Završni_rad-Ivan_Kontek_0135208175

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
Ivan Kontek
MODELIRANJE I PREDVIĐANJE PROMETA U
VIŠEUSLUŽNOJ TELEKOMUNIKACIJSKOJ MREŽI
ZAVRŠNI RAD
Zagreb, 2014.

Sveučilište u Zagrebu
Fakultet prometnih znanosti
ZAVRŠNI RAD
MODELIRANJE I PREDVIĐANJE PROMETA U
VIŠEUSLUŽNOJ TELEKOMUNIKACIJSKOJ MREŽI
Mentor: izv. prof. dr. sc. Štefica Mrvelj
Student: Ivan Kontek, 0135208175
Zagreb, 2014.

SADRŽAJ:
1. UVOD................................................................................................................................. 1
2. VIŠEUSLUŽNE MREŽE................................................................................................. 2
2.1. Temeljni koncept višeuslužne mreže........................................................................... 2
2.2. Povijesni razvoj ........................................................................................................... 2
2.3. Slojevita arhitektura..................................................................................................... 4
2.3.1. Potreba za slojevitom arhitekturom...................................................................... 4
2.3.2. OSI referentni model............................................................................................ 4
2.4. TCP/IP skupina protokola ........................................................................................... 6
2.4.1. Osnove modela..................................................................................................... 6
2.4.2. Internet protokol................................................................................................... 7
2.4.3. Protokoli transportnog sloja ................................................................................. 8
2.4.4. Protokoli aplikacijskog sloja ................................................................................ 9
2.5. Korisničke usluge ...................................................................................................... 10
3. PONAŠANJE APLIKACIJA......................................................................................... 13
3.1. Mrežni parametri ....................................................................................................... 13
3.2. Podatkovne aplikacije................................................................................................ 14
3.3. Govorne aplikacije..................................................................................................... 14
3.4. Video aplikacije......................................................................................................... 17
3.4.1. Video na zahtjev................................................................................................. 18
3.4.2. Videotelefonija i videokonferencija................................................................... 19
3.4.3. Prijenos videa strujanjem ................................................................................... 20
4. MODELI ZA OPISIVANJE PONAŠANJA PROMETNOG TOKA ........................ 22
4.1. Uvod u modeliranje prometa ..................................................................................... 22
4.1.1. Dijagrami stanja i prijelaza ................................................................................ 23
4.1.2. Poissonov proces dolazaka................................................................................. 23
4.1.3. Klasifikacija modela s redovima čekanja........................................................... 24

4.2. Modeli sustava posluživanja s čekanjem................................................................... 25
4.3. Slaganje viševrsnih tokova ........................................................................................ 28
4.4. Kapaciteti i tokovi u mreži ........................................................................................ 29
4.5. Prometna matrica i optimizacija toka ........................................................................ 30
4.6. Kašnjenje u mreži ...................................................................................................... 31
5. RAZLOZI MODELIRANJA PROMETA ................................................................... 33
5.1. Planiranje................................................................................................................... 33
5.2. Upravljanje resursima................................................................................................ 35
5.2.1. IntServ mehanizmi.............................................................................................. 36
5.2.2. DiffServ mehanizmi............................................................................................ 37
5.2.3. Više-protokolarno prospajanje labela................................................................. 38
5.3. Kvaliteta usluge ......................................................................................................... 39
6. ZAKLJUČAK ................................................................................................................. 40
POPIS KRATICA:................................................................................................................. 42
LITERATURA:...................................................................................................................... 44

1. Uvod
1
1. UVOD
Modeliranje telekomunikacijskog prometa primjena je metoda prometnog inženjerstva
u telekomunikacijskom sustavu, čiji je zadatak optimiziranje performansi sustava analizom,
predviđanjem i sintezom. Za modeliranje prometa potrebno je koristiti kvantifikacijske
parametre poput odgovarajućih prometnih jedinica, prometnog područja i reprezentativnog
vremenskog razdoblja kako bi se uspješno dizajnirao sustav sa što manje gubitaka odnosno
zadovoljavajuće razine/kvalitete usluge. Modeli za opisivanje ponašanja različitih prometnih
tokova bitno se razlikuju te u današnje vrijeme višeuslužnih mreža u kojima se generiraju
različite vrste tokova uz rapidno povećanje prometa postaju vrlo kompleksni. Statistički
gledano izvor prometa (terminal korisnika, server i sl.) stohastički je proces.
Tema završnog rada je Modeliranje i predviđanje prometa u višeuslužnoj
telekomunikacijskoj mreži. Materija završnog rada izložena je u šest poglavlja:
1. Uvod
2. Višeuslužne mreže
3. Ponašanje aplikacija
4. Modeli za opisivanje ponašanja prometnog toka
5. Razlozi modeliranja prometa
6. Zaključak
U drugom poglavlju objasnit će se što je višeuslužna mreža, kako je izvedena u smislu
tehnologije i protokola, te njen povijesni razvoj.
Ponašanje aplikacija iznimno je bitna stavka za modeliranje prometa jer prilikom
dizajniranja potrebno je znati kako kašnjenje, propusnost, gubitak paketa i slične varijable
utječu na ponašanje pojedine vrste aplikacije.
U četvrtom poglavlju biti će opisani modeli koji se koriste prilikom modeliranja
prometa u višeuslužnim mrežama.
U tezi „Razlozi modeliranja prometa“ navest će se te opisati razlozi modeliranja poput
planiranja prometa, upravljanja resursima te kvaliteta usluge.

2
2. VIŠEUSLUŽNE MREŽE
2.1. Temeljni koncept višeuslužne mreže
Višeuslužne mreže su telekomunikacijske mreže koje pružaju više od jedne vrste
teleusluge putem iste prijenosne infrastrukture neovisno o prijenosnom mediju. Tradicionalni
pristup u kojem se za svaku vrstu teleusluge dizajnirala zasebna mreža generirala je velike
troškove, kao i probleme nadzora i upravljanja svake pojedine mreže. Mreže dizajnirane za
prijenos govora, teleksne mreže za tekstualne poruke i npr. podatkovne mreže za razmjenu
podataka kojima je zajedničko to da su dizajnirane samo za jednu vrstu teleusluge, imale su
malu mogućnost modifikacije za druge usluge. Bilo kakva preinaka mreže dizajnirane za
jednu vrstu usluge zahtijevala je određene teško izvedive prilagodbe, [1]. Višeuslužna mreža
osim što ima mogućnost prijenosa više tipova usluga putem jedne mrežne infrastrukture,
posjeduje ugrađene mehanizme za pružanje zahtijevane kvalitete usluge (QoS, Quality of
Service) za svaku od njih.
Tradicionalne višeuslužne mreže izvedene su tako da na podatkovnom sloju1
OSI RM
(Open Systems Interconnection/Reference Model) koriste asinkroni transferni mod (ATM,
Asynchronous Transfer Mode) ili FR (Frame Relay) prijenosne tehnologije koje omogućuju
prijenos govora komutacijom kanala te prijenos podataka. Međutim, višeuslužne mreže nove
generacije pridodaju Ethernet, IP (Internet Protocol), virtualnu privatnu mrežu (VPN, Virtual
Private Network), više-protokolarno prospajanje labela (MPLS, Multiprotocol Label
Switching) i sl. usluge mrežnog sloja sveukupnoj kombinaciji moguće izvedbe višeuslužne
mreže, [2].
2.2. Povijesni razvoj
Početkom 80-tih godina prošlog stoljeća ITU-T (International Telecommunication
Union Telecommunication Standardization sector) i ATM forum donijeli su seriju preporuka
za implementaciju inteligentnih mreža baziranih na optici kako bi unaprijedili mrežu te
uklonili nedostatke koji se očituju u nemogućnosti interoperabilnosti više simultanih usluga
poput digitalnog prijenosa govora i podataka u klasičnoj PSTN (Public Switched Telephone
Network) mreži. Nova mreža digitalnih integriranih usluga nazvana je ISDN (Integrated
Services for Digital Network). Za uspješan razvoj ISDN mreže bilo je potrebno donijeti nove
1
Drugi sloj (Layer 2) OSI referentnog modela.

