| Περίληψη: | Αντικείμενο της παρούσας Διατριβής είναι η μελέτη της απόδοσης και η εισαγωγή νέων χαρακτηριστικών σε μοντέλα για την παροχή υπηρεσιών με εγγυήσεις ποιότητας στα σύγχρονα IP δίκτυα καθώς και η εισαγωγή των απαραίτητων επιχειρησιακών λειτουργιών για την εφαρμογή των μοντέλων αυτών, με στόχο τη βελτίωση της απόδοσης. Ακολουθώντας μια καταγραφή και αξιολόγηση των μηχανισμών και αρχιτεκτονικών που εισάγουν τη διαφοροποίηση εξυπηρέτησης στα IP δίκτυα, η μελέτη που παρουσιάζεται εδώ ακολουθεί σε όλα της τα στάδια τις αρχές της αρχιτεκτονικής DiffServ, η οποία επιτρέπει την παροχή ενός συγκεκριμένου εύρους υπηρεσιών με εγγυήσεις ποιότητας σε συναθροίσεις ροών και περιορίζει την πολυπλοκότητα στα όρια του δικτύου. Η απόδοση και η αποτελεσματικότητα των μηχανισμών και λειτουργιών διαφοροποίησης εξυπηρέτησης με βάση την αρχιτεκτονική DiffServ αξιολογούνται με βάση την εξασφάλιση εγγυημένης χωρητικότητας, φραγμένης από-άκρο-σε-άκρο καθυστέρησης, ελαχιστοποιημένων απωλειών πακέτων και φραγμένου jitter. Ωστόσο, σε κάθε μοντέλο υπηρεσίας για την παροχή QoS, τονίζεται η σημασία της εξασφάλισης των καλύτερων δυνατών εγγυήσεων ποιότητας με την ελάχιστη δυνατή πολυπλοκότητα. Τα διαφορετικά μοντέλα υπηρεσιών θέτουν συγκεκριμένους στόχους λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες των εφαρμογών στις οποίες απευθύνονται. Οι δύο επικρατέστερες κατηγορίες υπηρεσιών στα πλαίσια της αρχιτεκτονικής DiffServ είναι η κατηγορία των υπηρεσιών μέγιστης προτεραιότητας και η κατηγορία των υπηρεσιών εγγυημένης χωρητικότητας σε συνθήκες συμφόρησης. Στην πρώτη κατηγορία, προτείνεται το μοντέλο υπηρεσίας Gold, το οποίο ακολουθεί τις αρχές τις αρχιτεκτονικής DiffServ για να παρέχει βέλτιστη ποιότητα εξυπηρέτησης σε συναθροίσεις IP ροών, ενώ ταυτόχρονα μπορεί να εφαρμοστεί πρακτικά σε δίκτυα παραγωγής. Στη δεύτερη κατηγορία, προτείνεται το μοντέλο υπηρεσίας Relative για την παροχή υπηρεσιών εγγυημένης χωρητικότητας σε συνθήκες συμφόρησης, με βασικά χαρακτηριστικά την μείωση της υπολογιστικής πολυπλοκότητας και την βελτίωση της δικαιοσύνης μεταξύ των εξυπηρετούμενων TCP ροών. Η υπηρεσία Gold διατηρεί την αρχή της επεκτασιμότητας και παρέχει αυστηρές εγγυήσεις ποιότητας αλλά ταυτόχρονα επιτρέπει την εφαρμογή μηχανισμού ελέγχου αποδοχής νέων αιτημάτων χωρίς διακοπή της λειτουργίας του δικτύου. Eισάγει επίσης ένα νέο χαρακτηριστικό σε σχέση με τα υπάρχοντα σχήματα: την διαφοροποίηση ως προς την εγγυημένη μέγιστη καθυστέρηση που παρέχεται στις ροές. Υλοποιείται με τη χρονοδρομολόγηση LA-EDF, που εισάγει την έννοια της διαφοροποιημένης εξυπηρέτησης εντός της ίδιας κλάσης υπηρεσίας και λειτουργεί ως υποστηρικτικός μηχανισμός του ελέγχου αποδοχής κλήσεων, τον αλγόριθμο DBAC για την αποδοχή κλήσεων χωρίς επέμβαση στη λειτουργία του δικτύου και την δρομολόγηση εξισορρόπησης φόρτου