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PREMESSA
L’ argomento che affronteremo in questa tesi è legato alla garanzia della qualità del servizio (QoS) nelle reti IP relativamente al traffico VoIP (Voice over IP). Due aspetti da analizzare quando si voglia affrontare il tema della garanzia della qualità del servizio in una rete di comunicazione sono l’ Admission Control e la Resource Allocation.
Cerchiamo, con l’ aiuto di un semplice esempio, di definire questi due aspetti strettamente connessi tra loro e da cui dipende notevolmente la qualità del servizio percepita dall’ utente. Supponiamo che un’ azienda abbia una sede centrale e delle filiali connesse attraverso una rete VPN per traffico dati. Per ridurre i costi dovuti alla telefonia classica su rete PSTN, l’ azienda può decidere di sfruttare la rete VPN che connette le varie sedi non solo per il traffico dati ma anche per il traffico voce attraverso l’ utilizzo delle tecniche di VoIP.
Vediamo di capire come si dovrà dimensionare il sistema per offrire agli utenti (dipendenti dell’ azienda) un servizio con qualità paragonabile a quella sperimentata sulla tradizionale rete telefonica PSTN. Possiamo risolvere il problema in modalità differenti a seconda dei vincoli imposti dalle linee guida fornite dall’ azienda.
Se, per esempio, l’ azienda decidesse di dimensionare il sistema per fornire il servizio ad N dipendenti che contemporaneamente
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potrebbero accedervi per telefonare ai loro colleghi delle altre sedi, dovremmo valutare la capacità minima del collegamento necessaria a supportare il servizio VoIP con la qualità richiesta, affrontando quindi un problema di Resource Allocation.
Se avessimo invece un vincolo sulla capacità massima da riservare al traffico VoIP (per esempio perché l’ azienda non ha intenzione di investire risorse per aumentare la banda della VPN esistente che collega le varie sedi) dovremmo determinare il numero massimo di utenti (N) che simultaneamente potranno accedere al servizio, risolvendo quindi un problema di Admission Control.
Detto questo, è facile intuire come la determinazione e l’ attuazione di strategie efficaci di Admission Control e/o di Resource Allocation sia di fondamentale importanza per la garanzia della QoS e per un utilizzo proficuo delle risorse di rete ed economiche (si tenga presente che per raggiungere l’ obiettivo di minimizzare i costi è necessario, tra l’ altro, riservare al servizio una porzione della banda complessiva a disposizione più piccola possibile).
In questa tesi ci concentreremo principalmente nel risolvere il problema di Resource Allocation. Cercheremo, quindi, dato il numero N di utenti che possono contemporaneamente accedere al servizio, di dimensionare la capacità minima del collegamento necessaria a garantire la qualità del servizio VoIP. In questo studio considereremo garantita la qualità del servizio quando almeno il 99% dei pacchetti subirà un ritardo nell’ attraversamento del nodo di accesso alla rete non superiore ad un valore limite che fisseremo in 100 millisecondi. Per far ciò sarà necessario accodare i pacchetti in ingresso al nodo in un buffer
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di dimensione tale da garantire ai pacchetti accolti in coda il non superamento del vincolo temporale (100 msec) e dimensionare la capacità del collegamento in modo tale che la probabilità di perdita dei pacchetti non superi il valore di 10-2 (1%). Per ottenere il valore di
capacità ricercato utilizzeremo due metodi teorici che descriveremo nei capitoli 2 e 3. Nel capitolo 1, invece, ricaveremo attraverso prove sperimentali un modello statistico della sorgente vocale di cui valuteremo le prestazioni nel capitolo 4. Nel capitolo 5 concluderemo il nostro studio confrontando i metodi discussi nei capitoli 2 e 3 con un’ ulteriore strategia allocativa di notevole semplicità implementativa.
Si tenga presente che, pur non avendo puntato la nostra attenzione alla soluzione di un problema di Admission Control, i dati che ricaveremo potranno essere utilizzati anche in tal senso.
Le indicazioni che otterremo con la nostra analisi saranno applicabili a reti di diversa dimensione e potrebbero perciò essere sfruttate per implementare strategie di Resource Allocation ed Admission Control su architetture di reti pensate per soddisfare una clientela anche di larghissima scala (si pensi al numero di accessi al servizio che deve garantire un operatore telefonico), reti cioè ben più complesse ed articolate della VPN aziendale di cui abbiamo parlato nell’ esempio. I servizi di VoIP o in generale di MoIP (Multimedia over IP) hanno enormi potenzialità (attualmente conosciute solo in parte dai non addetti ai lavori) e potrebbero in futuro, se messi a disposizione della grande massa dalle aziende operatrici del settore, soppiantare addirittura l’ attuale telefonia classica operante su reti a commutazione di circuito.