3
standarde za transmisiju (SONET, Synchronous Optical Network), multipleksiranje (SDH,
Synchronous Digital Hierarchy) te za komutaciju (switching) ATM standard. Nakon
donošenja spomenutih standarda operatori su započeli implementaciju ATM jezgrene mreže
na kojoj su bile moguće govorne usluge (PSTN) i prijenos podataka komutacijom ćelija.
Takva mreža je od svog početka bila zamišljena kao višeuslužna te su je stručnjaci vidjeli kao
mrežu koja će omogućiti prijenos multimedijalnih sadržaja. Međutim, ATM nije bio primarno
zamišljen za transport IP datagrama već kao višeuslužna mreža koja ima ugrađene QoS
mehanizme. Dizajnirana je za simultani prijenos glasa i videa komutacijom kanala i
sinkronizirani prijenos podataka. Kasnije se u ATM mrežu uspješno implementirao transport
IP prometa te se pomoću nje omogućio razvoj LAN (Local Area Network) mreže.
Kasnih devedesetih te početkom novog milenija ATM komutacija sve više se
zamjenjivala Ethernet-om i proizvodima temeljenim na IP-u, ponajviše zbog cijene uređaja te
njihovog održavanja, no također zbog prevelikog zaglavlja2
(overhead) ATM ćelija.
Uvođenjem DSL (Digital Subscriber Line) tehnologije ATM se sve više seli u jezgrenu
mrežu. Međutim u današnje vrijeme operatori mijenjaju ATM i FR mreže s MPLS jezgrenim
mrežama koje mnogo bolje podržavaju prijenos IP datagrama, [2].
Slika 1. Prikaz arhitekture današnje višeuslužne mreže, [3]
2
Zaglavlje ATM ćelije iznosi 9,4% ukupnog sadržaja (5 Byte/53 Byte) što je na linku od 155 Mbit/s približno 14,6
megabita, [4].

4
2.3. Slojevita arhitektura
2.3.1. Potreba za slojevitom arhitekturom
Razvojem paketskih i višeuslužnih telekomunikacijskih mreža koje se bitno razlikuju
od klasične telefonske mreže postalo je nužno proizvesti drukčiji pristup telekomunikacijskim
mrežama. Klasična mreža poput PSTN mreže nije zahtijevala složenu slojevitu arhitekturu
zato što komunikacija između krajnjih korisnika je oslonjena isključivo na fizičku odnosno
električku razinu mrežne usluge, osim u trenutku uspostave i prekidanja poziva. Novi pristup
zahtijevao je cjelovito tretiranje komunikacije između različitih terminala tako da se
integralno tretiraju transmisijski i aplikacijski orijentirane funkcije.
Sedamdesetih godina prošlog stoljeća prilikom povezivanja različite računalne opreme
u kojoj je bio instaliran nekompatibilan software, te je povezivanje zahtijevalo složene
prilagodbe, primijetila se potreba za standardizacijom slojevite mrežne infrastrukture. ISO
(International Organization for Standardization) pokrenula je 1977. godine razvoj
referentnog modela za povezivanje otvorenih sustava, tako zvani OSI model. S obzirom na to
da je OSI-RM bio „apstraktni“ model, kao svojevrsna nadopuna razvijen je i skup protokola
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) koji je podržan širokom
primjenom, [1].
2.3.2. OSI referentni model
OSI referentni model pruža glavne smjernice za razvoj računalnih mreža i mrežnih
protokola, međutim glavni problem ovog modela je nepostojanje konkretnih standarda zbog
čega se uglavnom koristi kao referentni model, [5]. OSI model sastoji se od sedam zasebnih
slojeva koji su rezultat evaluacije tehničko/tehnoloških aspekta mreže. Prilikom izrade modela
bilo je raznih prijedloga kako bi trebao izgledati, odnosno bilo je modela s od 5 pa sve do 11
slojeva, [6]. Svi slojevi OSI modela zajedno omogućuju prikaz prenesenih podataka,
signalizaciju, autorizaciju i otkrivanje pogrešaka prenesenog sadržaja, [5].
OSI referentni model definiran je sa sedam slojeva, od fizičkog sloja koji je najniži pa
sve do sloja primjene odnosno aplikacije. Slojevi su:
1. Fizički sloj (Physical Layer)
2. Sloj podatkovne veze (Data Link Layer)

5
3. Mrežni sloj (Network Layer)
4. Transportni sloj (Transport Layer)
5. Sloj sesije (Session Layer)
6. Prezentacijski sloj (Presentation Layer)
7. Aplikacijski sloj (Application Layer)
Slojevi 1, 2 i 3 mrežno su orijentirani odnosno brinu o prijenosu podataka kroz
telekomunikacijsku mrežu koja se koristi za povezivanje dva sustava. Transportni odnosno
četvrti sloj služi kao međusloj između viših i nižih slojeva tako da više slojeve ne opterećuje
prijenosnom infrastrukturom tj. da im pruža mrežno neovisne usluge. Viši slojevi aplikacijski
su ovisni te sadrže protokole koji omogućuju interakciju krajnjih korisnika i aplikacijskih
procesa, [6].
Slika 2. OSI referentni model i enkapsulacija3
, [7]
Aplikacijski sloj pruža mrežne usluge aplikacijama i upućuje zahtjeve za
prezentacijski sloj. Ovaj sloj ne pruža uslugu krajnjem korisniku, nego krajnji korisnik mora
zatražiti aplikaciju (program) da bi se prijenos podataka izvršio.
Prezentacijski sloj obavlja funkciju prezentacije te brine da informacija koja je
poslana od strane jednog aplikacijskog sloja bude čitljiva aplikacijskom sloju drugog sustava.
Sloj sesije ima zadaću da uspostavi, upravlja te prekine vezu između sustava koji
međusobno komuniciraju. Usluge sloja sesije koje se pružaju prezentacijskom sloju sadrži
3
Postupak pakiranja podataka u oblik pogodan za prijenos (dodavanje zaglavljana svakom sloju), [5].

6
normalne, proširene i garantirane usluge. Sesijske PDU (Protocol Data Unit) ponekada se
nazivaju porukama (messages).
Transportni sloj osigurava uslugu prijenosa podataka, brine o pouzdanosti sustava,
detektira pogreške u prijenosu i ispravlja ih. Pruža sloju sesije uslugu prijenosa poruka koja je
neovisna o vrsti prijenosne mreže, što znači da krajnje sustave povezuje na način kao da su
neposredno priključeni jedan na drugog.
Mrežni sloj omogućava povezivost i odabir puta između dva mrežna sustava koja
mogu biti dislocirana. Obavlja funkcije uspostavljanja, održavanja i raskidanja veze. Drugim
riječima mrežni sloj adresira korisnike i usmjerava pakete kroz mrežu.
Podatkovni sloj upravlja fizičkim slojem te se brine o prijenosu od točke do točke
unutar mreže. Funkcije sloja podatkovne veze su prijenos okvira, detekcija i korekcija
pogrešaka koje mogu nastati na fizičkom sloju.
Fizički sloj obavlja funkciju prijenosa slijeda bitova preko različitih prijenosnih
medija, [5, 6].
2.4. TCP/IP skupina protokola
2.4.1. Osnove modela
Protokolarni složaj Interneta odrađen je kao TCP/IP model, nazvan tako po svoja
dva najvažnija protokola, TCP i IP. Internet je globalna mreža međusobno povezanih mreža
odnosno podmreža koja omogućuje međusobnu komunikaciju raznih aplikacija (usluga)
putem računala. Protokolarni složaj Interneta poput OSI referentnog modela slijedi načelo
slojevitosti, međutim razlikuje se po broju i ulozi pojedinih slojeva, [8].
SLIKA 3. Komparativni prikaz OSI-RM i TCP/IP struktura, [6]

7
Skup protokola TCP/IP osim dva već spomenuta protokola (TCP i IP) koristi niz
drugih protokola koji se razvijaju u sklopu Interneta. Prema OSI terminima TCP/IP sadrži
mrežni sloj, transportni sloj i brojne aplikacijske protokole. Mrežni sloj koristi IP protokol, no
uz njega uključuje i određene funkcije drugog sloja. Usporedna arhitektura prikazana je
slikom 3. Internetski skup protokola za fizičku razinu koristi noseće mreže koje uključuju
protokole prvog i drugog sloja (FR, PSTN, ISDN, ATM...), [6].
2.4.2. Internet protokol
Internet Protokol pruža nespojnu, nepouzdanu dostavu IP datagrama od svog
izvorišta do odredišta. Izvor i odredište mogu se nalaziti u raznorodnim mrežama, odnosno
put dostave može prolaziti kroz više različitih vrsta mreže. U takvom slučaj dostava
datagrama samo pomoću IP protokola nije izvediva, već je potrebno aktivirati druge protokole
mrežnog sloja poput ICMP (Internet Control Message Protocol) kontrolnog protokola i
IGMP (Internet Group Management Protocol) protokola mrežnog usmjeravanja. ICMP služi
za dojavu pogreške ako je do nje došlo za vrijeme usmjeravanja i dostave datagrama, prilikom
upravljanja tokom ili nekom drugom funkcijom nadgledanja i upravljanja. IGMP protokol
služi za prijavu i odjavu sučelja terminala primatelja.
Funkcije IP protokola su adresiranje izvorišnog i odredišnog terminala,
specifikacija vrste usluge, fragmentacija4
i defragmentacija5
te specifikacija posebnih
mogućnosti. IP ne vodi računa o tome je li neki datagram na odredište stigao nekoliko puta, je
li datagram uopće stigao na odredište te ako je stigao je li to izvedeno pravilnim redoslijedom.
Navedene situacije IP prepušta višim slojevima, a zaštitni kod koristi samo prilikom detekcije
i odbacivanja datagrama s pogreškom.
SLIKA 4. Format datagrama IPv4, [8]
4
Tehnika kojom se datagrami veći od maksimalno dozvoljenog broja bitova dijele u više manjih dijelova
(fragmenata).
5
Ponovno spajanje fragmenata na odredištu.

