Dobór parametrów mechanizmów kształtowania ruchu protokołu internetowego IP [1]

W bieżącym roku mija 30 lat od początku działalności sieci ARPANET, będącej prekursorem obecnego Internetu. Od tego momentu sieci komputerowe tak dynamicznie się rozwijają, że w dniu dzisiejszym łączą nie tylko wszystkie uniwersytety i większość firm w Polsce, ale również ponad 20% gospodarstw domowych. Podstawowym protokołem komunikacyjnym cały czas pozostaje IP. Jego projektanci nie mogli przewidzieć do jak zróżnicowanych typów transmisji będzie wykorzystywany, w związku z czym wszystkie pakiety są traktowane w taki sam sposób, bez jakichkolwiek gwarancji dostarczenia pakietu w określonym czasie lub liczby utraconych pakietów. Sieć jedynie zapewnia użytkownika, że będzie się starała dostarczyć pakiet, co w terminologii angielskiej jest nazywane best effort.
Zróżnicowanie potrzeb klientów korzystających z tych samych łącz doprowadziła do zaproponowania kilku standardów umożliwiających zróżnicowanie poziomu obsługi oraz zapewnienia użytkownikowi określonych gwarancji jakości usług (Quality of Service), jak np. DiffServ. Mechanizmy te mają być jedną architekturach najważniejszych cech Internetu następnej generacji. We wszystkich architekturach QoS bardzo ważną rolę pełnią algorytmy kształtowania ruchu, działające w węzłach sieci, regulujące charakterystykę transmitowanych strumieni danych optymalizując z jednej strony wykorzystanie dostępnego pasma, z drugiej strony zadowolenie użytkownika.
W literaturze można znaleźć kilka bardzo dobrze poznanych mechanizmów kształtowania ruchu, jak np. mechanizm cieknącego wiadra (TBF) oraz wiele nowych propozycji, najczęściej zoptymalizowanych pod kątem bardzo wąskiego zastosowania. Brakuje jednak zestawień porównujących działanie tych mechanizmów dla różnych typów transmisji, a zwłaszcza w sieciach z klasami ruchu. Prowadzi to do złej konfiguracji ruterów w sieciach operatorów telekomunikacyjnych, a w konsekwencji do wykorzystywania tylko w części dostępnego pasma. W niniejszym projekcie nie zamierzamy proponować nowego algorytmu, lecz wykazać, iż poprzez prawidłowe stosowanie znanych metod i dobór ich parametrów zoptymalizowany do charakteru strumieni przesyłanych danych można poprawić parametry jakości usług, takie jak średnie opóźnienie, zmienność opóźnienia (jitter) lub stopa błędu. Praca będzie polegała na analizie działania mechanizmów kształtowania ruchu w sieci laboratoryjnej oraz w modelu symulacyjnym.
Badania zostaną przeprowadzone w Laboratorium Systemów Multimedialnych IITiS PAN, co umożliwi wykorzystanie zgromadzonego tam sprzętu do generacji rzeczywistych transmisji odpowiadających nowoczesnym usługom sieciowym, takim jak wideo na żądanie lub wideokonferencja. W analizach zostaną także wykorzystane źródła ruchu o charakterze samopodobnym, o długoterminowej autokorelacji. Na podstawie wyników badań przeprowadzonych w laboratorium zostanie stworzony model w symulatorze OMNeT++, umożliwiający analizę działania algorytmów kształtowania ruchu w sieciach rozległych oraz w sieciach o dużej liczbie klientów.