ІНТЕГРАЛЬНІ МЕТОДИ ОЦІНКИ ПРОДУКТИВНОСТІ ПАКЕТНИХ МЕРЕЖ: АНАЛІЗ ТА ФОРМУВАННЯ

DOI: 10.31673/2786-8362.2024.025073

Анотація

У статті розглянуто інтегральні методи оцінки якості роботи мереж
з комутацією пакетів, які забезпечують стабільність та ефективність обслуговування в умовах
мультисервісного трафіку. У сучасних телекомунікаційних мережах критично важливим є
забезпечення якості обслуговування (QoS) та якості сприйняття (QoE), що дозволяють досягти
високого рівня задоволеності користувачів та забезпечують надійність зв’язку. Стандартні підходи
до оцінки мережевої продуктивності зазвичай базуються на окремих показниках, таких як затримка,
втрати пакетів і джитер, проте вони не завжди дозволяють отримати повне уявлення про загальний
стан мережі. Інтегральні показники якості, що пропонуються у дослідженні, дають можливість
об'єднати різні параметри для отримання узагальненої оцінки продуктивності, яка враховує
короткочасні зміни в умовах високих навантажень і змінного трафіку.
Метою дослідження є розробка інтегральних показників, які дозволять мережевим операторам
покращити моніторинг продуктивності та якість обслуговування в мультисервісних мережах.
Описано розрахунок інтегрального показника якості з’єднання, що базується на порівнянні
площі, де параметр перевищує порогове значення, з максимально можливою площею. Представлено
формули для інтегрального показника та варіанти його застосування при порівнянні різних каналів
зв'язку. Розглянуто вплив нелінійних ефектів у передачі пакетного трафіку, зокрема
експоненційного зростання значень показників при погіршенні продуктивності. Запропоновано
формулу для інтегрального показника, що враховує експоненційну функцію оцінки для точнішої
оцінки продуктивності. З урахуванням такого підходу розроблений метод дозволяє проводити
порівняльний аналіз продуктивності мережевих з'єднань на основі узагальнених показників якості,
що відображають поведінку мережі за умов змішаних типів трафіку.
Розроблені методи та показники можуть бути основою для покращення систем управління
мережею в умовах мінливих навантажень та неоднорідних вимог користувачів. Це дозволяє не лише
забезпечувати високу якість обслуговування, але й підвищити задоволеність користувачів у
різноманітних умовах роботи мережі.

Ключові слова: продуктивність мережі, якість обслуговування (QoS), якість сприйняття
(QoE), пропускна здатність, інтегральна оцінка, однопорогова оцінка, багатопорогова оцінка,
інтегральний показник якості

Список використаної літератури:
1. Quality of service (qos) performance analysis in a traffic engineering model for next-generation
wireless sensor networks / T. Mazhar et al. Symmetry. 2023. Vol. 15, no. 2. P. 513.
URL: https://doi.org/10.3390/sym15020513.
2. Quality of Service (QoS) / ed. by T. Eckert. Cham : Springer International Publishing, 2021.
URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-81961-3.
3. Eckert, T., Bryant, S. (2021). Quality of Service (QoS). In: Toy, M. (eds) Future Networks,
Services and Management. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81961-3_11
4. VoIP performance evaluation and capacity estimation using different qos mechanisms /
A. Refaet et al. IOP conference series: materials science and engineering. 2020. Vol. 881. P. 012146.
URL: https://doi.org/10.1088/1757-899x/881/1/012146.
5. Internet of things: a survey on enabling technologies, protocols, and applications / A. AlFuqaha et al. IEEE communications surveys & tutorials. 2015. Vol. 17, no. 4. P. 2347–2376.
URL: https://doi.org/10.1109/comst.2015.2444095.
6. Gozdecki J., Jajszczyk A., Stankiewicz R. Quality of service terminology in IP
networks. IEEE communications magazine. 2003. Vol. 41, no. 3. P. 153–159.
URL: https://doi.org/10.1109/mcom.2003.1186560.
7. Quality is in the eye of the beholder: Meeting users' requirements for internet quality of service
/ Bouch, A., Kuchinsky, A., Bhatti, N. Association for Computing Machinery. 2000. P.297-304. URL:
https://doi.org/10.1145/332040.332447
8. Varela M., Skorin-Kapov L., Ebrahimi T. Quality of service versus quality of
experience. Quality of experience. Cham, 2014. P. 85–96. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-319-
02681-7_6.
9. Alreshoodi M., Woods J. Survey on qoe\qos correlation models formultimedia
services. International journal of distributed and parallel systems. 2013. Vol. 4, no. 3. P. 53–72.
URL: https://doi.org/10.5121/ijdps.2013.4305.
10. RFC 1633: integrated services in the internet architecture: an overview. IETF Datatracker.
URL: https://tools.ietf.org/html/rfc1633.
11. Telecommunications performance engineering / ed. by A. R. Afima, I. o. E. Engineers.
London : Institution of Electrical Engineers, 2003. 288 p
12. Vasseur J.-P., Guichard J., Faucheur F. L. Definitive MPLS network designs. Brand: Cisco
Press, 2005. 552 p.
13. Held G. Enhancing LAN performance. CRC Press, 2004.
URL: https://doi.org/10.1201/9780203496053.
14. Recommendation ITU-T E.412 (01/2003). Network management controls.
15. Lundqvist P., Barreiros M. QOS-Enabled networks: tools and foundations. Wiley & Sons,
Incorporated, John, 2015. 256 p.
16. Designing for Cisco Network Service Architectures (ARCH) Foundation Learning Guide /
M. Al-shawi, A. Laurent. - Fourth Edition. - USA, Indianapolis: Cisco Press, 2017. - 904 p.
17. Recommendation ITU-T G.1010 (11/2001). End-user multimedia QoS categories.
18. Recommendation ITU-T Y.1541 (12/2011). Network performance objectives for IP-based
services.
19. Recommendation ITU-T M.2301 (07/2002). Performance objectives and procedures for
provisioning and maintenance of IP-based networks.