دانشگاه صنعتي اميركبير

)پلي تكنيك تهران(

و فناوري اطالعاتردانشكده مهندسي كامپيوت

مهندسي كامپيوترارشدنامه كارشناسي پايان

افزار نرمگرايش

ز با يس متمايسرو يها السک يبراباند ينا پهتدارک

ريادگي يهااستفاده از اتوماتا

:نگارش

ي رجاييمهر

:استاد راهنما

رضا ميبدي دكتر محمد

۸۴تابستان

دهيچک

با پيشرفت سريع اينترنت و مطرح شدن كاربردهاي جديدي كه نياز به تضمين كيفيت سرويس دارند، بازار اينترنت تمايز به عنوان يك ويس مسر. هاي بهتر و جلب مشتريان بيشتر شده است تبديل به يک بازار رقابتي در زمينه دادن سرويس .شده است يمعرف نسل بعد IPهاي مدل سرويس براي ارائه كيفيت سرويس در شبكه

. شود ميدهنده سرويس منعقد توافق سطح سرويس بين مشتري و ارائه تحت نام براي تضمين كيفيت سرويس قرارداديتدارک منابع شبكه يكي تابع .شود مشخص ميت به دق مسائل مالي موارد تخلف و، پارامترهاي كيفيت سرويسدر اين قرارداد

منابع شبکه به منظور تضمين کيفيت سرويس پيكربندياز توابع مهم در مديريت توافق سطح سرويس است که وظيفه آن ر هباند اينپهتخصيص هاي سرويس متمايز شامل باند در شبكه تدارک پهناي. باشد ميباند پهناييکي از منابع شبکه . باشد مي

. باشد مي )PHBگروه (سرويس ف لتخهاي م كالسه اتصال ب

پيشنهادي يها روش. دشو يمئه ا ارباند پهناي ياي پوتدارک ير برايادگي ياتوماتا بر يسه روش کارا و ساده مبتنن پروژه يدر ايش تعيين شده کمتر نشود از يک آستانه از پكيفيت سرويسباند با اين شرط که سعي در ماکزيمم کردن استفاده از پهناي

توان کيفيت سرويس پيشنهادي ميي تدارک پويايها ها نشان داده است که با استفاده از روش سازي نتايج شبيه. کند ميها نشان سازي نتايج شبيه.همچنين . بهتري در مقايسه با روش تدارک ايستا از لحاظ نرخ خرابي، تاخير و گذردهي فراهم نمود

دهد نيازمندي کيفيت سرويس واکنش نشان مي و ترافيکتغييرات ، قيمت پيشنهادي نسبت به تغييرات يها لدهد که مد مي .دشو ميهمگرا به سمت استراتژي تدارک بهينه باالي و با سرعت

, شده استهاي بهتر به مشتريان ا توجه به اينکه امروزه بازار اينترنت تبدبل به يک بازار رقابتي در زمينه دادن سرويسبمدل . اي پيدا کرده است دهندگان سرويس اينترنت اهميت ويژه گذاري و ارائه سرويس با کيفيت بهتر براي ارائه مسئله قيمت

براي , گذاري تخت براي اينترنت روشي مفيد بود ولي به دليل عدم دادن انگيزه به کاربران براي استفاده منطقي از منابع قيمتهاي سرويس را توسط تواند انگيزه استفاده از همه انواع کالس گذاري مناسب مي يک مدل قيمت. دارداهداف امروزي کاربرد نگذاري پويا باند براي قيمت گذاري بر اساس ميزان استفاده از پهناي در اين پروژه دو روش مبتني بر قيمت. مشتريان ايجاد کند

ها افزايش کيفيت سرويس و درنتيجه افزايش درآمد از طريق روشهدف از اين . شود در معماري سرويس متمايز پيشنهاد ميهاي مشخصي از زمان براساس بازخوردي که ها به طور پويا در بازه قيمت. باشد گذاري بر اساس قانون عرضه و تقاضا مي قيمت

سازي نتايج شبيه. کند يده مها استفا متير قيي تغياين روش از اصل عرضه و تقاضا برا. کند شود تغيير مي از محيط گرفته ميها توزيع کرد و ازدحام را در زمان اوج مصرف کاهش داده توان تقاضا را در همه بازه دهد که با استفاده از اين مدل مي نشان مي

جه ميزان يگذاري ايستا از لحاظ نرخ خرابي و تاخير دست يافت و در نت و از اين طريق کيفيت سرويس بهتري نسبت به قيمت . آمد را افزايش داددر

ر يادگي ياتوماتا, سيت سرويفيک, ريادگي ياتوماتا, اي پويگذار متيق, اي پوتدارک, زيس متماي سرو:يدي کليها واژه

يسلول

أ

يم اختصارئفهرست عال

AF Assured Forwarding ATM Asynchronous Transfer Mode BE Best Effort CBQ Class Based Queuing CBR Constant Bit Rate CLA Cellular Learning Automata CU Currently Unused DIFFSERV Differentiated Services DRR Deficit Round Robin Stochastic Fair Queuing DS Differentiated Services DSCP Differentiated Services Code Point EF Expedited Forwarding FTP File Transfer Protocol FQ Fair Queuing IESG Internet Engineering Steering Group IETF Internet Engineering Task Force IntServ Integrated Services IP Internet Protocol IPDV IP Packet Delay Variation LA Learning Automata MPLS MultiProtocol Label Switching NS Network Simulator PHB Per Hop Behavior QOS Quality of Service RED Random Early Detection RL Reinforcement Learning RLAP Reinforcement Learning-based Adaptive

Provisioning RSVP resource ReSerVation Protocol SFQ Stochastic Fair Queuing SLA Service-Level Agreement

ب

SLS Service-Level Specification TCA Traffic Conditioning Agreement TCP Transmission Control Protocol TCS Traffic Condition Specifications TOS Type of Service TTL Time To Live UDP User Datagram Protocol VOIP Voice over IP WFQ Weight Fair Queuing WRED Weighted Random Early Detection

WRR Weighted Round Robin

ت

فهرست مطالب

صفحه.................................................................................................................عنوان

١............................................................................................................................مقدمه: فصل اول ٤................................................................................................................................................... تعريف مسئله۱‐ ۱ ٦...............................................................................................................................................ساله طرح کلي ر۲‐ ۱

٧............................................................................................................سرويس متمايز: فصل دوم ٩................................................................................................................................ معماري سرويس متمايز۱‐ ۲

٩...........................................................................................................................................................فتار براي هر هاپ ر١‐١‐٢ ١١..................................................................................................................................................... دامنه سرويس متمايز٢‐١‐٢ ١٢................................................................................................................................................... منطقه سرويس متمايز٣‐١‐٢ ١٣..............................................................................................................بندي ترافيک سازماندهي و طبقه۲‐ ۲

١٣...............................................................................................................................................................................بند رده١‐٢‐٢ ١٣........................................................................................................................................................... مشخصات ترافيک٢‐٢‐٢ ١٤....................................................................................................................................................دهنده ترافيک سازمان٣‐٢‐٢

١٥..................................................................................................................(WFQ)دار صف منصفانه وزن۳‐ ۲

١٧.....................................گذاري و قيمتتدارکشده در زمينه هاي انجام فعاليت: فصل سوم ١٨............................................................................................................................................................. مقدمه۱‐ ۳ ١٩........................................................................................................................گذاري ايستا وقيمتتدارک ۲‐ ۳

٢٠........................................................................................................مراتبي و تخصيص بهينه در بازار سلسلهتدارک ١‐٢‐٣ 22............................................................................................................... و تخصيص در يك بازه زمانيتدارک ١‐١‐٢‐٣ 23........................................................................................................ روز و تخصيص براي چند دوره ازتدارک ٢‐١‐٢‐٣ 24................................................................................................................. تخمين تقاضا و احتمال بلوك شدن٣‐١‐٢‐٣ 24........................................................................................................................................................................ نتايج٤‐١‐٢‐٣ ٢٥...................................................هاي متمايز با استفاده از ترقي كالس و تخصيص بهينه براي سرويستدارک ٢‐٢‐٣