8
Zaglavlje Internet protokola sastoji se od sljedećih polja:
 verzija6
: inačica protokola, može biti IPv4 (Internet Protokol verzije 4) ili IPv6,
 IHL (Internet Header Length): polje koje označava duljinu zaglavlja,
 TOS (Type Of Service): vrsta usluge,
 ukupna duljina datagrama: broj okteta u kompletnom datagramu,
 identifikacija: jedinstveni broj datagrama (isti za sve fragmente),
 zastavice: bitovi rezervirani za označavanje fragmenata,
 mjesto fragmenta: podatak koji govori gdje se nalazi fragment u fragmentiranom
datagramu (u slučaju da je fragmentiran),
 TTL (Time To Live): vrijeme „života“ datagrama, odnosno trenutak kada će biti
odbačen ako ne stigne do određenog usmjeritelja,
 protokol: oznaka transportnog sloja čije podatke IP prenosi,
 zaštitna suma zaglavlja: kod za otkrivanje pogreške u zaglavlju,
 izvorišna IP adresa: adresa izvora datagrama,
 odredišna IP adresa: adresa odredišta datagrama,
 opcije: posebne mogućnosti,
 punjenje: popunjavanje zaglavlja logičkim nulama do višekratnika od 32 bita.
Polja s podacima: sadrži podatke transportnog sloja.
2.4.3. Protokoli transportnog sloja
Transportni sloj protokolarnog složaja TCP/IP specificira komunikaciju između
procesa aplikacija krajnjih računala. Najvažniji internetski protokoli koji djeluju na tom sloju
su TCP i UDP (User Datagram Protocol). Transportni protokoli uglavnom se razlikuju po
pitanjima pouzdanosti, upravljanja tokom i očuvanju redoslijeda paketa. Izbor transportnog
protokola ponajviše ovisi o potrebama aplikacije, [8].
Transmission Control Protocol je protokol koji pruža spojnu uslugu te garantira
dostavu paketa od izvorišta do odredišta. TCP je konekcijski orijentiran što znači da
uspostavlja logičku vezu između aplikacijskih procesa. S obzirom na to da se usmjeravanje
6
Prvih 4 bita IPv4 i IPv6 datagrama govori o kojoj se verziji protokola radi, međutim IPv4 i IPv6 datagrami su
vrlo različiti. Najvažnije promjene IPv6 su: veći adresni prostor, pojednostavljeni format zaglavlja, proširivost
osnovnog zaglavlja novim vrstama zaglavlja, pojednostavljeno usmjeravanje, uvođenje kvalitete usluge i
sigurnosnih mehanizama, [8].

9
vrši IP protokolom (koji je beskonekcijski) paketi ne moraju nužno prolaziti istim prethodno
definiranim putem od izvorišta do odredišta.
Funkcionalnosti TCP protokola:
 osnovni prijenos podataka (Basic Data Transfer),
 adresiranje i multipleksiranje,
 pouzdani prijenos (dependability),
 kontrola toka veličinom prozora (flow control by window size),
 prioritizacija i zaštita, [6].
User Datagram Protocol je protokol koji nudi nepouzdanu i nespojnu uslugu prijenosa
UDP paketa preko IP datagrama. UDP za razliku od TCP protokola dodaje mnogo manje
zaglavlje te je stoga mnogo jednostavniji i bolji izbor za transport stvarno-vremenskih
aplikacija. UDP paketi nisu numerirani te se stoga na prijamnoj strani ne može osigurati
ispravan redoslijed dolazaka. Ako prilikom prijenosa dođe do odbacivanja paketa, ne javlja se
poruka o pogrešci. Također osim navedenoga, polje zaštitne sume je opcionalno što znači da
ako se ne koristi, nema provjere dali je prilikom transporta došlo do pogreške, [8].
2.4.4. Protokoli aplikacijskog sloja
Protokoli aplikacijskog sloja imaju osnovnu funkciju da međusobno povezuju
aplikacijske procese koji se izvršavaju na krajnjim uređajima. U tu svrhu razvijeno je više
protokola različitih funkcionalnosti koje ovise o potrebama aplikacija, [1]. U ovom radu biti
će navedeni i opisani neki od njih.
HyperText Transfer Protocol (HTTP) protokol je aplikacijske razine čija je glavna
svrha razmjena korisničkih zahtjeva i odgovora poslužitelja. Nakon što korisnik na svom
terminalu zatraži zahtjev HTTP protokolom poslužitelj odgovara s nekim od statusnih kodova
poput: zahtjev je prihvaćen, procesiranje u tijeku; zahtjev primljen i prihvaćen; pogreška kod
klijenta itd. Ukoliko je zahtjev uspješno prihvaćen poslužitelj šalje HTML (HyperText
Markup Language) dokument korisniku koji služi za prezentaciju sadržaja korisniku. HTTP
protokol idealan je za ovu vrstu usluge zato što se nakon izvršene razmjene podataka prekida
komunikacija korisnika i poslužitelja, [9].

10
Session Initiation Protocol (SIP) signalizacijski je protokol temeljen na HTTP i
SMTP7
(Simple Mail Transfer Protocol) protokolima. SIP protokol određuje koji terminali te
na koji način će izmjenjivati višemedijske podatke. Kao i ostali aplikacijski protokoli
određuje koji će se protokoli transportne razine (TCP, UDP) koristiti za transport. SIP
protokol je skup pravila za tri temeljne funkcionalnosti:
 uspostava sesije: dogovara i usuglašava parametre prijenosa;
 upravljanje sesijom: omogućuje prekid sesije, dodavanje novih korisnika,
modifikaciju parametara i sl.;
 mobilnost: pruža podršku za usluge, sesiju, korisnički terminal i mobilnost.
Dakle, SIP organizira i upravlja razmjenom višemedijskih usluga te omogućuje
identifikaciju (identifikacija sesije, subjekta, terminala), rutiranje (put podataka od izvorišta
do odredišta), raspoloživost korisnika (prihvaćanje ili odbijanje zahtjeva), kompatibilnost
uređaja i sami sadržaj prijenosa (vrsta sadržaja, dužina, kodiranje i sl.), [10].
Real-time Transport Protocol (RTP) pruža uslugu transporta podataka s kraja-na-kraj
aplikacijama za prijenos u realnom vremenu. Neke od aplikacija za prijenos u realnom
vremenu su prijenos zvuka i prijenos videa koji mogu biti ostvareni za difuzijsko ili
pojedinačno odašiljanje. RTP zasebno nema ugrađene mehanizme za pravovremenu isporuku
ili kvalitetu usluge već to prepušta protokolima nižih slojeva. Međutim za praćenje razine
kvalitete usluge, mogućeg zagušenja na mreži i sl., koristi se Real-time Transport Control
Protocol (RTCP), [11].
2.5. Korisničke usluge
S obzirom na to da se višeuslužne mreže baziraju na Internet Protokolu mrežnog sloja
OSI referentnog modela, ovdje će biti navedene i opisane Internetske usluge. Korisničke
usluge putem Interneta mogu se podijeliti na:
 izvorne Internet usluge,
 diskusijske grupe,
 usluge pretraživanja pohranjenih informacija,
 usluge trgovanja,
7
Protokol aplikacijske razine za prijenos e-pošte, definiran u RFC (Request For Comments) 821.

