Прислупський А. І. Підвищення показників якості сприйняття інфокомунікаційних послуг в інтелектуальних мережах нового покоління

В дисертаційній роботі розв’язано науково-практичне завдання підвищення якості сприйняття послуг в сучасних інфокомунікаційних системах шляхом розробки нових методів інтелектуального моніторингу стану мережі, розподілу мережевими ресурсами та управління якістю обслуговування в умовах адаптації до мінливих вимог користувачів та обмеженості мережевих ресурсів. У першому розділі «Аналіз існуючих методів та моделей управління якістю сприйняття послуг в сучасних телекомунікаційних мережах» проведено огляд архітектури програмно-конфігурованих мереж та виділено основні переваги у використанні над традиційними мережами щодо управління якістю надання послуг. Встановлено, що методи забезпечення якості обслуговування (QoS, Quality of Service) мають вирішальне значення для всіх організацій, які хочуть гарантувати найкращу якість сприйняття своїх найважливіших додатків та послуг.У другому розділі «Моделі та методи побудови інтелектуальних мереж з адаптивним управлінням ресурсами на основі показника якості сприйняття послуг» запропоновано концептуальну модель інтелектуальної інтенційно-орієнтованої мережі (IBN, Intent-based networking), що розгортається на основі технології програмно-конфігурованих мереж (SDN, Software-Defined Network). Згідно концептуальної ідеології IBN пропонує мережевим адміністраторам простий спосіб вираження бізнес-цілей у вигляді намірів, одним із яких є забезпечення необхідного рівня якості сприйняття сервісів, даючи змогу мережному програмному забезпеченню автоматично досягати поставлених цілей на основі інтелектуального аналізу стану ресурсів та управління трафіком. У даному розділі запропоновано систему моніторингу QoE для майбутніх програмно-конфігурованих мереж на основі намірів, яка покращить якість обслуговування кінцевих користувачів і дасть змогу ефективніше використовувати мережеві ресурси. У даному розділі також розроблено модуль машинного навчання для інтеграції в програмно-конфігуровані мережі. Це дозволяє прогнозувати рівень якості сприйняття послуги кінцевого користувача, враховуючи такі параметри мережі, як затримка та втрата пакетів. Розвинуто метод управління якістю сприйняття послуг в інтелектуальних мережах, який, на відміну від відомих, для забезпечення замовленої якості послуги базується на намірах користувачів визначених у вигляді суб'єктивних QoE оцінок. Розроблено модифікований метод для міграції комутаторів від одного контролера до іншого з врахуванням розподілу відповідно до QoE пріоритетів. У третьому розділі «Розроблення унікального відмовостійкого контролера для клієнт-орієнтованого управління якістю обслуговування в програмно-конфігурованих інтелектуальних мережах нового покоління» розроблено унікальний IBN контролер для інтелектуальних програмно-конфігурованих мереж, який забезпечує клієнтам надійне з’єднання. Даний контролер має функцію авторизації, для того щоб користувачі мали змогу авторизуватись та використовувати свій акаунт для всіх маніпуляцій в мережі. Також контролер можна постійно удосконалювати, та додавати дедалі більше нових і корисних функцій, які можуть розвиватись паралельно розвитку самої мережі. Запропоновано автоматизовану систему відновлення доступності серверів на яких розгортаються SDN/IBN контролер та IoT брокер. Розроблено архітектуру системи відновлення доступності серверів. Створено систему моніторингу функціонування серверів, що дає змогу підвищити відмовостійкість централізованого контролера управління інтелектуальною мережею. Для цього розроблено ряд алгоритмів функціонування, а саме блок схеми роботи Jenkins конвеєра, моніторинга за віддаленим сервером та скрипта моніторинга віддаленого сервера. У четвертому розділі «Практична реалізація інтелектуальної мережі на основі використання технології SDN ZODIAC та автоматизації розроблених методів управління якістю сприйняття послуг» розроблено модуль для інтелектуального управління процедурою хендовера на основі параметра QoE з метою інтеграції у безпровідні програмно-конфігуровані мережі. Використання розробленого модуля дає змогу проводити процедуру хендовера не лише за рівнем потужності сигналу точки доступу, але й з врахуванням таких параметрів мережі, як затримка та втрати пакетів. Врахування цих параметрів дозволило поєднати хендовер та динамічну QoE-маршрутизацію, для забезпечення високого рівня якості сприйняття. Згідно з отриманих результатів запропонований алгоритм дає змогу швидко реагувати на раптові погіршення у мережі та забезпечувати необхідну якість сприйняття для кінцевого користувача. У роботі для практичної реалізації інтелектуальної мережі нового покоління використано обладнання технології SDN Zodiac, яке, на відміну від пропрієтарних виробників мережевого обладнання є відкритою для модифікацій та дає змогу програмно реалізовувати власні рішення щодо управління ресурсами.