Лекция 10. Методы прогнозирования нагрузки в ТКС

Несмотря на достаточно долгое исследование самоподобных процессов в телекоммуникациях, остается ряд нерешенных задач:

- Фактически отсутствует строгая база, которая смогла бы заменить классическую теорию массового обслуживания;

- Нет общепризнанной модели самоподобного трафика;

- Нет единого метода для прогнозирования поведения сетевого трафика.

Задача прогнозирования поведения сетевого трафика имеет особую актуальность на сегодняшний день. Подбор правильно модели для оценивания временного ряда и его прогнозирования позволит решить ряд важных задач, а именно:

- Получать прогнозы о доступности полосы пропускания и соответственно модифицировать стратегии предотвращения перегрузок на уровне транспортного протокола TCP;

- Обеспечить оптимальные временные характеристики, например временную задержку;

- Отследить тенденцию загрузки определенных узлов и сделать прогноз на длительное время (часы, сутки, неделя).

Интервал корреляции определяется как:

(10.1)

где – нормированная функция корреляции случайного процесса.

Для самоподобных процессов при

(10.2)

При прогнозе оценка процесса формируется на некотором отрезке упреждения. Интервал упреждения – это промежуток времени, на который разрабатывается прогноз. Так как в любой практической ситуации с ростом интервала упреждения точность прогноза уменьшается, то возникает необходимость определения некоторого минимального интервала упреждения, для которого имеет смысл осуществлять прогноз.

(10.3)

где – центрированная составляющая;

– математическое ожидание случайного процесса в моменты времени t₁ t₂ ;

– коэффициент корреляции.

(10.4)

Прогноз при равномерно дискретизированном процессе.

(10.5)

(10.6)

где T₀ – фрактальное время установки; – степень затухания автокорреляционной функции;

(10.7)

(10.8)

Прогноз при равномерно дискретизированном процессе.

(10.9) (10.10)

(10.11)

(10.12)

Методы прогноза:

- Интуитивные:

· метод экспертных оценок;

· метод эвристического прогнозирования;

· метод «мозгового штурма».

- Формализованные:

· математические методы (рис. 10.1);

· системно-структурные методы;

· ассоциативные методы.

Рисунок 10.1 – Классификация математических методов прогнозирования