADPCM)», 1990.
- ITU-T Recommendation G.728, «Coding of speech at 16 kbps using low-delay, code-excited linear prediction», 1992.
- ITU-T Recommendation G.729, «C source code and test vectors for implementation verification of the G.729 8 kbps CS-ACELP speech coder», 1996.
- ITU-T Recommendation P.800, «Methods for subjective determination of transmission quality», 1996.
- ITU-T Recommendation P.830, «Subjective performance assessment of telephone-band and wideband digital codecs», 1996.
- ITU-T Recommendation P.861, «Objective quality measurement of telephone-band (300−3400 hz) speech codecs», 1998.
- ITU-T Recommendation H.323 «Packet Based Multimedia Communications Systems», 1998.
- ITU-T Recommendation P.59 «Artifical conversation speech», 1993.
- V.Jacobson, «Congestion avoidance and control», in Proceedings of ACM Sigcomm, 1988.
- W.Jiang, H. Schulzrinne, «QoS measurement of Real Time Multimedia services on the Internet», Tech Report CUCS-015−99, Columbia University, 1999.
- W.Jiang, H. Schulzrinne, «Analysis of On-Off Patterns in VoIP and Their Effect on Voice Traffic Aggregation», 2000.
- F.P.Kelly, A. Maulloo, D. Tan, «Rate control in communication networks: shadow prices, proportional fairness and stability», Journal of the Operational Research Society, 1998.
- Woo-Hyun Kim, Kyung-Geun Lee, Hyeong-Koo Park, Hyo-jin Lee, Ju-Wook Jang «The Elusive Nature of Internet Traffic», Proceeding Internet Computing and Electronic Commerce, 2001.
- K.Koguchi, W. Jiang, H. Schulzrinne, «QoS measurement of VoIP end-points», in IEICE Group meeting on Network Systems, Japan, 2002.
- S.Kode и др., «Traffic Characterization for Heterogeneous Applications», Virginia Tech report, 2001.
- Thomas J. Kostas, Michael S. Borella, Lkhlaq Sidhu, Guido M. Schuster, Jacek Grabiec, Jerry Mahler, «Real-Time Voice over Packet-Switched Networks», IEEE Network, 1998.
- James F. Kurose and Keith W. Ross. «Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet». Addison Wesley, 2001.
- S.Kunniyur, R. Srikant, «End-to-end congestion control: utility functions, random losses and ECN marks», In Proceedings of IEEE INFOCOM, Tel Aviv, Israel, March 2000.
- Kun-chan Lan, J. Heidemann, «Rapid model parameterization from traffic measurements», USC Information Sciences Institute Report, ISI-TR-561, Aug 1, 2002.
- W.Leland, M. Taggu и др., «On the self-similar nature of Ethernet traffic», Proc/ACM SIGCOMM'93, 1993.
- D.Lin and R. Morris, «Dynamics of Random Early Detection», In Proceedings of ACM SIGCOMM' 97, France, October 1997.
- S.H.Low, D.E.Lapsley, «Optimization flow control, I: Basic algorithm and convergence», IEEE/ACM Transactions on Networking, 1999.
- M.R.Macedonia, D.P.Brutzman, «MBONE provides audio and video across the Internet», IEEE Computer, vol. 2Z (no. 4), 1994.
- V.Markovski, «Simulation and Analysis of Loss in IP Networks», M.A.Sc., Engineering Science, Simon Fraser Univserity, 2000.
- N. F. Maxemchuk, S. Lo, «Measurement and Interpretation of Voice Traffic on the Internet,» IEEE International Conference on Communications, vol.1, pp.500−7, 1997.
- M.May, J. Bolot, C. Diot, B. Lykes, «Reasons Not to Deploy RED», Proc. Of 7th International Workshop on Quality Of Service (IWQoS'99), pp. 260−262, June 1999.
- A.Mena and J. Heidemann, «An empirical study of real audio traffic», In INFOCOM2000, March 2000.
- V.Misra, W. Gong, Don Towsley, «Stochastic Differential Equation Modeling and Analysis of TCP Windowsize Behavior», Performance'99, 1999.
- V.Misra, Wei-Bo Gong, D.F.Towsley, «Fluid-based Analysis of a Network of AQM Routers Supporting TCP Flows with an Application to RED», SIGCOMM, pp. 151−160, 2000.
- S.B.Moon, J. Kurose, D. Towsley, «Packet Audio Playout Delay Adjustment: Performance Bounds and Algorithms,» ACM/Springer Multimedia Systems, vol. 6, pp. 1728, January 1998.
- R. Morris, «TCP Behavior with Many Flows», in Proceedings of IEEE/ICNP, 1997.
- Net2phone homepage, Press Releases, October 2001. http://www.net2phone.com/.