για την καλύτερη αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων χωρίς να παραβιάζονται οι εγγυήσεις ποιότητας. Η υπηρεσία Relative επιτυγχάνει προσαρμοστικότητα σε συνθήκες μεταβαλλόμενου φόρτου, δίκαιη διαφοροποίηση, υψηλή απόδοση, αύξηση της χρησιμοποίησης των διαθέσιμων πόρων ενώ αντιμετωπίζει πολλές από τις αδυναμίες που παρουσιάζουν αντίστοιχα μοντέλα. Υλοποιείται με τον μηχανισμό μαρκαρίσματος TWAM ο οποίος εφαρμόζεται στο σημείο εισόδου των ροών στο δίκτυο και αντιμετωπίζει τα θέματα της μη δίκαιης μεταχείρισης TCP ροών με τη μικρότερη δυνατή υπολογιστική επιβάρυνση σε σχέση με υπάρχοντες μηχανισμούς μαρκαρίσματος και τον μηχανισμό DWRED για την ενεργητική διαχείριση του αποθηκευτικού χώρου των ουρών, ο οποίος λειτουργεί με βάση το μαρκάρισμα της κίνησης που επιφέρει ο TWAM και προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες λειτουργίας. Μεταξύ των καθοριστικών παραγόντων για την ευρεία υιοθέτηση υπηρεσιών βασισμένων στην αρχιτεκτονική DiffServ στα σύγχρονα δίκτυα παραγωγής, αναδεικνύονται η εισαγωγή ευέλικτων επιχειρηματικών μοντέλων για την υλοποίηση των υπηρεσιών αυτών στο εσωτερικό ενός δικτύου καθώς και χρέωσης των παρεχόμενων υπηρεσιών. Ο ορισμός Συμβολαίων Εξασφάλισης Επιπέδου Υπηρεσιών (ΣΕΕΥ) για δίκτυα που υποστηρίζουν την παροχή QoS υπηρεσιών με βάση την αρχιτεκτονική DiffServ έχει ως στόχο την εξασφάλιση της συμβατότητας των παρεχόμενων από διαφορετικά διασυνδεδεμένα δίκτυα υπηρεσιών προκειμένου για την από-άκρο-σε-άκρο εξασφάλιση εγγυήσεων ποιότητας. Προτείνεται ένα πρότυπο για την υλοποίηση διμερών ΣΕΕΥ σε IP δίκτυα που παρέχουν υπηρεσίες μέγιστης προτεραιότητας καθώς και μια μεθοδολογία για την υλοποίηση από-άκρο-σε-άκρο Συμβολαίων πάνω από διασυνδεδεμένα δίκτυα. Σε ένα IP δίκτυο, η εισαγωγή ενός αριθμού κλάσεων υπηρεσιών που διαφοροποιούνται στις παρεχόμενες ποιοτικές εγγυήσεις απαιτεί την εισαγωγή διαφοροποιημένων μοντέλων χρέωσης που επιπρόσθετα οδηγούν τους χρήστες στην επιλογή της κατάλληλης κλάσης υπηρεσίας η οποία μεγιστοποιεί την αντιληπτή χρησιμότητα. Προκειμένου για τη χρέωση υπηρεσιών με βάση την αρχιτεκτονική DiffServ, τα προφίλ κίνησης των χρηστών και οι διαφορές στην αντιληπτή ποιότητα αντιπροσωπεύουν τη χρησιμότητα που αντιλαμβάνεται ο χρήστης. Προτείνεται ένα μοντέλο χρέωσης όπου το προφίλ της κίνησης αποτελεί το αντικείμενο διαπραγμάτευσης του χρήστη με τον πάροχο, αφού ο χρήστης συνυπολογίσει τις εγγυήσεις ποιότητας εξυπηρέτησης που ανακοινώνονται από τον τελευταίο προκαταβολικά. Η καινοτομία του προτεινόμενου μοντέλου συνίσταται στις εξωτερικές συνθήκες (externalities) που υπεισέρχονται στα υφιστάμενα κόστη και προκαλούνται από τη φύση των υπηρεσιών που υλοποιούνται με βάση το μοντέλο DiffServ, καθώς επίσης και στον καθορισμό των πραγματικών τιμών με βάση τις οποίες χρεώνονται οι χρήστες.
|
|---|
