Построение вероятностных моделей и анализ показателей эффективности функционирования потоковых одноранговых сетей

Объект исследований: одноранговые сети. Цель работы: построение моделей для анализа показателей эффективности функционирования потоковой одноранговой сети, включая задержку начала воспроизведения, вероятность просмотра видео без перерывов воспроизведения и вероятность состояния всеобщей передачи. Методы исследования и аппаратура: методы теории вероятностей, теории марковских случайных процессов, теории массового обслуживания, математической теории телетрафика и статистического моделирования. Теоретические и практические результаты и их новизна: разработана математическая модель предоставления услуги цифрового вещательного телевидения в одноранговой сети. Отличия разработанной модели и метода расчета ее характеристик от известных моделей и методов заключается в том, что построенная модель предоставления услуги вещательного телевидения основана на модели поведения пользователя, в то время как ранее не учитывались особенности поведения отдельных пользователей при переключении телевизионных каналов. Разработана аппроксимация нормальным законом основного показателя эффективности функционирования потоковой P2P-сети – вероятности состояния всеобщей передачи. По сравнению с известными методами аппроксимация позволяет более эффективно проводить вычисления этой вероятностной характеристики. В виде цепи Маркова разработана модель процесса заполнения буфера оборудования пользователя при воспроизведении видеопотока в одноранговой сети с учетом вероятностей появления пользователя в сети и его ухода из сети. Для модели воспроизведения видеопотока в одноранговой сети получены формулы для расчета числа пользователей, у которых на заданном месте в буфере имеется порция данных; вероятности того, что в сети имеется порция данных для загрузки на заданное место в буфер пользователя; вероятности просмотра видео без перерывов воспроизведения. Степень и эффективность внедрения: результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, внедрены в учебной процесс кафедры систем телекоммуникаций факультета физико-математических и естественных наук РУДН. Область применения: результаты могут быть применены проектными организациями и операторами сетей при планировании сетевых ресурсов, требуемых для обеспечения надлежащего уровня качества обслуживания пользователей.