27................................................................................................................................. تخصيص براي هر دوره روز١‐٢‐٢‐٣ 27........................................................................................................................................................................ نتايج٢‐٢‐٢‐٣

٢٨..................................................................................................................................................... پوياتدارک ۳‐ ۳

ث

٢٨...........................................................................................باند بوسيله يادگيري تقويتي سازگارپذير پهنايتدارک ١‐٣‐٣ 29......................................................................................................................... بادگيري تقويت فضاي پيوسته١‐١‐٣‐٣ 30........................................................................................................ تطابقي بر اساس يادگيري تقويتتدارک ٢‐١‐٣‐٣ 32...................................................................................................................................................سازي نتايج شبيه٣‐١‐٣‐٣ ٣٥.......................................................................................................... هسته براي سرويس متمايز کمي پوياتدارک ٢‐٣‐٣

37..................................................................................................................................................... گره پوياتدارک ١‐٢‐٣‐٣ 39.................................................................................................................................................. هسته پوياتدارک ٢‐٢‐٣‐٣ ٤٤...........................................................................ها شده با سازگار كردن وزن هاي سرويس بيمه بندي بسته زمان٣‐٣‐٣ ٥٠..........................................................................................................................................گذاري پويا قيمت۴‐ ۳

٥١......................................................................................گذاري منابع شبكه شده براي قيمت الگوريتم بهينه توزيع١‐٤‐٣ ٥٣..............................اينترنتاي براي تضمين نرخ گم شدن قراردادهاي سرويس گذاري فوري دو مؤلفه قيمت٢‐٤‐٣ ٥٨..................................................................هاي اولويت باال در سرويس متمايز گذاري براي سرويس روش قيمت٣‐٤‐٣

٦٢............................................................................................................................................................ خالصه٥‐ ٣

٦٣.....................................................................................................يادگير اتوماتاي : فصل چهارم ٦٤............................................................................................................................................................. مقدمه۱‐ ۴ ٦٦........................................................................................................................................... يادگيري اتوماتا ٢‐ ۴

٦٧.................................................................................................................................. اتوماتاي يادگير با ساختار ثابت ١‐٢‐٤ ٦٨.................................................................................................................................. اتوماتاي يادگير با ساختار متغير٢‐٢‐٤ ٦٩..............................................................................................................................ادگير سلولي اتوماتاي ي۳‐ ۴

٧٤............................................باند پهنايتدارکهاي جديد ارائه شده براي روش: فصل پنجم ٧٥............................................................................................................................................................. مقدمه۱‐ ۵ ٧٧...................................................................................................................................................... تابع درآمد۲‐ ۵ ٧٨...........................................................................................................................................سازي مدل شبيه۳‐ ۵

٧٩........................................................................................................................................................... مشخصات ترافيک١‐٣‐٥ ٨٠........................................................................................................................................................سازي جزئيات شبيه٢‐٣‐٥ ٨١.....)رو الگوريتم يادگيردنباله(ساختارمتغير يادگير با از اتوماتاي با استفادهباند پهناي پوياي تدارک ۴‐ ۵

٨٣...............................................................................................................................................١سازي مدل نتايج شبيه١‐٤‐٥

٨٧...)الگوريتم يادگيرخطي(يادگير با ساختار متغير باند با استفاده از اتوماتاي پوياي پهنايتدارک ۵‐ ۵ ٨٨...............................................................................................................................................٢سازي مدل نتايج شبيه١‐٥‐٥

٩١..............................................................يادگير سلولي باند با استفاده از اتوماتاي پوياي پهنايتدارک ۶‐ ۵ ٩٢...............................................................................................................................................٣سازي مدل شبيه نتايج١‐٦‐٥ ٩٥.....................................................................هاي اوليه متفاوت شده تحت وزن هاي ارائه مقايسه مدل۷‐ ۵ ١٠٣............................................. کيفيت سرويسهاي شده با تغيير نيازمندي هاي ارائه مقايسه مدل۸‐ ۵

ج

١٠٥...................................................................................شده با تغيير در ترافيک هاي ارائه مقايسه مدل۹‐ ۵ ١٠٦.............................................................ريزي قيمت شده با تغيير در برنامه هاي ارائه مقايسه مدل۱۰‐ ۵ ١٠٧..............................................................................................................................................گيري نتيجه۱۱‐ ۵

١٠٩...................................................گذاري هاي جديد ارائه شده براي قيمت روش: فصل ششم ١١٠.......................................................................................................................................................... مقدمه۱‐ ۶ ١١٢........................................................................گذاري پويا و يکسان براي همه مشتريان مدل قيمت۲‐ ۶ ١١٥..................................................................................گذاري پويا و متمايز براي مشتريان مدل قيمت۳‐ ۶ ١١٧..........................................................................................باند گذاري پويا براي پهناي و قيمتتدارک ۴‐ ۶ ١١٨.......................................................................................................................................سازي نتايج شبيه۵‐ ۶ ١٢٣.................................................................................................................................................گيري نتيجه۶‐ ۶

١٢٤..............................................................................................گيري خالصه و نتيجه: فصل هفتم ١٢٦............................................................................................................................................. کارهاي آينده۱‐ ۷

١٢٧..............................................................................................................................فهرست منابع

١٣٣.........................................................................................................NSساز شبيه: پيوست الف ١٣٥............................................................................................................................nsاندازي نصب و راه ۱‐ الف

١٣٥.........................................................................................................................................افزارهاي موردنياز سخت١‐١‐الف ١٣٥..........................................................................................عامل لينوکس تحت سيستمns2 بارگذاري و نصب ٢‐١‐الف ١٣٦............................................................................................................................................ تحت ويندوزnsب نص٣‐١‐الف ١٣٧...................................................................................................................................................................ns شروع ٤‐١‐الف ١٣٨.....................................................................................................................................OTcl linkage ۲‐ الف

١٣٨..................................................................................................................................................................Tcl کالس ١‐٢‐الف ١٣٩...................................................................................................................................................TclObject کالس ٢‐٢‐الف

TclObject........................................................................................................140 ايجاد و ازبين بردن اشياء ١‐٢‐٢‐الف 141............................................................................................................................................. محدوده متغيرها٢‐٢‐٢‐الف 142.................................................................................................................................کننده متغيرهاي تعقيب٣‐٢‐٢‐الف command.......................................................................................................................................142 متدهاي ٤‐٢‐٢‐الف ١٤٤......................................................................................................................................................TclClass کالس ٣‐٢‐الف

١٤٥.................................................................................................................NS ايجاد توپولوژي بوسيله ۳‐ الف ١٤٥.....................................................................................................................................................ns شروع و خاتمه ١‐٣‐الف ١٤٦..........................................................................................................................................ها و اتصاالت تعريف گره٢‐٣‐الف ١٤٧..................................................................................................................................................ها و کاربردها عامل٣‐٣‐الف

TCP..............................................................................................................................................148 روي FTP ١‐٣‐٣‐الف UDP............................................................................................................................................148 روي CBR ٢‐٣‐٣‐الف

ح

149......................................................................................................................... با ديگر منابع ترافيکUDP ٣‐٣‐٣‐الف ١٥٠..................................................................................................................................... زمانبندي وقايع۴‐ الف ١٥٣..........................................................................................................nam مصورسازي با استفاده از ۵‐ الف ١٥٦.........................................................................................................................................يب کردن تعق۶‐ الف

١٥٦....................................................................................................................................................کننده اشياء تعقيب١‐٦‐الف ١٥٧..........................................................................................................................................هاي تعقيب ساختار فايل٢‐٦‐الف ١٥٧...............................................................................................................................اي از وقايع تعقيب زيرمجموعه٣‐٦‐الف

١٥٨............................................................................................................................... متغيرهاي تصادفي۷‐ الف

١٦٠....................................................................................................................نامه واژه: پيوست ب ١٦١..............................................................................................................................نامه انگليسي به فارسي واژه ١٦٤.............................................................................................................................نامه فارسي به انگليسي واژه