- Network simulator ns-2, http://www.isi.edu/nsnam/ns.97. ns-2, русскоязычный сайт, http://yk.atm.tut.fi/ns2.
- T.J.Ott, T.V.Lakshman, L.H.Wong, «SRED: Stabilized RED», Proc. IEEE INFOCOM'99, NY, March 21−25,1999.
- Rong Pan, Balaji Prabhakar, Konstantinos Psounis. «CHOKE, A Stateless Active Queue Management Scheme for Approximating Fair Bandwidth Allocation», IEEE INFOCOM 2000.
- V.Paxson, S. Floyd, «Wide-Area Traffic: The Failure of Poisson Modeling», IEEE/ACM Transactions of Networking, 1995.
- V.Phirke, M. CIaypool, R. Kinicki, «Traffic Sensitive Active Queue Management for Improved Multimedia Streaming», In Proceedings of the International Workshop on QoS in Multiservice IP Networks, Milano, Italy, February 2003.
- V.Petroff, «Self-Similar Network Nraffic: From Chaos and Fractals to Forecasting and QoS», NEW2AN, 2004.
- Sergei Petunin, «Network Information Center of Chelyabinsk-70», Proceeding of the NATO Advanced Networking Workshop, September/October 1994, Golitsyno, Moscow region.
- J.Postel, «Transmission Control Protocol», STD 7, RFC 793, September 1981.105. «QUASIMODO, P906/D2 Report», 2001. http://www.eurescom.de.
- K.Ramakrishnan, S. Floyd, D. Black, «The Addition of Explicit Congestion Notification (ECN) to IP», RFC 3168, Proposed Standard, 2001.
- R. Ramjee, J. Kurose, D. Towsley, H. Schulzrinne,' «Adaptive Playout Mechanisms for Packetized Audio Applications in Wide-Area Networks,» Proc. IEEE Infocom, vol. 2, pp. 680−8, April 1994.
- RFC 1633, «Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview», R. Braden, и др., 1994.
- RFC 1889, «RTP: a transport protocol for real-time applications», H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick, V. Jacobson, Network Working Group, 1996.
- RFC 1945, «Hypertext Transfer Protocol HTTP/1.0», T. Berners-Lee, R. Fielding, H. Frystyk, Network Working Group.
- RFC 2001, «TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Recovery Algorithms», W. Stevens, 1997.
- RFC 2205, «Resource ReSerVation Protocol (RSVP) Functional Specification», R. Braden, L. Zhang, S. Berson, S. Herzog, S. Jamin, 1997.
- RFC 2326, «Real Time Streaming Protocol (RTSP)», H. Schulzrinne, A. Rao, R. Lanphier, 1998.
- RFC 2327, «SDP: Session Description Protocol», M. Handley, V. Jacobson, 1998.
- RFC 2475, «An Architecture for Differentiated Services», S. Blake и др., 1998.
- RFC 2543, «SIP: Session Initiation Protocol», M. Handley, H. Schulzrinne, E. Schooler, J. Rosenberg, March 1999.
- RFC 3015, «Megaco Protocol», F. Cuervo, N. Greene, C. Huitema, A. Rayhan, B. Rosen, J. Segeret, 2000.
- RFC 3031, «Multiprotocol Label Switching Architecture», E. Rosen и др., 2001.
- D. Sanghi, A.K. Arawala, O. Gudmundsson, B.N. Jain, «Experimental Assessment of End-to-End Behavior on Internet,» IEEE lnfocom'93, pp. 867−874, March 1993.
- H.Sanneck, G. Carle, R. Koodli, «A framework model for packet loss metrics based on loss runlengths», In SPIE/ACM SIGMM Multimedia Computing and Networking Conference, January 2000.
- H. Schulzrinne, J. Rosenberg, «A Comparison of SIP and H.323 for Internet Telephony», proceedings of the 1998 Workshop on Network and Operating System Support for Digital Audio and Video (NOSSDAV '98), July 1998, Cambridge, England.
- K.Sriram, W. Whitt, «Characterizing superposition arrival process in packet multiplexers for voice and data», IEEE Journal on SAC, 1986.
- Jinsheng Sun, King-Tim Ко, Guanrong Chen, Sammy Chan, Moshe Zukerman, «PD-RED: To Improve The Performance of RED», IEEE Communications Letters, vol. 7, no. 8, August 2003.
- D.Towsley, S. Fosse-Parisis, J. Bolot, «Adaptive FEC-Based Error Control for Interactive Audio in the Internet,» IEEE Infocom, March 1999.
- D.Verma, «Supporting Service Level Agreements on IP Networks», Macmillan Technical Publishing, 1999.
- W.Willinger, M. Taqqu, R. Sherman, D. Wilson, «Self-similarity Through High-variability: Statistical Analysis of Ethernet LAN Traffic at the Source Level», IEEE/ACM Transactions on Networking, 5(1):71−86, 1997.