11
 telefonija preko IP-a (VoIP, Voice over Internet Protocol),
 multimedijske usluge i
 poslovne mrežne usluge.
Izvorne Internetske usluge bile su fokusirane na korištenje osnovnih prednosti
umrežavanja računala (razmjena poruka i dijeljenje resursa) te su stoga bile razvijene
aplikacije za elektroničku poštu (e-mail), prijenos datoteka (file transfer) i daljinski rad na
računalu (remote logon).
Elektronička pošta teleusluga je putem Interneta koja omogućava prijenos tekstualnih
poruka između korisnika. Osim tekstualnih poruka korisnik ima mogućnost poslati i sliku ili
neki drugi dokument kao prilog (attachment). Temelji se na SMTP i POP3 (Post Office
Protocol version 3) protokolima.
Prijenos datoteka omogućuje korisnicima da međusobno dijele memorijske resurse,
odnosno pretražuju ih te po potrebi prenose. Prijenos datoteka temelji se na FTP (File
Transfer Protocol) protokolu.
Usluga daljinske prijave i rada na računalu omogućuje interaktivni rad preko mreže i
korištenje resursa na udaljenom poslužitelju kao da je izravno spojen na lokalni terminal. Ova
teleusluga podržana je TELNET (TELephone NETwork) protokolom, [6].
Usluga diskusijske grupe ostvarena je pomoću NNTP (Network News Transfer
Protocol) protokola, a pruža mogućnost različitih grupnih diskusija poput raznih članaka
(news article) i chat korisničkih komunikacija.
Usluga pretraživanja pohranjenih informacija ili WWW (World Wide Web) usluga
omogućuje objavljivanje i pristup raznovrsnim informacijama (tekst, slika, video, audio i sl.)
koje se nalaze na mreži. WWW temelji se na modelu klijent-poslužitelj (slika 5). Izvedba
usluge klijent-poslužitelj bazira se na dva procesa koji se zasnivaju na nizu zahtjeva klijenta i
odgovora poslužitelja, gdje poslužitelj ima mogućnost posluživati više klijenata istovremeno.
Klijent šalje zahtjev, odnosno traži uslugu, dok poslužitelj potom obrađuje te šalje rezultate
obrade zahtjeva nazad klijentu. Kako bi razmjena uopće bila izvediva, klijent i poslužitelj
moraju koristiti standardni format podataka i protokol, [8].

12
Slika 5. Model klijent-poslužitelj, [8]
Elektroničko trgovanje ili e-commerce usluga pruža mogućnost pregledavanja i
narudžbe proizvoda putem Interneta. Proizvodi se mogu podijeliti u dvije kategorije:
informacijske usluge (software) i fizički proizvodi. Polazna ideja je Internetom omogućiti
pristup stalno ažuriranom katalogu s naručivanjem proizvoda.
Telefonija putem Interneta odnosno VoIP omogućava prijenos digitalne glasovne
komunikacije između korisnika pomoću Internet Protokola. Najveći problem VoIP usluge je
što Internet kao paketna mreža ne podržava teleusluge koje su osjetljive na kašnjenje i
varijacije kašnjenja.
Multimedijske usluge koriste više tipova usluga, poput: govornih, podatkovnih i video
usluga. Kvaliteta takvih usluga zahtjeva mnogo veću propusnost nego primjerice samo
telefonija.
Poslovne usluge ostvaruju se pomoću tehnike i tehnologije Interneta, a neki primjeri
poslovnih usluga su: Intranet (privatne mreže kojima ne može pristupiti korisnik izvana),
virtualne privatne mreže (povezivanje lokalnih mreža putem Interneta) i Extranet
(omogućavanje ograničenog pristupa vanjskim korisnicima), [6].

13
3. PONAŠANJE APLIKACIJA
3.1. Mrežni parametri
Različite vrste aplikacija zahtijevaju različite mrežne kapacitete i kvalitetu usluge. S
obzirom na zahtjeve pojedinih vrsta aplikacija generalno mogu biti podijeljene u sljedeće
kategorije:
 aplikacije za prijenos podataka,
 govorne aplikacije i
 video aplikacije.
Svaka od ovih vrsta aplikacija ima različite potrebe za mrežnim kapacitetima koji se
očituju u zahtijevanoj širini prijenosnog pojasa (consumed bandwidth), kašnjenju (delay),
kolebanju kašnjenja (jitter) i gubitku paketa (packet loss).
Zahtijevana širina prijenosnog pojasa minimalna je propusnost8
koju mreža mora
zadovoljiti za uspješno funkcioniranje i pružanje minimalne razine kvalitete usluge. Širina
prijenosnog pojasa mjeri se kilobitima po sekundi (kbps). Primjerice, za prijenos
nekompresiranog glasa, zahtijevana širina prijenosnog pojasa iznosi 64 kbps.
Kašnjenje je vrijeme koje je potrebno paketu da stigne na svoje odredište. Ta mjera
koristi se u slučaju jednosmjernog prometa, dok za mjerenje kašnjenje u oba smjera (bi-
directional), koristi se kružno vrijeme kašnjenja (RTT, Round Trip Time). Dakle, kružno
vrijeme kašnjenja je vrijeme potrebno da zahtjev stigne na svoje odredište zbrojeno s
vremenom da se u suprotnom smjeru vrati odgovor. Kašnjenje paketa sastoji se od nekoliko
komponenti kao što su: propagacijsko kašnjenje, do kojeg dolazi zbog prolaska puta
prometnog entiteta; kašnjenje zbog prijenosa na linku; kašnjenje zbog usmjeravanja u
čvorovima; kašnjenje zbog čekanja u međuspremnicima rutera koje se događa zbog zagušenja
na mreži te paketi čekaju na rutiranje i daljnju transmisiju; kašnjenje zbog kodiranja i
dekodiranja; kašnjenje zbog komprimiranja i dekomprimiranja; i kašnjenje zbog paketizacije
na izvoru i depaketizacije na odredištu. Kašnjenje i RTT mjeri se u milisekundama.
Kolebanje kašnjenja varijacija je kašnjenja susjednih paketa iste sesije koji mogu
dolaziti različitim putevima od izvorišta na odredište. Osim zbog dolaska susjednih paketa iste
8
Uspješno preneseni biti u jedinici vremena.

14
sesije različitim putevima do kolebanja kašnjenja dolazi i zbog različitih čekanja u
međuspremnicima rutera. Kolebanje kašnjenja je parametar koji kod prijenosa podataka neće
izazvati veće smetnje, međutim u stvarno-vremenskim aplikacijama poput prijenosa govora
izaziva primjetne smetnje do te mjere da korisnik ne razumije u potpunosti svog sugovornika.
Gubitak paketa događa se za vrijeme prijenosa paketa na putu od izvorišta do odredišta
a uzroka toj pojavi može biti nekoliko. Neki od razloga gubitka paketa su: zagušenje na mreži
koje uzrokuje punjenje međuspremnika rutera, odnosno na međuspremnik stigne toliko paketa
koji popune kompletnu memoriju međuspremnika da naknadno pristigli paketi se jednostavno
moraju odbaciti; osim zagušenja međuspremnika moguća je pogreška prilikom prijenosa te se
paket mora odbaciti jer ga odredište ne prepoznaje. Jedan od razloga je i preveliko kašnjenje
paketa zbog čega paketi bivaju odbačeni prije nego stignu do odredišta (TTL, poglavlje 2.4.2).
3.2. Podatkovne aplikacije
U podatkovne aplikacije ubrajaju se klasične Internet korisničke usluge poput
elektroničke pošte, usluge pretraživanja korisničkih informacija i prijenos datoteka. Ove
aplikacije vrlo su tolerantne na mrežne parametre poput: kašnjenja, varijacije kašnjenja i
gubitka paketa. Dođe li do bilo kakve pogreške u prijenosu odredište će zatražiti re-
transmisiju od izvora. Podatkovne aplikacije također su tolerantne na smanjenje dodijeljene
širine pojasa, zato što u slučaju smanjivanja propusnosti samo opada brzina uspješno
prenesenih bitova . Za ovu vrstu aplikacija klasično funkcioniranje Interneta, kao „best effort“
usluge, zadovoljava gotovo sve zahtjeve. Međutim best effort prometne tokove potrebno je
odvojiti od tokova s garantiranom razinom kvalitete usluge. Odvajanje tokova potrebno je
zato što best effort promet može zauzeti kompletne mrežne kapacitete te sukladno tome
onemogućuje ostalim uslugama normalan rad. Osim navedenoga važno je primijetiti veliku
asimetriju u prijenosu kod podatkovnih aplikacija poput prijenosa datoteka (i ostalih
podatkovnih aplikacija), a ona se događa zato što korisnik prema serveru šalje samo zahtjev
za datotekom dok server vraća kompletnu datoteku.
3.3. Govorne aplikacije
U višeuslužnim mrežama prijenos govora ostvaruje se uslugom Voice over IP (VoIP).
Ljudski govor po svojoj prirodi je analogni signal. Kako bi se govor pretvorio u digitalni
signal, kakav je potreban da bi mogao biti transportiran, potrebno je provesti kodiranje te