خ

فهرست اشکال

٣..........................................................................................................................مقايسه سرويس مجنمع و سرويس متمايز: ۱-۱ جدول ٤...............................................................................................................................................................توابع مديريت سرويس: ۱‐۱ شکل ٩........................................................................................................................................................................................DSفيلد : ۱-۲ شکل ٩...........................................................................................................................................................................DSهاي دسته: ۱‐۲ جدول ١١................................................................................................................................... سرويس متمايزAFجدول کدهاي : ۲‐۲ جدول ١٢...............................................................................................................................................................ل سرويس متمايزمد: ۲‐۲ شکل ١٤............................................................................................................................................دهنده ترافيک بند و سازمان رده: ۳‐۲ شکل ١٥...............................................................................................................................................................سيستم مرجع سيال: ۴‐۲ شکل ١٦...........................................................................................................................................................سيستم بر اساس بسته: ۵‐۲ شکل ٢٠............................................................................................................................................].Fulp01[مدل سلسله مراتبي : ۱‐۳شكل ٢١....................................................................................................................................].Fulp01[روز تغيير تقاضا در شبانه: ۲‐۳شكل ٢٢.................................................[fulp01]رود كه رشد درآمد برابر با هزينه باشد اي مي دهنده سرويس به نقطه ارائه: ۳‐۳شكل ٢٥...].Fulp01[هجده توافق سطح سرويس براي هر دوره از روز) ب(, روز٦طح سرويس براي يك توافق س) الف: (۴‐۳شكل ٢٦...................................................................................................................].Ful01[هاي متمايز مثالي از شبكه سرويس: ۵‐۳شكل ٢٦..................................................................................................................................[αij=0.25 [ful01) ب(، αij=0) الف: (۶‐٣شكل ٣٠........................................................................]Hui03 [حلقه بادگيري در تدارک تطابقي بر اساس يادگيري تقويت: ۷‐۳شكل ٣١...........................................................................................................................................توپولوژي شبكه سرويس متمايز: ۸‐۳شكل ٣١......................................................................................................................................................................RLAPالگوريتم : ۹‐۳شكل متوسط ) ب. (RLAPط مختلف متوسط گذردهي تحت شراي) الف( با تدارک ايستا RLAPنتايح مقايسه : ۱۰‐۳شكل

متوسط تاخير براي تدارک ) د. (RLAPمتوسط تاخير براي ) ج. (گذردهي تحت شرايط مختلف براي تدارک ايستا ٣٤..................................................................................................................................................................................]Hui03 [ .ايستا

٣٥......................................................................................................]Hui03[مقايسه درآمد تحت شرايط اوليه مختلف : ۱۱‐۳ شكل ٣٦.....................................................................................................................................................مدل تدارک ظرفيت پويا: ۱۲‐۳ شکل ٣٩...............................................................................................................................................کد الگوريتم تدارک گره شبه: ۱۳‐۳ شکل ٤٠............................................................................................................... يک نمونه از توپولوژي شبکه و ماتريس بار آن:١٤‐٣ شکل ٤٣...................................................................................................................................کد الگوريتم کاهش نرخ مرزي شبه: ۱۵‐۳ شکل ٤٤.............................................................................................................................گوريتم تخصيص نرخ در مرزکد ال شبه: ۱۶‐۳ شکل

د

٤٦......................................................................................................................................................]Wan01 [هاي پويا وزن: ۱۷‐۳ شكل ٤٦.....................................................................]Wan01 [سازي مورد استفاده قرار گرفته است توپولوژي كه در شبيه: ۱۸‐۳ شكل ٤٧.....................................................................................................................................................]Wan01 [هاي اوليه وزن: ۱‐۳ جدول ٤٧........................................................................................................................................]Wan01 [ها شدن بسته نرخ گم: ۱۹‐۳ شكل ٤٨.............................................................................................................................]Wan01 [متوسط تاخير انتها به انتها: ۲۰‐۳ شكل ٤٨.....................................................................................................]under-provisioning] Wan01تفاوت تاخير براي : ۲۱‐۳شكل ٤٩...........................................................................................................]on-provisioning] Wan01تفاوت تاخير براي : ۲۲‐۳ شكل ٤٩.......................................................................................................]over-provisioning] Wan01تفاوت تاخير براي : ۲۳‐۳شكل ٥٠.....................................................................................................................................]AF] Wan01س سرويgoodput: ۲۴‐۳ شكل ٥٠...........................................................................................................................]BE] Wan01 براي سرويس goodput: ۲۵‐۳ شكل ٥٥.......................................................................................................... [Gup03]جريان داده مشتري روي مدت قرارداد: ۲۶‐۳ شكل ٥٦............................................................................................[Gup03[ بعدازظهر٣ تا ٢ساعت ) b. ( ساعت٢٤) At) a: ۲۷‐۳شكل ٥٧................................................................................................................................................]Gup03[ ساعت ٢٤ در Lt: ۲۸‐۳شكل ٦٦..................................................................................................................................ارتباط بين اتوماتاي يادگير و محيط: ١ ‐۴ شكلLنمودار تغيير وضعيت اتوماتا : ٢‐۴شكل N2 2,............................................................................................................................٦٧ Gنمودار تغيير وضعيت اتوماتاي : ۳‐۴ شكل N2 2,..........................................................................................................................٦٧ ٦٨.......................................................................................................................Krylovنمودار تغيير وضعيت اتوماتاي : ٤‐۴شكل ٧٠.....................................................................................................................همسايگي ون نيومن ، مور ، اسميت و كول : ٥‐۴شكل ٧١...........................................................................................................................................(CLA)اتوماتاي يادگير سلولي : ٦‐۴شكل ٧٩.....................................................................................................................................................توپولوژي سرويس متمايز: ۱‐۵ شکل ٧٩....................................................................................................................................................خصوصيات منايع ترافيک: ۱‐۵ جدول ٨٠.......................................................................................................هاي مختلف تدارک براي استراتژيWFQهاي وزن: ۲‐۵ جدول ٨٠......................................................................................................................................................گذاري ريزي قيمت برنامه: ۳‐۵ جدول ٨٣..................................................................................................................................)۱مدل(کد الگوريتم تدارک پويا شبه: ۲‐۵ شکل ٨٤...............................................)۱مدل (هاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس راتژيمتوسط گذردهي با است: ۳‐۵ شکل ٨٤....................................................)۱مدل (هاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس متوسط تاخير با استراتژي: ۴‐۵ شکلهاي مختلف تدارک براي هر کالس هايي که تاخير آن بيشتر از حد مقرر بوده است با استراتژي تعداد بسته: ۵‐۵ شکل

٨٤...............................................................................................................................................................................)۱مدل (سرويس اي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس ه اند با استراتژي سازي گم شده هايي که در طي شبيه تعداد بسته: ۶‐۵ شکل

٨٥...............................................................................................................................................................................................)۱مدل ( ٨٥.................................................................................................۱هاي مختلف با مدل درآمد کل حاصله براي استراتژي: ۷‐۵ شکل ٨٦...............................................۱ با استراتژي تدارک کم براي مدل C1 مال هر کالس در مسيريابروند تغيير احت: ۸‐۵ شکل ٨٦.................................................۱ براي استراتژي تدارک کم براي مدل C1 روند تغييروزن هر کالس در مسيرياب: ۹‐۵ شکل ٨٦........................................۱ براس استراتژي تدارک کم براي مدل C1 روند تغيير درآمد هر کالس در مسيرياب: ۱۰‐۵ شکل ٨٨...............................................................................................................................)۲مدل(کد الگوريتم تدارک پويا شبه: ۱۱‐۵ شکل ٨٩............................................)۲مدل (هاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس متوسط گذردهي با استراتژي: ۱۲‐۵ شکل

ذ

٨٩..................................................)۲مدل (هاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس متوسط تاخير با استراتژي: ۱۳‐۵ شکلهاي مختلف تدارک براي هر کالس هايي که تاخير آن بيشتر از حد مقرر بوده است با استراتژي تعداد بسته: ۱۴‐۵ شکل

