Blind shaping strategy of self-similar traffic : Markovian model

The aim of telecommunication network engineers is to have as many satisfied users as possible. This comes by resolving the trade-off between capacity and QoS requirements. Accurate modeling of the offered traffic load is the first step in optimizing resource allocation algorithms such that provision of services complies with the QoS constraints while maintaining maximum capacity. Taking into account the importance of self-similarity to network traffic and its influence on performance, we notice the impact of traffic shaping to improve loss and delay in networks dealing with this type of traffic. The main goal of this paper is to develop a dynamic shaping mechanism which would be adaptable to the variability to the incoming traffic. We propose a finite state Markovian model to validate and evaluate the performance of our window-based shaping strategy. We particularly study the impact of the window size on the shaping mechanism performance.

---

Przy projektowaniu sieci komunikacyjnych trzeba osiągnąć kompromis pomiędzy maksymalizacją wykorzystania zasobów sieci a utrzymaniem jakości usług świadczonych przez sieć na określonym poziomie. Pomagają w tym modele sieci, których elementem jest opis charakteru natężenia ruchu pakietów traktowanego jako proces stochastyczny. Jedną z ważnych cech tego ruchu jest samopodobieństwo i związana z nim autokorelacja utrzymująca się dla bardzo odległych próbek. W artykule rozważa się wpływ własności samopodobieństwa ruchu na zapełnianie buforów w węzłach sieciowych gromadzących przesyłane dalej pakiety oraz wpływ adaptacyjnego algorytmu wygładzania ruchu na pracę buforów. Rozważany algorytm jest odmianą mechanizmu cieknącego wiadra, w którym pakiety są wpuszczane do sieci po pobraniu umownego żetonu, a żetony są generowane przez sieć ze stałą częstotliwością, odpowiadającą dopuszczalnemu natężeniu ruchu. W algorytmie adaptacyjnym częstotliwość generacji żetonów zależy od natężenia ruchu obserwowanego w oknie czasowym o stałej długości. W kolejnym oknie zliczane są nadeszłe pakiety i na tej podstawie oraz na podstawie poprzedniej częstotliwości, wziętych z odpowiednimi wagami, ustalana jest częstotliwość generacji żetonów w następnym odcinku czasu. Artykuł posługując się markowowskimi modelami ruchu samopodobnego, mechanizmu cieknącego wiadra i kolejki w węźle sieci bada wpływ długości okna czasowego i wag na zapełnienie buforów i prawdopodobieństwo strat pakietów.