15
dekodiranje na odredištu. Kodiranje odnosno dekodiranje provodi specijalizirani
hardware/software sustav, popularno nazvan CODEC (COder-DECoder). Prikaz rada
CODEC sustava dan je slikom 6. Slika prikazuje ulaz analognog signala u sustav, kodiranje te
izlaz digitalnog signala iz sustava.
Slika 6. Shema rada CODEC-a, [12]
Klasična metoda kodiranja analognog signala je pulsno-kodna modulacija (PCM,
Pulse-Code Modulation). PCM modulacija prikazana je slikom 7.
Slika 7. Kodiranje pulsno-kodnom modulacijom, [13]
Proces kodiranja i kompresije govora PCM-om postiže se tako da se kontinuirani
audio signal podijeli na sitne vremenske odsječke (samples), pa se potom svaki odsječak
kvantizira, odnosno dodjeljuje im određenu digitalnu vrijednost. Standardni nekomprimirani

16
govor treba imati propusnost od 64 kbit/s kako bi bio uspješno prenesen. Prema Nyquist-
ovom teoremu frekvencija uzimanja uzorka analognog signala treba biti najmanje dva puta
viša od najviše frekvencije koja se pojavljuje u analognom signalu. S obzirom na to da ljudski
glas zauzima širinu pojasa od 4 kHz (300-3400 Hz) treba uzeti frekvenciju od 8000 Hz. Ako
se kvantifikacija provodi pomoću 8 bit-a po uzorku, ukupno je potrebno 64000 bit/s
propusnosti, [12].
Osim PCM-a (standardiziran kao G.711) postoje i drugi standardi za kodiranje
govornog signala u VoIP tehnologiji. Novije tehnike kodiranja bazirane su na prijenosu okvira
(G.729 i G.723.1) te omogućuju drastično smanjenje zahtijevane širine prijenosnog pojasa.
Zahtijevani prijenosni pojasevi po metodama kompresije dani su u tablici 1.
Tablica 1. Komparacija različitih standarda za kompresiju govora
Metoda kompresije Zahtjevana širina
prijenosnog pojasa
(kbit/s)
Kašnjenje okvira
(ms)
Kašnjenje uzrokovano
kompresijom
(ms)
G.711 PCM 64 0,125 0.75
G.729 CS-ACELP 8 10 10
G.723.1 MP-MLQ 6,3 30 30
G.723.1 ACELP 5,3 30 30
Izvor: [12]
Smanjenje zahtijevane širine prijenosnog pojasa kao posljedicu ima povećanje
kašnjenja te pruža lošiju kvalitetu prenesenog govora. Dodatno smanjenje zahtijevanog pojasa
može se postići tako da se ne prenose paketi (okviri) u onim trenucima u kojima nema govora,
odnosno kada je tišina.
Duljina okvira u VoIP komunikaciji uvijek je ista. Za prijenos stvarno-vremenskog
govora koristi se RTP povrh UDP/IP protokola. S obzirom na to da se paketi prenose IP
protokolom na kvalitetu govorne usluge utječu varijabilna kašnjenja i gubitak paketa, oboje
uzrokovani stanjem na mreži u vremenskom terminu poziva. Govorne aplikacije ovisno o
CODEC-u relativno dobro podnose gubitke paketa u manjim količinama. U slučaju većih
prometnih zagušenja koja kao posljedicu imaju veće vrijeme kašnjenja, govornoj aplikaciji
opada kvaliteta usluge sve do prestanka služenja svoje svrhe. Kašnjenje s kraja na kraj ne
smije iznositi više od 200 ms, odnosno RTT ne smije premašiti 400 ms. Primjerice, za intra-
kontinentalne pozive kašnjenje paketa otprilike iznosi 30 ms, dok kod inter-kontinentalnih
poziva kašnjenje je više od 3 puta veće te ono iznosi približno 100 ms, [14].

17
3.4. Video aplikacije
Video aplikacije služe za prijenos pokretnih slika odnosno videa. Postoje razne vrste
video aplikacija koje se ponajviše razlikuju po simetriji/asimetriji u prijenosu, zahtijevanoj
širini prijenosnog pojasa te otpornosti na kašnjenje i varijacije kašnjenja. S obzirom na
navedeno, video aplikacije se mogu podijeliti na:
 video na zahtjev (VoD, Video on Demand),
 videotelefonija i videokonferencija,
 prijenos videa strujanjem (video streaming).
Svaki video određen je rezolucijom (horizontalni * vertikalni broj piksela), brojem
bitova potrebnih za prezentaciju boje i brojem sličica u jedinici vremena (fps, frames per
second). Jednostavnim proračunom navedenih karakteristika videa dobiva se zahtijevana
širina prijenosnog pojasa:
[bit/s]
U navedenom primjeru 640*480 je rezolucija videa, 24 je broj bita potrebnih za
prezentaciju jednog piksela boje i 30 je broj sličica po sekundi. Video aplikacije potrebno je
komprimirati zato što u slučaju prijenosa ne komprimiranog videa potrebna je velika širina
prijenosnog pojasa. Video kompresija zapravo je skup algoritama koji mogu biti
implementirani kao software ili hardware. Uspješnost pojedinog algoritma mjeri se
kvalitetom prenesenog videa i količinom zahtijevanog prijenosnog pojasa. Generalno postoje
dvije metode kompresije videa, a to su: kompresija koja je primijenjena između sličica iste
sesije (svakom sljedećom sličicom šalju se samo promjene s obzirom na onu prethodnu, tzv.
Interframe) i kompresija svake sličice zasebno (tzv. Intraframe).
Neke od Interframe kompresija:
 MPEG1: kompresija optimizirana za kapacitet pojasa 1.5 Mbps (mega bita po
sekundi).
 MPEG2: optimizirana za kapacitete pojasa od 4 do 9 Mbps, koristi se za
prijenos visoko kvalitetnog TV difuzijskog signala.

18
 MPEG4: zahtjeva malu širinu pojasa (64 kbps), dobar odabir za
videokonferencije.
Najpoznatiji algoritmi za Intraframe kompresiju:
 M-JPEG: video prometni tok prenosi se kao slijed JPEG komprimiranih
sličica.
 Apple Video: algoritam implementiran u Apple Quicktime
(videokonferencijska aplikacija).
Osim metode video kompresije, smanjenje zahtijevanog prijenosnog pojasa može se
postići tehnikom manipulacije snimljenog videa (video capture manipulation). Smanjenje
pojasa u ovoj metodi postiže se tako da se smanji kvaliteta samog videa smanjivanjem
rezolucije, broja bitova potrebnih za prezentaciju boje i broja sličica u jedinici vremena. Tako
primjerice video sesija koja ima rezoluciju 320*200 piksela, koristi 8-bita za prezentaciju boje
i koristi samo 15 sličica po sekundi imat će zahtijevani propusni pojas 7680000 bit/s, [12].
3.4.1. Video na zahtjev
Aplikacija video na zahtjev korisnicima pruža mogućnost pretraživanja, odabira i
reprodukcije multimedijskog sadržaja. VoD aplikacija zahtjeva dvosmjernu komunikaciju u
kojoj se primjećuje velika asimetrija u odlaznom i dolaznom toku. Do asimetrije u tokovima
dolazi zato što korisnik u odlaznom smjeru šalje samo zahtjev (kontrolne informacije), dok
kao odgovor dobiva unaprijed snimljeni multimedijski sadržaj koji se može koristiti za
prijenos „od točke prema više točaka“ i mnogo češće „od točke do točke“, [15].
Korisnici VoD usluge od aplikacije očekuju što manje kašnjenje te visoku kvalitetu
video sadržaja, [16]. Manje kašnjenje i kolebanje kašnjenja nemaju utjecaj na korisnikov
doživljaj zato što sadržaj nije stvarno-vremenske prirode, već je unaprijed snimljen i
memoriran na server. Prilikom preuzimanja sadržaja na korisnikovoj strani sadržaj se
memorira u pred-memoriju iz koje se potom reproducira. Dakle, u slučaju većeg kašnjenja
može se dogoditi da se reproducira sve iz pred-memorije te se video zaustavlja i čeka daljnji
prijenos što utječe na korisnikov doživljaj, [15]. Kod ove vrste aplikacije primjećuje se vrlo
kratko trajanje sesija s obzirom na broj reprodukcija. Do toga dolazi zato što korisnici vrlo
često traže reprodukciju sadržaja koji ih relativno ne zanima već su „samo u prolazu“.