٨٩..................................................................................................................................................................................)۲مدل(سرويسهاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس اند با استراتژي سازي گم شده هايي که در طي شبيه بستهتعداد : ۱۵‐۵ شکل

٩٠................................................................................................................................................................................................)۲مدل( ٩٠..............................................................................................۲هاي مختلف با مدل درآمد کل حاصله براي استراتژي: ۱۶‐۵ شکل ٩١.............................................۲ براي استراتژي تدارک کم براي مدل C1 روند تغيير وزن هر کالس در مسيرياب: ۱۷‐۵ شکل ٩١..........................................۲ مدل براي استراتژي تدارک کم برايC1 روند تغيير درآمد هر کالس در مسيرياب: ۱۸‐۵ شکل ٩٢...............................................................................................................................)۳مدل(کد الگوريتم تدارک پويا شبه: ۱۹‐۵ شکل ٩٣............................................)۳مدل (هاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس متوسط گذردهي با استراتژي: ۲۰‐۵ شکل ٩٣..................................................)۳مدل (هاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس متوسط تاخير با استراتژي: ۲۱‐۵ شکلهاي مختلف تدارک براي هر کالس بيشتر از حد مقرر بوده است با استراتژيهايي که تاخير آن تعداد بسته: ۲۲‐۵ شکل

٩٤..................................................................................................................................................................................)۳مدل(سرويسهاي مختلف تدارک براي هر کالس سرويس اند با استراتژي سازي گم شده هايي که در طي شبيه تعداد بسته: ۲۳‐۵ شکل

٩٤................................................................................................................................................................................................)۳مدل( ٩٤..............................................................................................۳هاي مختلف با مدل درآمد کل حاصله براي استراتژي: ۲۴‐۵ شکل ٩٥.............................................۳ارک کم براي مدل براي استراتژي تدC1 روند تغيير وزن هر کالس در مسيرياب: ۲۵‐۵ شکل ٩٥..........................................۳ براي استراتژي تدارک کم براي مدل C1 روند تغيير درآمد هر کالس در مسيرياب: ۲۶‐۵ شکلهاي اوليه استراتژي تدارک کم هاي پيشنهادي با تدارک ايستا با وزن نسبي متوسط گذردهي مدلدرصد تفاوت: ۲۷‐۵ شکل

...............................................................................................................................................................................................................٩٦ onهاي اوليه استراتژي تدارک هاي پيشنهادي با تدارک ايستا با وزن درصد تفاوت نسبي متوسط گذردهي مدل: ۲۸‐۵ شکل

...............................................................................................................................................................................................................٩٧ هاي اوليه استراتژي تدارک هاي پيشنهادي با تدارک ايستا با وزن درصد تفاوت نسبي متوسط گذردهي مدل: ۲۹‐۵ شکل

٩٧........................................................................................................................................................................................................زياد ٩٨.....................................................................هاي گم شده براي هر کالس با استراتژي اوليه تدارک کم تعداد بسته: ۴‐۵ جدول ٩٨.....................................................................onهاي گم شده براي هر کالس با استراتژي اوليه تدارک تعداد بسته: ۵‐۵ جدول ٩٨....................................................................هاي گم شده براي هر کالس با استراتژي اوليه تدارک زياد تعداد بسته: ۶‐۵ جدول ٩٩..................هاي مختلف سرويس با استراتژي تدارک کم شده براي کالس هاي ارائه مقايسه متوسط تاخير مدل: ۳۰‐۵ شکل ١٠٠...............onهاي مختلف سرويس با استراتژي تدارک شده براي کالس هاي ارائه مقايسه متوسط تاخير مدل: ۳۱‐۵ شکل ١٠٠.............هاي مختلف سرويس با استراتژي تدارک زياد شده براي کالس ي ارائهها مقايسه متوسط تاخير مدل: ۳۲‐۵ شکل ١٠١....................................................هاي مختلف نسبت به حالت ايستا ميزان بهبود گذردهي هر کالس براي مدل: ۳۳‐۵ شکل ١٠١............................................هاي مختلف نسبت به حالت ايستا ميزان بهبود نرخ گم شدن هر کالس براي مدل: ۳۴‐۵ شکل ١٠٢..........................................................هاي مختلف نسبت به حالت ايستا ميزان بهبود تاخير هر کالس براي مدل: ۳۵‐۵ شکل ١٠٢...........................................................................................هاي مختلف ميزان درآمد حاصل از هر مدل با استراتژي: ۳۶‐۵ شکل ١٠٣...............................................................................هاي مختلف به تفکيک مدل و کالس ميانگين درآمد استراتژي: ۷‐۵ جدول

ر

با استراتژي (AF در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نيازمندي تاخير AFمقايسه متوسط تاخيرکالس )الف: (۳۷‐۵ شکلبا (EF در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نيازمندي تاخير EFمقايسه متوسط تاخيرکالس )ب) (onاوليه

١٠٤.........................................................................................................................................................................)onاستراتژي اوليه ) onبا استراتژي اوليه (AFمقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نيازمندي تاخير )الف:: (۳۸‐۵ شکل

١٠٤...............)onبا استراتژي اوليه (EFندي تاخير مقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نيازم)ب(با استراتژي اوليه تدارک (AFمقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نيازمندي گذردهي : ۳۹‐۵ شکل

١٠٥.....................................................................................................................................................................................................)کم) ب) (onبا استراتژي اوليه (AFمقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نرخ ترافيک ) الف: (۴۰‐۵ شکل

١٠٦..............................)onبا استراتژي اوليه (EFمقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در نرخ ترافيک ) onبا استراتژي اوليه (AFمقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در برنامه ريزي قيمت )الف: (۴۱‐۵ شکل

١٠٧..........)onبا استراتژي اوليه (EFمقايسه درآمد کل در حالت بدون تغيير با حالت تغيير در برنامه ريزي قيمت )ب( ١١٥...................................................................................................گذاري پويا قيمت۱کد مربوط به سه عامل مدل شبه: ۱‐۶ شکل ١١٧....................................................................................................گذاري پويا قيمت۲کد مربوط به دو عامل مدل شبه: ۲‐۶ شکل ١١٨........................................................................................................................................................توانايي مالي مشتريان: ۱‐۶ جدول ١١٩................................گذاري جديد به تفکيک کالس هاي قيمت هاي قبلي با مدل مقايسه متوسط گذردهي مدل: ۳‐۶ شکل ١٢٠.......................................گذاري جديد هاي قيمت هاي قبلي با مدل باند مدل مقايسه ميزان استفاده کل از پهناي: ۴‐۶ شکل ١٢٠.......................................................گذاري جديد تهاي قيم هاي قبلي با مدل مدلBEمقايسه نرخ خرابي کالس : ۵‐۶ شکل ١٢١........................................................گذاري جديد هاي قيمت هاي قبلي با مدل مدلAFمقايسه نرخ خرابي کالس : ۶‐۶ شکل ١٢١........................................................گذاري جديد هاي قيمت هاي قبلي با مدل مدلEFمقايسه نرخ خرابي کالس : ۷‐۶ شکل ١٢٢..................گذاري جديد هاي قيمت هاي قبلي با مدل هاي ارسالي در شبکه مدل مقايسه نرخ خرابي کل بسته: ۸‐۶ شکل ١٢٢......................................گذاري جديد به تفکيک کالس هاي قيمت هاي قبلي با مدل مقايسه متوسط تاخير مدل: ۹‐۶ شکل ١٢٣...........................................................گذاري جديد هاي قيمت هاي قبلي با مدل مقايسه متوسط درآمد کل مدل: ۱۰‐۶ شکلهاي مورد بررسي نسبت به حالت ايستا هاي کيفيت سرويس براي تمام مدل ميزان بهبود در هر يک از پارامتر: ۱‐۷ جدول

............................................................................................................................................................................................................١٢٦ ١٤٧..................................................................................................................................................................طرفه اتصال يک: ۱‐الف شکل ١٥٢.................................................................................................................................................ex1.tcl فايل اسکريپت :۱‐الف جدول ١٥٣.............................................................................................................................................................namپنجره اصلي : ۲‐ الفشکل

١٥٦..................................................................................................................................اشياء تعقيب در اتصال يک طرفه: ۴‐شکل الف ١٥٧.......................................................................................................................................................فيلدهاي فايل تعقيب: ۵‐شکل الف

ز

فهرست جداول

٣....................................................................................................................مقايسه سرويس مجنمع و سرويس متمايز: ١-١ جدول ٩.....................................................................................................................................................................DSهاي دسته: ١‐٢ جدول

١١.............................................................................................................................. سرويس متمايزAFجدول کدهاي : ٢‐٢جدول ٤٧................................................................................................................................................]Wan01[هاي اوليه وزن: ١‐٣جدول ٧٩...............................................................................................................................................خصوصيات منايع ترافيک: ١‐٥ جدول ٨٠..................................................................................................تدارکهاي مختلف براي استراتژيWFQهاي وزن:٢‐٥ جدول ٨٠.................................................................................................................................................گذاري ريزي قيمت برنامه: ٣‐٥ جدول ٩٨................................................................ کمتدارکبا استراتژي اوليه هاي گم شده براي هر کالس تعداد بسته: ٤‐٥ جدول ٩٨................................................................on تدارکهاي گم شده براي هر کالس با استراتژي اوليه تعداد بسته: ٥‐٥ جدول ٩٨............................................................... زيادتدارکهاي گم شده براي هر کالس با استراتژي اوليه تعداد بسته: ٦‐٥ جدول ١٠٣..........................................................................هاي مختلف به تفکيک مدل و کالس ميانگين درآمد استراتژي: ٧‐٥ جدول ١١٨...................................................................................................................................................توانايي مالي مشتريان: ١‐٦ جدولهاي مورد بررسي نسبت به حالت ايستا هاي کيفيت سرويس براي تمام مدل ميزان بهبود در هر يک از پارامتر: ١‐٧ جدول

.......................................................................................................................................................................................................١٢٦ ١٥٢............................................................................................................................................ex1.tcl فايل اسکريپت :١‐الف جدول

:فصل اول

مقدمه

2

با پيشرفت سريع اينترنت و مطرح شدن كاربردهاي جديدي كه نياز به تضمين كيفيت سرويس دارند، بازار اينترنت

در حال حاضر اينترنت . هاي بهتر و جلب مشتريان بيشتر شده است سرويستبديل به يک بازار رقابتي در زمينه دادن

[Ber99]٤ و سرويس متمايز [She96]٣ دو روش سرويس مجتمعIETF٢. 1 نداردبراي حمايت كيفيت سرويسخاصي مكانيزم

[Bla98] رويس براي ارائه ويس متمايز به عنوان يك مدل سسر .کرده استكيفيت سرويس در اينترنت پيشنهاد براي ارائه

.[Bla98] نسل بعد پذيرفته شده استIPهاي كيفيت سرويس در شبكه

منابع RSVPدر . برسد٦کند تا به ارتباط انتها به انتها استفاده مي[Bra97] RSVP٥معماري سرويس مجتمع از پروتکل

ي که مسيرياب. شود رزرو مي, ه در طي مسير از فرستنده تا گيرنده بر اساس کيفيت سرويس تقاضا شد مسيريابر در ه

RSVPبايد داراي مخزني باشد که وضعيت و شناسه هر . عادي دارد مسيريابتري از دهد عملکرد خيلي پيچيده را انجام مي

بندي کامل باشد تا اي براي هر جلسه و استراتژي زمان همچنين بايد داراي مکانيزم کنترل ورود پيچيده. جلسه را نگه دارد

.[Cha2000]سازي کند بندي منصفانه براي تقاضاهاي تضمين کيفيت را پياده ي زمانها روش

RSVPگيرنده و امکان ادغام ه رزرو توسط يزان اولين مييتع ليبه دلپذيري انعطاف, داراي فوايد طبيعت سازگارپذير

قابليت کالت آن عدمن مشيمهمتر يکي از ,باشد يمولي سرويس مجتمع داراي مشکالتي نيز . باشد ي متقاضاها

از آنجا و .ابدي يش ميز افزايها ن تعداد جريانع يس مجتمع در سطح وسيبا گسترش شبکه سرو زيرا ,باشد يم يريپذ گسترش

بافر يل محدود بودن فضاين به دليبنابرا نگهداري شود ٧ ستون فقراتهاي مسيرياببايد در ان يهر جروضعيت که

.دا کنديزان گسترش پيتواند به هر م يع نمس مجتميها شبکه سرو ابيريمس

نگهداري هزارها و . شود قابليت گسترش است بنابراين مسئله اصلي که باعث غيرممکن ساختن سرويس مجتمع مي

مدل سرويس متمايز پيشنهاد شد , براي رفع اين مشکل. سرويس مجتمع غير عملي است مسيريابدر هر چلسه ها ميليون

هاي مسيرياباين مدل کامال عمومي است و محاسبات آن حتي در . را حذف کرد مسيريابلسه در که ذخيره وضعيت ج

1 Best-Effort (BE) 2 Internet Engineering Task Force 3 IntServ 4 DiffServ 5 Resource ReSerVation Protocol 6 End-to-End 7 Backbone

مقدمه: فصل اول

٣

بنابراين . شود بندي مي ها براساس قوانين از پيش تعيين شده طبقه در سرويس متمايز جريان. ارزان استستون فقرات

به عنوان يك مدل سرويس براي ارائه كيفيت ويس متمايز سر .دنگير ها قرار مي ها در يک مجموعه محدود از کالس جريان

تمايز ، يعنينامتقارن است به صورت معماري سرويس متمايز. نسل بعد پذيرفته شده استIPهاي سرويس در شبكه

هاي ترافيك در جهت مخالف کيفيت سرويس تضمين شده و براي جريانشود ميها فقط در يك جهت فراهم سرويس

.[Bla98] ن يكي از مباحث تحقيقاتي جاري استتوسعه معماري متقار. نيست

. هاي يکساني دارند ها هستند که سطوح سرويس مشابه و سياست مسيريابک دامنه در سرويس متمايز گروهي از ي

ز يس متماي سروياز آنجا که در معمار. شود تعيين مي١٠ و خروجي٩هاي ورودي مسيرياب توسط ٨مرز دامنه سرويس متمايز

هاي داخلي بر خالف مسيريابهاي کنترلي گيرند، پردازش هاي مختلفي قرار مي افيک مشتري در گروههاي تر نجريا

گيرد که باعث کاهش محاسبات گيرد، براي هر گروه انجام مي معماري سرويس مجتمع که براي هر جريان ترافيک انجام مي

شود تا گروه هاي کنترلي براي هر جريان انجام مي شهاي مرزي پرداز مسيريابالبته در . مي شودهاي داخلي مسيريابدر

در داخل دامنه سرويس . گيرد هاي داخلي مورد استفاده قرار مي مسيرياباين اطالعات توسط . بسته ارسالي مشخص گردد

ا آنها هايي كه متعلق به كالس يكساني هستند با هم در يك گروه قرار گرفته و به صورت يك جريان واحد ب متمايز، جريان

در سرويس متمايز پيشنهاد شده است[Jac99] ١٢و ارسال سريع [Hei99] ١١ارسال مطمئن, دو گروه. شود رفتار مي :[Kne2000] بيان شده است ١‐١مقايسه اين دو معماري در جدول

مقايسه سرويس مجنمع و سرويس متمايز: ۱-۱ جدول

Best-effort سرويس متمايز سرويس مجنمع

ت تضمين کيفي

سرويس

بندي شده گروه براي هر رشته داده ندارد

)ايستا(بلند مدت )پويا(براي هرجلسه ندارد پيکربندي

گرا دامنه انتها به انتها کل شبکه منطقه

در (به ازاي هر رشته داده ندارد اطالعات وضعيت

) مسيرياب

ندارد

DSفيلد RSVP ندارد پروتکل

8 Differentiated Services Domain 9 Ingress 10 Egress 11 Assured Forwarding (AF) 12 Expedited Forwarding (EF)

مقدمه: فصل اول

٤

دهنده سرويس منعقد بين مشتري و ارائه١٣توافق سطح سرويس تحت نام رداديراي تضمين كيفيت سرويس قراب