19
Primjećuje se također kako je duljina trajanja sesije pojedinog video sadržaja u određenoj
korelaciji sa „popularnosti“ sadržaja, drugim riječima manje popularni video sadržaji imaju
dulje trajanje pojedine sesije, [16].
3.4.2. Videotelefonija i videokonferencija
Videotelefonija povijesno datira još iz 1920-ih godina, dok se veća primjena ove vrste
komunikacije pojavljuje tek posljednjih godina. Razlog tome je to što videotelefonija i
videokonferencija zahtijevaju veliku propusnost te zahtijevaju malo kašnjenje što je nekada
bilo izvedivo samo zakupljivanjem vodova i posjedovanjem specijaliziranih hardware i
software sustava za kodiranje/dekodiranje. U današnje vrijeme širokopojasnih pristupnih
mreža i široke primjene pametnih uređaja otvorila se mogućnost korištenja ove vrste
aplikacije besplatno ili uz sitnu nadoplatu. Neke od najpoznatijih aplikacija za videotelefoniju
i videokonferenciju su Apple iChat, Google+ Hangout i Skype video poziv.
Videokonferencija zahtijeva veliku širinu prijenosnog pojasa i vrlo malo kašnjenje.
Kašnjenje ove vrste aplikacije značajno utječe na kvalitetu usluge koja drastično opada u
slučaju kašnjenja većeg od 350 ms. Kako bi se ostvarila dovoljna kvaliteta usluge
videokonferencijske aplikacije moraju se optimizirati za heterogene pristupne mreže i
korisničke terminale, raznolike propusnosti i ostale mrežne parametre poput gubitka paketa i
kašnjenja. Sve navedeno mora biti optimizirano za stvarno-vremenski prijenos.
Slika 8. Moguće izvedbe arhitekture videokonferencijske aplikacije, [17]
Postoje tri mrežne arhitekture za izvedbu videotelefonije i videokonferencije, a to su
klijent-server, mreža ravnopravnih sudionika (P2P, peer-to-peer) i hibridna arhitektura. Na
slici 8 prikazane su navedene arhitekture, gdje je (a) P2P, (b) klijent-server i (c) hibridna

20
arhitektura. Kod klijent-server arhitekture mora se paziti na pozicioniranje servera kako bi se
pronašlo optimalno rješenje za što manje kašnjenje i što veću propusnost glasovnih i video
tokova za geografski dislocirane krajnje korisnike. U P2P arhitekturi, krajnji korisnici bez
posredstva servera direktno jedni drugima šalju pakete. Tako se smanjuje kašnjenje, međutim
teže je osigurati visoku propusnost. Hibridna arhitektura kombinira dvije prethodne, takvu
arhitekturu koristi Skype za pružanje usluge videokonferencije gdje su glasovni prometni
tokovi izvedeni P2P, dok video tokovi klijent-server arhitekturom.
S obzirom na različite pristupne mreže svakog pojedinog korisnika, postavlja se
pitanje na koji način prilagoditi video sadržaj za što bolje korištenje mrežnih resursa. Jedan od
načina je da se video adaptira jednako za sve korisnike, prema onom korisniku koji ima
pristupnu mrežu s najmanjom propusnosti. Tako se osigurava „tečnost“ aplikacije, međutim
ostalim se korisnicima uskraćuje veća kvaliteta videa koju uvjetno mogu dobiti. Kao
alternativa ovom načinu, moguće je svakom korisniku adaptirati video prema njegovoj
pristupnoj mreži, što rezultira mnogo većom zahtijevanom širinom prijenosnog pojasa na
jedinstvenoj mrežnoj okosnici (backbone) i većim kašnjenjem uzrokovanim kodiranjem zato
što se svaki video transportira i kodira zasebno, [17].
3.4.3. Prijenos videa strujanjem
U slučaju da se prijenos unaprijed snimljenog videa obavlja strujanjem, sa strane
planiranja kapaciteta za prijenos od točke do točke, proces je sličan prijenosu videa na
zahtjev. Ako se radi o ostalim načinima prijenosa videa strujanjem poput prijenosa prema više
točaka (multicast) i stvarno-vremenskom prijenosu, prijenos se organizira tako da poslužitelj
kodira upravo snimljeni sadržaj. Kodirani sadržaj se istim paketima šalje prema svim
korisnicima do one točke gdje se ruta prema svakom pojedinom korisniku grana na svoju
stranu. Na tom mjestu u mreži sadržaj se duplicira te se svim rutama dalje šalje njihova
preslika. Prilikom dimenzioniranja kapaciteta mrežne okosnice vrlo je važno uzeti u obzir
propusnost pristupne mreže korisnika.
Video strujanjem može se prenositi konstantnom brzinom prijenosa (CBR, Constant
Bit Rate) i mnogo češće varijabilnom brzinom prijenosa (VBR, Variable Bit Rate) što ovisi o
načinu kodiranja videa. Mnogo češća Interframe video kompresija zahtjeva varijabilnu brzinu
prijenosa zbog svog načina rada. VBR promet mnogo je teže predvidjeti zato što se šalju
samo oni dijelovi slike koji se mijenjaju, što na svakoj sljedećoj sceni može biti vrlo različito.

21
Prilikom pojave pogreške na kodiranju ili prijenosu određene slike, na korisnikovoj strani
neće biti pogreška samo na toj slici već na svim onima na kojima se ne dogodi promjena tog
dijela slike s obzirom na onu na kojoj se pogreška dogodila. Osim planiranja kapaciteta linka,
vrlo je važno planirati kapacitete međuspremnika rutera te vrijeme početka reprodukcije na
korisnikovoj strani. U slučaju optimalno izvedenog početka reprodukcije i dovoljnog
kapaciteta među-spremnika moguće je izbjeći neželjene utjecaje manjeg kašnjenja.
Kod ove vrste aplikacije radi se o dvosmjernoj komunikaciji s vrlo asimetričnim
tokovima. Jednako kao i kod videa na zahtjev u smjeru korisnika šalje se multimedijski
sadržaj, dok korisnik u odlaznom smjeru šalje samo kontrolne informacije, [18].

22
4. MODELI ZA OPISIVANJE PONAŠANJA PROMETNOG
TOKA
4.1. Uvod u modeliranje prometa
Modeli za opisivanje prometnih tokova koriste se u svrhu predviđanja mrežnih
performansi potrebnih za uspješan i učinkovit rad bilo koje vrste mreže, pa tako i višeuslužne
telekomunikacijske mreže. Uspješnost pojedine mreže ovisi o optimalnoj iskorištenosti
mrežnih kapaciteta, što znači da je vrlo važno da se prometni tok na pojedinoj grani modelira
tako da ne dolazi do zagušenja, a opet s druge strane da ne bude pre malo prometa koji ne bi
opravdao postojanje te grane. Za dizajniranje pouzdane mreže jako je važno iskoristiti
prometni model koji najbolje (najbliže stvarnosti) opisuje prometni tok. Kako bi odabrali
pravilni prometni model potrebno je poznavati prometne karakteristike mreže, [19].
Prometni tokovi generirani su od podatkovnih, govornih i video aplikacija. S obzirom
na to da svaka vrsta aplikacije generira različiti prometni tok, prometni tokovi se mogu
podijeliti na:
 Elastične prometne tokove – generirani su od podatkovnih aplikacija (prijenos
podataka, e-pošta, www i sl.). Elastični tokovi okarakterizirani su količinom
bitova potrebnih za transport, čiji prijenos ovisi o količini dodijeljenih tokova i
njihovoj propusnosti. Za jednostavni model elastičnog prometa na razini toka
može se pretpostaviti da je proces dolazaka približan Poissonovom procesu
dolazaka9
.
 Prometne tokove koji prenose podatke strujanjem – generirani su od govornih i
video aplikacija te imaju zahtijevanu brzinu kojom moraju biti preneseni.
Većinom je to VBR promet, za čiji se tok dolazaka također može pretpostaviti
da prati Poissonov proces dolazaka. Prijenos strujanjem zahtjeva određenu
brzinu dolazaka, dužinu toka i prosječnu brzinu prenesenih bita, [20].
U ovom radu biti će opisani neki modeli koji se baziraju na Poissonov-u toku s
disciplinom posluživanja prvi došao-prvi poslužen (FCFS, First Come-First Served).
9
Poissonovim procesom dolazaka Internet prometni tok može biti precizno modeliran u slučaju da se radi o
velikom broju nezavisnih izvora prometa koji su generirani kao slučajni događaji, odnosno Poissonovim
procesom dolazaka nije moguće precizno modelirati tok paketa generiran od jednog ili malog broja korisnika,
[21].