توافق مديريت .شود مشخص ميبه دقت مسائل مالي موارد تخلف و، پارامترهاي كيفيت سرويسدر اين قرارداد. شود مي

، نگهداري، ١٥ منابع شبكه، بازرسي١٤، مذاكره، تدارکتوافق سطح سرويسايجاد ريتي ي شامل توابع مدسطح سرويس

تدارک منابع شبكه يكي از توابع مهم در مديريت توافق سطح تابع .)۱‐١شکل ([Lee02]باشد ميگيري و ارزيابي گزارش

. باشد منابع شبکه به منظور تضمين کيفيت سرويس ميپيكربنديسرويس است که وظيفه آن

توابع مديريت سرويس: ۱‐۱ شکل

مسئله تعريف ۱‐۱ هر باند اينپهتخصيص هاي سرويس متمايز شامل باند در شبكه تدارک پهناي. باشد يکي از منابع شبکه ميباند پهناي

ارسال در حين زمانبنديها مسيريابتوسط غالبااين كار . باشد مي )PHBگروه (سرويس ف لتخهاي م كالسه اتصال ب

، سطح ي هر کالساه عواملي مانند ميزان تقاضا برب اند براي هر كالسب پهنايچگونگي تخصيص. شود ها انجام مي بسته

.[Hui03]و منابع موجود بستگي دارد براي هر کالس كيفيت سرويس مورد نياز

نخست فقدان : استجتمعس ميسروهاي تر از شبکه ل مشکليل ذيبه دالباند کارا براي سرويس متمايز پهنايتدارک

دوم . در شبکه) مثل صف براي هر جريان(هاي پشتيباني و مکانيزيم) هاي هر جريان ل وضعيتمث(اطالعات کنترلي جزئي

.IP١٦اينکه ارائه سطوح مختلف سرويس روي زيرساختار سراسري و يکتا

س در هر اتصال شبکه يص به هرکالس سرويزان تخصياگر م. شود باند به دو صورت ايستا و پويا انجام مي پهنايتدارک

13 Service Level Agreement (SLA) 14 Provisioning 15 Monitoring 16 Internet Protocol

مقدمه: فصل اول

٥

ک و ي زمان با توجه به ترافيص در طيزان تخصي که ميدر صورت. باشد يستا مي به صورت اتدارکر نکند ييزمان تغبا گذشت

در طي ترافيك شبكه با توجه به اينکه . باشد يا ميباند به صورت پو ي پهناتدارک, ر کندييس ارائه شده تغيت سرويفيسطج ک

از يور بهرهو باعث کاهش . الزم را ندارديري و انعطاف پذايي کارباند پهناييستاي اتخصيصهاي کند روش ميتغيير زمان

.رددگ پهناي باند مي

,هاي بهتر به مشتريان شده است ا توجه به اينکه امروزه بازار اينترنت تبدبل به يک بازار رقابتي در زمينه دادن سرويسب

. اي پيدا کرده است اهميت ويژه١٧ندگان سرويس اينترنتده گذاري و ارائه سرويس با کيفيت بهتر براي ارائه مسئله قيمت

مفيد بود ولي به دليل عدم دادن انگيزه به کاربران براي استفاده منطقي از ي براي اينترنت روش١٨گذاري تخت قيمتمدل

هاي ع کالستواند انگيزه استفاده از همه انوا يگذاري مناسب م ک مدل قيمتي. براي اهداف امروزي کاربرد ندارد, منابع

اي باشد که نه تنها نسبت به تغييرات ترافيک در گذاري بايد به گونه سياست قيمت. جاد کنديسرويس را توسط مشتريان ا

. را تخمين بزنديمت پرداختيگر کاربر بتواند ميزان قي ديو از طرف. ن باشديياز محاسبات پايشبکه واکنش نشان دهد بلکه ن

وايستا به دو صورت تواند گذاري مي قيمت. نقش مهمي داردSLAت كه در ايجاد و مذاكره مكانيزمي اس١٩گذاري قيمت

گذاري پويا در حين استفاده از سرويس بنا بر مكانيزم قيمتدر روش و استها از قبل مشخص ايستا قيمتدر . پويا باشد

توان باعث توزيع زمان استفاده در زمان اوج مصرف ميدر هر دو حالت ايستا و پويا با باال بردن قيمت . كند ميها تغيير قيمت

ردن سود و سطح رضايت مشتريان بگذاري تاثير زيادي در باال بنابراين سياست قيمت. روز شد مشتريان در تمام مدت شبانه

. شود باند استفاده مي روز از پهناي روز ازدحام در تمام مدت شبانه زيرا با توزيع استفاده در طول شبانه. دارد

مبتني بر اتوماتاي يادگير با ساختار دو تاشود که روش جديد مبتني بر اتوماتاي يادگير ارائه ميسهدر اين پروژه

. است) رو الگوريتم يادگير دنباله(و ديگري مبتني بر اتوماتاي يادگير با ساختار متغير ) الگوريتم يادگير خطي (٢٠متغير

پيچيده سيستم براي نياز به تحليلريادگي ي اتوماتا در اين روش اين است كه اوال ريگادي ياتوماتاداليل استفاده از

ريادگي ياتوماتا ثانياً. خوب عمل كنديتعيين عمل مورد نظر ندارد، فقط الزم است كه فكر كند چگونه سيستم به طور نسب

كند و نياز مده استفاده ميآريق تجربه به دست ر طي زمان از طاز تغييرات آماري ساده براي همگرا شدن به سياستي كه د

ا در اين مورد چندين ريز, اشتد سيستم چند عامله توان يم ريادگي يبا استفاده از اتوماتا ثالثاً. به محاسبات كلي دارد

. درگير هستند مسيرياب

:ازند ها عبارت اين روش برجسته نکات

استفاده شده است در [Fie01] [Par93] [Par94]٢١فانهدار منص باند از مدل صف وزن براي تخصيص پهناي

با استفاده از . باند اختصاص داده شده به هر كالس متناسب با وزن آن است ميزان پهنايWFQزمانبندي با

. شود ميميتنظها هاي كالس اتوماتاي يادگير وزن

17 Internet Service Provider (ISP) 18 Flat Pricing 19 Pricing 20 Variable Structure Learning Automata 21 Weighted Fair Queuing (WFQ)

مقدمه: فصل اول

٦

ر متمرکز در هر مسيريابها به صورت غي هاي مسيرياب هاي صف هاي موجود تنظيم وزن بر خالف روش

.گيرد انجام مي

هاي پويا که بروزرساني به ازاي هر تقاضاي جديد يا هر تخلف در توافق انجام برخالف بسياري از روش

شود هاي مشخصي از زمان که توسط مدير سيستم تعيين مي پيشنهادي بروزرساني در بازه گيرد در روش مي

.انجام ميشود

و هر تخلف مشمول جريمهباشد باند مي گذاري بر اساس ميزان استفاده از پهناي يمتدر روش پيشنهادي، ق

. باشد مي

يگذاري پويا در معمار باند براي قيمت گذاري بر اساس ميزان استفاده از پهناي روش مبتني بر قيمتادامه دودر

ش درآمد از طريق يجه افزايو درنتس يت سرويفيش کي افزاها روشن يهدف از ا .شود سرويس متمايز پيشنهاد مي

هاي مشخصي از زمان براساس بازخوردي ها به طور پويا در بازه قيمت. باشد يگذاري بر اساس قانون عرضه و تقاضا م قيمت

ها را افزايش و در صورت کاهش بار، اين روش در صورت تشخيص ازدحام، قيمت. کند شود تغيير مي يکه از محيط گرفته م

محاسبات ) ۱: باشد داراي خصوصيات زير ميپروژهدر اين ا ي پويگذار متيق پيشنهادي يها روش. دهد کاهش ميها را قيمت

د ياي تعيين شود که مشتري با تغييرات شد به گونهتواند هاي زماني توسط مدير شبکه مي بازه) ۲. باشد ين ميياز پايمورد ن

مشتري با تعيين پارامتر توانايي ) ۳. ن بزندي تخمي خود را تا حدوديرداختق بتواند هزينه پين طريمت مواجه نشود و از ايق

. شد شود که هزينه او از يک حد مشخص بيشتر نخواهد يمالي خود مطمئن م

طرح کلي رساله۲‐۱ معماري سرويس متمايز به طور مختصر مورد بررسي قرار ٢در فصل . شده استين صورت سازماندهيادامه پروژه به ا

است هر سعي شده. شود باند پرداخته مي پهنايتدارکگذاري و به بررسي کارهاي قبلي در زمينه قيمت٣در فصل .گيرد مي

هاي مورد استفاده مانند مدل٤در فصل .گذاري بررسي شود و قيمتتدارکدو روش ايستا و پويا براي هريک از موضوعات

.شود عرفي مياتوماتاي يادگير و اتوماتاي يادگير سلولي م

سازي مورد بررسي شود و نتايج شبيه باند ارائه مي و تخصيص پهنايتدارکهاي جديد ارائه شده براي روش٥در فصل

گذاري پويا ارائه هاي جديد قيمت روش٦در فصل .شود گيرد و با يک روش ايستا و يک روش پويا مقايسه مي قرار مي

سازي از دو جنبه کيفيت مقايسات شبيه٦ و ٥در فصل .شود مقايسه مي٥ي فصل ها شود و نتايج حاصل از آن با روش مي

.گيرد سرويس و ميزان درآمد مورد بررسي قرار مي

ها با استفاده از سازي شبيه .شود مطرح مين پروژه ي ايدر راستاهاي کاري د و زمينهباش گيري مي نتيجهيانيپافصل

.ه استشد ساز شرح داده اي از طرز کار با اين شبيه خالصه" الف"يوست انجام گرفته است در پns2ساز شبيه

: فصل دوم

سرويس متمايز

8

بندي ترافيک در اين معماري با گروه. شود در اين فصل معماري قابل گسترش سرويس متمايز در اينترنت معرفي مي

خورند تا با آنها در شوند و در ورود به شبكه عالمت مي ندي ميب ها طبقه بسته. اند به يک معماري قابل گسترش دست يافته

. طي مسير حرکت برخورد خاصي بشود

دهنده سرويس است که در مولفه کليدي سرويس متمايز توافق سطح سرويس است؛ که قرارداري بين مشتري و ارائه

تواند يک سازمان يا مشتري مي. کنند يف ميبندي ترافيک و سرويسي که مشتري بايد دريافت کند را توص آن جزئيات طبقه

دهنده بايستي مطمئن شود که ترافيک مشتري کيفيت سرويس مورد ارائه. فرد و يا يک دامنه سرويس متمايز ديگر باشد

, دهاي خاصي را نصب کند و کارايي شبکه را اندازه بگير دهنده، بايد سياست بنابراين مديريت شبکه ارائه. نظر را داشته باشد

.تا از اين طريق کارايي ترافيک توافق شده را تضمين کند

IP در هر بسته DSفيلد . کنند در يک فيلد خاص تغيير ميIPهاي بسته, هاي داده مشتريان مختلف براي تمايز بسته

ويس متمايز، هاي ترافيك در دامنه سر بسته). TOS فيلد IPv4در (گيرد ها مورد استفاده قرار مي براي عالمت زدن بسته

هاي براي ارائه سرويس. كنند مشخص شده است، سرويس دريافت ميDSوابسته به کالس ترافيکي است که در فيلد

: [Rod01]زير در شبکه انجام شودهاي مشخص شده در توافق بايد مکانيزم

. در مرز شبکه و مرزهاي مديريتي ست شودDSهاي بيت •

.شود استفاده مي,هاي داخلي ها در مسيرياب ي رفتار با اين بستهها براي تعيين چگونگ از اين بيت •

خورده در مرز بايستي هاي عالمت بسته, هاي کيفيت سرويس براي هر سرويس بر حسب نيازمندي •

. شود٢٢سازماندهي

يکي توسعه معماري متقارن . شود و نامتقارن است در حال حاضر معماري سرويس متمايز به صورت يکطرفه تعريف مي

.[Bla98]از موضوعات تحقيقاتي جديد است

22 Conditioning

سرويس متمايز: فصل دوم

٩

معماري سرويس متمايز۱‐۲کيفيت سرويس تضمين شده براي سرويس متمايز ايستا است و براي مدت بيشتري در , برخالف سرويس مجتمع

کيفيت سرويس کنند نياز نيست تا به اين معني که کاربردهايي که از سرويس متمايز استفاده مي. ماند ها باقي مي مسيرياب

.شود هاي شبکه تفسير مي مسيرياب توسط DSها با توجه به فيلد بسته. هاي داده خاص رزرو کند را براي بسته

٢٣ رفتار براي هر هاپ۱‐۱‐۲

هر گره در شبکه از اين کد براي انتخاب . کند استفاده مي) DSCP (٢٤ بيت براي تعيين کد سرويس متمايز٦ از DSفيلد

را DS ساختار فيلد ١‐٢شکل . که براي آينده رزرو شده است, است) CU (٢٥دو بيت بال استفاده. کند ميرفتار استفاده

. دهد نشان مي

DSفيلد : ۱-۲ شکل

نشان داده شده ١‐٢شود که در جدول فضاي کد به سه قسمت تقسيم مي. کد مجزا را دارد٦٤ قابليت حمل DSفيلد

.است

DSهاي دسته: ۱‐۲ جدول

Pool Codepoint space Assignment Policy 1 XXXXX0 Standards Action

(EF, AFxy, Default, Class-Selector Codepoints)

2 XXXX11 Experimental/Local Usage

3 XXXX01 Experimental/Local Usage/Future Standards

23 Per-hop Behavior (PHB) 24 Differentiated Services Code Point (DSCP) 25 Currently unused (CU)

سرويس متمايز: فصل دوم

١٠

اين . را داشته باشدDS ها با فيلد بايستي اطالعات الزم در مورد چگونگي رفتار بستههر ابزار در شبکه سرويس متمايز

هاي شبکه را مشخص رفتار ارسال بسته دريافتي در گره, اين توصيف. شود ناميده مي (PHB)اطالعات، رفتار براي هر هاپ

رفتار , بيني هاي قابل پيش براي ارائه سرويس. دشو براي انتخاب رفتار با بسته در هر گره استفاده ميDSCPمقدار . کند مي

اي از پارامترها که به صورت مجموعهPHB. هاي شبکه سرويس متمايز موجود باشد مسيرياببراي هر هاپ بايستي در همه

هاي يتهاي مجزا با اولو توان صف مي. شود توصيف مي, شود ها استفاده مي بندي بسته ها براي کنترل زمان مسيريابدر داخل

. [Rod01]متفاوت داشت که هر صف پارامترهايي مثل طول صف و الگوريتم حذف و تقدم حذف را داشته باشد

ها و کنترل هاي بسته مديريت براي اولويت, بندي صف هاي زمان هايي است که مکانيزم مسيريابسرويس متمايز نيازمند

ها معمول است هيج تمايز سرويسي مسيرياب که در FIFO26ي ها صف. را حمايت کند, عمق صف براي حداقل کردن ازدحام

ندارند

ارسال سريع و ارسال مطمئن که در ادامه توضيح مختصري در مورد آن : درحال حاضر دو نوع رفتار تعريف شده است

.دهيم مي

ولين بار براي اEF. دهد مي شدن کم را ارائه تفاوت تاخير و نرخ گم, تاخيرEFبراي گروه : ارسال سريع •

ولي برخي ادعا کردند که اين . بندها نام برده شد هايي از زمان تعريف شد و نمونه[RFC2598 [Jac99در

. تعريف شد[RFC3246 [Dav02 مجددا در EFدر نهايت رفتار . کند را بيان نميEFتعريف واقعيت رفتار

بنابراين رفتار . تاخير صف حداقل شودشود که تاخير و تفاوت تاخير زماني حداقل مي. ساده استEFرفتار