23
4.1.1. Dijagrami stanja i prijelaza
U tele-prometnom inženjerstvu najvažnije je formuliranje i rješavanje modela
načinjenih prema dijagramima stanja i prijelaza (state transition diagrams). Dijagrami stanja i
prijelaza opisuju sustav i njegova moguća stanja. Sustav se nalazi u jednom od stanja sve dok
neki događaj ne promjeni to stanje. Dijagram se konstruira u nekoliko standardnih koraka:
 Izrada dijagrama stanja i prijelaza: definiranje stanja sustava, prezentacija
svakog pojedinog stanja kružićima, promatranje svakog stanja zasebno, te
ucrtavanje svih mogućih promjena stanja strjelicama.
 Postavljanje jednadžbi koje opisuju sustav: jednadžbe čvorova i jednadžbe
rezova.
 Rješavanje jednadžbi pod pretpostavkom stacionarnosti: izražavanje
vjerojatnosti svih stanja prema vjerojatnosti početnog stanja, pronalazak
vjerojatnosti početnog stanja normalizacijom.
 Računanje mjera performansi pomoću vjerojatnosti stanja.
Slika 9. Dijagram stanja i prijelaza za M / M / 1 model, [21]
Na slici 9 prikazan je dijagram stanja i prijelaza za M / M / 1 sustav, stanja su
označena brojevima u kružićima, a promjena stanja za jedan više ili niže ovisi o povećanju
odnosno smanjenju pristiglih zahtjeva/poruka. Dijagrami stanja i prijelaza u
telekomunikacijskoj mreži opisuju promatrani sustav i sva moguća stanja te vjerojatnost
njihove promjene, a služe za modeliranje dinamičkih promjena u sustavu izazvanih od npr.
korisničkih zahtjeva, posluživanja korisnika i sl., [22].
4.1.2. Poissonov proces dolazaka
U višeuslužnim mrežama tok dolazaka prometa stohastički je proces te se kao takav
može opisati u uvjetima statističke ravnoteže odnosno stacionarnosti. Dakle, pod uvjetom
stacionarnosti tok dolazaka i posluživanja može se opisati u očekivanim vrijednostima (ili

24
prosjecima) i ponekim pokazateljem varijabilnosti. Najpraktičniji potpuno slučajan tok
dolazaka je Poissonov tok čije su karakteristike sljedeće:
 Stacionarnost – proces pokazuje varijaciju oko neke srednje vrijednosti, što
znači kako k zahtjeva u nekom vremenskom intervalu t ne ovisi o početku
promatranja već o duljini tog intervala.
 Tok „bez pamćenja“ – broj zahtjeva u nekom intervalu t ne ovisi o broju
pojavljivanja zahtjeva u nekom drugom intervalu koji se ne siječe s njim.
 Ordinarnost – isključuje se mogućnost pojave dva ili više zahtjeva u istom
vremenskom trenutku.
Poissonov tok opisuje se formulom:
( )
!
( )
k
t
k
t
k
P t e   
  (1)
Formulom (1) računa se vjerojatnost da u intervalu t zahtjev zatraži k broj korisnika uz
 intenzitet toka dolazaka koji predstavlja prosječan broj zahtjeva u jedinici vremena, [23].
4.1.3. Klasifikacija modela s redovima čekanja
U višeuslužnim telekomunikacijskim mrežama za modeliranje prometa koriste se
modeli s redovima čekanja. Razlog korištenja modela ove vrste je taj što svaki čvor u mreži
posjeduje međuspremnik na koji dolaze razni prometni tokovi te u njemu paketi čekaju u redu
na posluživanje, odnosno daljnje rutiranje. Za lakši opis i razumijevanje modela s redovima
čekanja D.G. Kendall 1951. godine predstavio je standardnu i skraćenu notaciju. Kendall-ova
skraćena notacija sadrži:
/ /A B n
gdje pojedina slova označavaju:
A - razdioba međudolaznih vremena,
B - razdioba vremena posluživanja,
n - broj poslužitelja.

25
Za opis prometnih procesa koristi se nekoliko standardnih notacija, kao primjer neke
od njih su:
M - predstavlja eksponencijalnu razdiobu distribucije s Poissonovim ulaznim tokom,
D - deterministička razdioba distribucije s konstantnim vremenskim intervalima,
kE - Erlangova-k distribucija.
Skraćena Kendall-ova notacija većinom se koristi kao literatura, dok za kompletnu
klasifikaciju sustava potrebna je standardna notacija koja sadrži dodatne informacije:
/ / / / /A B n K S X
gdje je: K - broj mjesta u redu ili ukupni kapacitet sustava,
S - broj korisnika,
X - disciplina posluživanja.
Sustavi s redovima čekanja poslužuju korisnike prema nekoj od disciplina
posluživanja. Postoji nekoliko različitih disciplina posluživanja, a neke od njih su: prvi došao-
prvi poslužen, posljednji stigao-prvi poslužen (LCFS, Last Come-First Served), disciplina
posluživanja Round Robin (RR), posluživanje s prioritetom itd., [22].
4.2. Modeli sustava posluživanja s čekanjem
Slika 10. Sustav posluživanja bez ograničenja reda čekanja s potpunom dostupnošću, [23]

26
U sustavima posluživanja bez ograničenja reda čekanja s potpunom dostupnošću, svi
pristigli zahtjevi (pozivi, poruke) biti će posluženi. U tom slučaju vrijedi jednakost:
p ostA A A  (2)
gdje je: pA - ponuđeni promet,
ostA - ostvareni promet,
A - promet.
Bez obzira na karakteristike ulaznog toka i toka posluživanja, odnosno funkciju
vjerojatnosti koja ih opisuje vrijedi:
S
s
a
T p
A T
T C

 

      (3)
q S wT T T  (4)
w wL T  (5)
q qL T  (6)
Gdje određeni simboli označavaju:
 - intenzitet dolazaka poruka,
 - intenzitet posluživanja,
ST - prosječno vrijeme posluživanja,
aT - prosječno međudolazno vrijeme,
qT - prosječno vrijeme zadržavanja poruka u sustavu,
wT - prosječno vrijeme čekanja u redu,
p - prosječna duljina poruke,
wL - prosječna duljina reda,
qL - prosječan broj poruka u sustavu,

27
C - brzina prijenosa, odnosno kapacitet sustava.
U uvjetima stacionarnog ponašanja ulaznog toka, pri čemu se pretpostavlja da ulazni
tok prati Poissonovu razdiobu i da je vrijeme trajanja posluživanja distribuirano po
eksponencijalnoj razdiobi, za izračun prometnih svojstava sustava koriste se modeli
Markovljeva tipa. Za Markovljev model s m poslužitelja, Kendallove skraćene notacije M /M /
m, vrijedi sljedeće:
1
1
m m
q S w
pp p
T T T
AC C m A
m C
m
   
      
      
 
(7)
U formuli (7) m označava vjerojatnost da će pristigli zahtjev (poruka) čekati na
posluživanje, a određuje se pomoću Erlangove-C formule koja glasi:
 
 
  
,
,
1 1 ,
B
m
B
p A m
A m
A
p A m
m
 
 
(8)
Za sustav gdje je broj poslužitelja m = 1 (M / M / 1) vrijedi jednakost:
mA    (9)
gdje  označava prometno opterećenje, te izraz za qT (formula 7) poprima oblik:
 
1
1
1 1 1 1
S
q S
Tp p p
T T
C C C
   
   
     
        
       
(10)
U slučaju da je vrijeme posluživanja determinističko, odnosno jednako za sve
prometne entitete, a također se radi o sustavu s jednim poslužiteljem koristi se model M / D /
1:
     
 
2 2
1
2 1 2 1 2 1
2
1
2 1 1 2
q S
S
S
p p p
T T
C C C
T
T
   
  
 
 
     
                  
   
          
(11)

28
Do ostalih prometnih pokazatelja i atributa dolazi se pomoću formula (5) i (6).
4.3. Slaganje viševrsnih tokova
Slika 11. Heterogeni prometni tokovi dijele jedan prijenosni put, [23]
U čvorovima današnjih višeuslužnih mreža sastavljaju se viševrsni tokovi generirani
od različitih izvora i različitih tipova usluga (slika 11). Različiti prometni tokovi većinom su
različitih prosječnih vrijednosti, međutim u slučaju da su svi pristigli tokovi u čvorište i
Poissonovi tokovi, izlazni tok i također je Poissonov tok:
1
n
i
i
 

  (12)
U slučaju da skup izvorišta generira istovrsne tokove, tako da je prosječna duljina
poruke jednaka za sva izvorišta slijedi:
1
n
i i
i
p  

    (13)
Gdje simbol  označava prometni tok mjeren u bit/s. Međutim, ako prosječna duljina poruke
varira p je:
i ip
p




 (14)
gdje je ip - prosječna duljina poruke u i-tom toku.