EFها نسبت به فضاي بافر موجود کوتاه باشد بعالوه اگر صف. هاي خالي يا کوتاه روبرو شود بايستي با صف ,

ها با داشتن اولويت نسبت به ساير ترافيکFIFO بوسيله يک صف EFرفتار . نرخ گم شدن نيز حداقل است

موقعيت نامطلوب زماني است که بسته( است اتصال سرويس برابر ظرفيت بنابراين نرخ. شود سازي مي پياده

EFرسد و بسته غير ميEFراه ديگر اين است که يک صف يک.). در حال انتقال استFIFO با باالترين وزن

براي هر دو حالت بايستي . استاتصالبنابراين نرخ سرويس متناظر بخشي از , باشيم داشتهWFQبند در زمان

اين باعث % . ٥٠اين نسبت بايستي کم باشد مثال کمتر از . دهي باشد نرخ ورود ترافيک نسبتي از نرخ سرويس

دهد که صف اولويت براي نشان مي[Jac99]سازي نتايج شبيه.شود مياتصالمحدود کردن درصد استفاده از

ه از صف اولويت درجه بااليي از ها با استفاد کند، ولي براي ساير كالس عمل ميWFQ بهتر از EFكالس

. [Fer2000]شود ها مي شود و باعث افزايش تاخير و تفاوت تاخير ترافيك ساير كالس تراکم ايجاد مي

را ارائه ) بدون گم شدن( سطوح مختلفي از ارسال مطمئن [AF [Hei99 رفتار براي گروه :ارسال مطمئن

قصد دارد تا سرويس با AFگروه رفتاري . خير كمتر استدر اينجا حساسيت به تاخير يا تفاوت تا. دهد مي

. شامل چندين کالس است که هر يک نيز چندين زير کالس داردAFگروه . گذردهي تضمين شده ارائه دهد

داريم که هريک داراي سه AFدر حال حاضر چهار کالس . هر يک سطوح مختلفي از اولويت حذف دارند

26 First In First Out

سرويس متمايز: فصل دوم

١١

مستقل از هم هستند و براي هر يک مقدار مشخصي از منابع AF هاي کالس. سطح اولويت حذف است

سطح . استAFکه مطابق با حداقل نرخ سرويس , تخصيص داده شده است) اتصالاندازه بافر و ظرفيت (

هاي بسته. استAFاطمينان ارسال بسته وابسته به بار ترافيک و نرخ سرويس و اولويت حذف بسته در کالس

. نظر از اولويت حذف جابجا شوند متعلق به يک کالس هستند نبايستي صرفيک جريان يکسان که

ها نسبت به را کشف کند و با حذف بستهAFهاي هاي طوالني مدت در کالس بايستي ازدحامAFسازي پياده

ين ا. کند ها حل مي هاي کوتاه مدت را با در صف قرار دادن بسته در حاليکه که ازدحام, آن واکنش نشان دهد

هاي آني را مانيتور کند و يک سطح ازدحام٢٧کار نياز به يک مديريت صف فعال دارد که با يک تابع هموار

الگوريتم تشخيص . هايي كه بايد حذف شود را تعيين كند تا از اين طريق بسته. ازدحام هموار را محاسبه کند

هايي از نمونه[Out [Fen99 و Inهاي با بيتRED و الگوريتم توسعه [RED ([Flo93 (٢٨سريع تصادفي

.هاي مديريت صف است مكانيزيم

و سطح AF از گروه رفتاري x به معناي کالس AFxy نماد. دهد را نشان ميAF کدهاي پيشنهادي گروه ٢‐٢جدول . باشد ميyاولويت حذف

سرويس متمايزAFجدول کدهاي : ۲‐۲ جدول

Drop precedence Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Low (AF11)

001010 (AF21) 010010

(AF31) 011010

(AF41) 100010

Medium (AF12) 001100

(AF22) 010100

(AF32) 011100

(AF42) 100100

High (AF13) 001110

(AF23) 010110

(AF33) 011110

(AF43) 100110

دامنه سرويس متمايز۲‐۱‐۲

دامنه . و مجموعه رفتارهاي يکساني استتدارکهايي است که داراي سياست گرهاي از دامنه سرويس متمايز مجموعه

ها بندي و سازماندهي بسته هاي مرزي طبقه گره. هاي مرزي نام دارد اي است که گره سرويس متمايز داراي مرز شناخته شده

شوند عالمت مناسب با ط دامنه منتقل ميهايي که توس تا از اين طريق مطمئن شوند که تمام بسته. دهند در مرز را انجام مي

.کنند آن انتخاب ميDSهاي داخلي رفتار با بسته را بر اساس فيلد گره. رفتاري که بايد با آن شود را خورده باشند

مدير دامنه مسئول . دامنه سرويس متمايز معموال شامل يک يا چند شبکه است که تحت مديريت يکساني قرار دارند

.هاي بسته شده را بتواند پشتيباني کند و رزرو کند تا توافقتدارکنابع شبکه را به ميزان کافي اين است تا م

. کنند هاي ديگر متصل مي هايي هستند که دامنه سرويس متمايز را به دامنه گره: هاي مرزي گره •

27 Smoothing Function 28 Random Early Detection

سرويس متمايز: فصل دوم

١٢

.نه هستندهاي مرزي همان دام هاي داخلي ديگر يا گره ها متصل به گره اين گره: هاي داخلي گره •

هاي مرزي عالوه بر اين گره. اعمال کنندDSCP را بر اساس PHBهر دو گره مرزي و داخلي بايد بتوانند رفتار الزم

هاي که بين دامنه سرويس متمايز و دامنه٢٩بوسيله توافق سازماندهي ترافيک(نياز به انجام توابع سازماندهي ترافيک

.دارند.) شود ف ميتعري, متناظر متصل به آن برقرار است

ترافيک از طريق گره ورودي . کنند هاي مختلف عمل مي هاي ورودي و خروجي براي جهت هاي مرزي به عنوان گره گره

گره ورودي بايستي اطمينان حاصل کند که ترافيک . کند شود و از طريق گره خروجي دامنه را ترک مي وارد دامنه مي

گره خروجي نيز سازماندهي ترافيک را بر اساس جزئيات توافق روي ترافيک . بقت داردورودي با توافق بين آن دو دامنه مطا

.]Bla98[دهد ورودي به دامنه متصل به آن، انجام مي

مدل سرويس متمايز: ۲‐۲ شکل

٣٠ منطقه سرويس متمايز۳‐۱‐۲

يس متمايز قادر هستند مناطق سرو. اي از يک يا چند دامنه سرويس متمايز است منطقه سرويس متمايز مجموعه

. هاي مختلف را پشتيباني کنند هايي گذرنده از دامنه سرويس

متفاوتي را به طور داخلي حمايت کنند PHBهاي توانند گروه هاي سرويس متمايز در منطقه سرويس متمايز مي دامنه

ها وجود داشته رافيک گذرنده از دامنهبا وجود اين براي اينکه امکان ارائه سرويس براي ت. و کدهاي متفاوتي داشته باشند

ها بايستي به طور صريح يا ضمني توافقي تعريف شود که در اين توافق مشخص شود که ترافيک گذرنده از بين دامنه, باشد

.يک دامنه به ديگري چگونه بايد در مرز دو دامنه سازماندهي شود

29 Traffic Conditioning Agreement (TCA) 30 Differentiated Service Region

سرويس متمايز: فصل دوم

١٣

ترافيک٣١بندي سازماندهي و طبقه۲‐۲از مرز يک دامنه گسترش , دامنه٣٣ و باالي٣٢هاي پايين ستفاده از توافق سطح سرويس بين شبکهسرويس متمايز يا ا

العمل به جريان خصوصيات ترافيک و عکسل, گذاري مجدد عالمت, ها بندي بسته توافق سطح سرويس طبقه. يافته است

.شود ستنتاج ميتوافق سازماندهي ترافيک از اين توافق سطح سرويس ا. کند ترافيک را توصيف مي

.کند اي از ترافيک را به يک يا چند گروه رفتاري در دامنه خود نگاشت مي بندي ترافيک زيرمجموعه سياست