29
Nakon što se prometni tok sumira, dolazi na m elemenata mreže koji obavljaju
postupke prijenosa brzinom C [bit/s]. Omjer prometnog toka  i kapaciteta mreže C jednak
je:
S
p
A T
C C
 


    (15)
4.4. Kapaciteti i tokovi u mreži
Kapacitet serijske strukture telekomunikacijske mreže sastavljen od M mrežnih
elemenata jednak je najmanjem kapacitetu mrežnih elemenata u nizu:
 1
1,
minM i MIN
i M
C C C

  (16)
Prilikom prolaska informacijskih jedinica kroz slijed serijskih kapaciteta, svaki mrežni
element unosi određeno vrijeme posluživanja:
( )S
i
p
T i
C
 (17)
Dok ukupno vrijeme posluživanja jedne informacijske jedinice (prometni entitet) prosječne
duljine p kroz serijsku mrežnu strukturu iznosi:
1 1
( )
M M
S S
i i i
p
T T i
C 
   (18)
Za prometni tok od L prometnih jedinica ukupno vrijeme prolaska kroz sustav iznosi:
 
 
( )
1
( ) 1
max ( )
M
S L S MAX
i
MAX S
T T i L T
T T i

   

 (19)
gdje je maksimalna propusnost sustava:
MIN
MAX
p
PR C
T
  (20)

30
s obzirom na to da je:
MAX
MIN
p
T
C
 (21)
Kod kapaciteta paralelne strukture postoje dva pravila, a to su: kapacitet reza10
je zbroj
kapaciteta grana koje su u rezu i maksimalni tok između izvorišta i odredišta mreže jednak je
kapacitetu minimalnog reza.
4.5. Prometna matrica i optimizacija toka
Prilikom analize i sinteze telekomunikacijske mreže postoje različiti optimizacijski i
simulacijski zadaci koji se primjenjuju ovisno o problemu i poznatim parametrima. Kao
svojevrsni parametar može poslužiti prikaz topologije mreže i vanjskih (ulaznih) prometnih
tokova. Topologija mreže i vanjski tokovi mogu se prikazati grafički i prometnom matricom.
Topologija mreže određena je skupom čvorova i grana koje ih povezuju. Matrica za
prikaz topologije TM sadrži elemente jka koji označavaju indeks grane koja povezuje j-k
čvor.
11 12 1
21 22 2
1 2
N
N
N N NN
a a a
a a a
TM
a a a
 
 
 
 
 
 
(22)
Prilikom optimizacije mreže, najčešće promatrana varijabla je prometni tok u grani.
Prometni tok i u grani i(j,k) može se prikazati:
1 1
IN OUT
N N
ik ik
k k
 
 
  (23)
odnosno:
 1 2 3 M     (24)
10
Rez je uklanjanje mrežnih elemenata koji će uzrokovati potpuni prekid toka između izvorišta i odredišta, [23].

31
gdje je M – broj grana u promatranom toku. Ulazni tok jk usmjeren je kroz mrežu preko M
grana, a odnosi se na one srednje vrijednosti [informacijskih jedinica/s] ulaznog toka koje su
generirane iz korisničkog područja te ulaze u j-ti čvor i izlaze u čvoru k. Ukupni ulazni tok u
promatranu mrežu jednak je:
1 1
N N
jk
j k
 
 
  (25)
Unutarnji tok na promatranoj mreži može se prikazati vektorom:
 1 1 M    (26)
; , :i jk i jk
j k
j k C    (27)
i predstavlja unutarnji tok kroz i-tu granu, a zbraja se po onim čvorovima koji na putu od j
do k koriste kapacitet grane i( iC ).
Jednako kao i topologija mreže, ulazni tok se također može predstaviti prometnom
matricom:
11 12 1
21 22 2
1 2
N
N
N N NN
  
  

  
 
 
 
 
 
 
(28)
4.6. Kašnjenje u mreži
Prilikom vrednovanja svojstva višeuslužne mreže jedan od najčešćih kriterija je
kašnjenje (kašnjenje, poglavlje 3.1). Prosječno vrijeme koje je potrebno paketu da stigne na
svoje odredište ovisi o topologiji mreže, ulaznom prometu, kapacitetu svake pojedine grane i
primijenjenom načinu usmjeravanja. Kašnjenje u mreži može se opisati formulom:
1 1
N N
jk
q jk
j k
T T

 
  (29)

32
gdje pojedini simboli označavaju:
jkT - prosječno vrijeme kašnjenja paketa na j-k putu,
jk - ulazni tok j-k,
 - ukupni ulazni tok.
Prosječno vrijeme kašnjenja paketa na putu j-k može se prikazati:
jk i
i
T T  (30)
gdje je iT prosječno kašnjenje paketa na i-toj grani. Komponente koje tvore jkT su:
 vrijeme obrade paketa u čvorištima,
 vrijeme prijenosa paketa na linku i s
i
p
t
C
 ,
 čekanje na kapacitet spojnog voda.
Uvođenjem zamjene u formulu (29) i zamjenom poretka sumacije prosječno vrijeme
kašnjenja u mreži postaje:
1
M
i
q i
i
T T


  (31)
[23].

33
5. RAZLOZI MODELIRANJA PROMETA
5.1. Planiranje
Planiranje mreže provodi se kako bi se povećala sposobnost mreže, odnosno kako bi
se osigurali zahtijevani mrežni kapaciteti kao i razina kvalitete usluge (QoS). Zahtjevi
planiranja mogu se podijeliti u tri osnovne grupe, a to su: zahtjevi planiranja poslovanja,
mrežnog planiranja i planiranja upravljačke podrške. Zadaci koji proizlaze iz spomenutih
zahtjeva prilikom planiranja mreže su:
 financijska analiza, analiza korisnika, usluga i mreže,
 opis i pojednostavljenje danog problema,
 sakupljanje podataka,
 definiranje alternativa,
 dizajniranje i dimenzioniranje,
 optimizacija,
 izrada izvješća itd.
Postoji nekoliko procesa planiranja koji se u današnje vrijeme višeuslužnih mreža
moraju obavljati istovremeno, odnosno ne može se svaki od procesa promatrati zasebno kao
primjerice kod mreža dizajniranih samo za jednu vrstu teleusluge. S obzirom na to, strateško
planiranje mreža, poslovno planiranje, dugoročno strukturno planiranje, kratkoročno i
srednjoročno planiranje mora se provoditi istovremeno u nekoliko ponavljanja te se mora
uzimati u obzir upravljanje mreže i procesi poput mjerenja prometa, mjerenja performansi
mreže i sl. S obzirom na vremensko razdoblje za koje se planiranje provodi postoji:
 dugoročno planiranje (LTP, Long-Term Planning),
 srednjoročno planiranje (MTP, Medium-Term Planning),
 i kratkoročno planiranje (STP, Short-Term Planning).
Ciljevi dugoročnog planiranja su definirati i dizajnirati mrežne aspekte koje
karakteriziraju dugi vijek trajanja i velike financijske investicije. LTP sadrži dvije faze, a to
su:
 strateško planiranje – definira arhitekturu i tehnologiju koja će se primijeniti na
promatranoj mreži,

34
 temeljno planiranje - kao ulazne varijable koristi definiranu arhitekturu i
tehnologiju mreže izabranu za vrijeme strateškog planiranja. Temeljno
planiranje uključuje: određivanje funkcija čvorova, planiranje topologije,
definiranje optimalne mrežne strukture, itd.
Rezultat dugoročnog planiranja je definirana struktura mreže, a kako bi se to postiglo koriste
se sljedeći podaci: predviđanje prometa za određeni vremenski period, potencijalne lokacije
čvorova, potencijalne lokacije fizičkih linkova (telekomunikacijske infrastrukture), izvedbe
arhitektura pojedinih domena, cijena komponenti i kompletne infrastrukture. Vremenski
period dugoročnog planiranja obično iznosi između tri i pet godina.
Ciljevi srednjoročnog planiranja su unaprjeđenje kapaciteta mrežnih čvorova i linkova
prema dugoročnom planu, te zatim određivanje plana rutiranja. MTP se obično provodi
nekoliko puta tijekom LTP-a, a trebao bi rezultirati:
 detaljnim planom rutiranja,
 određivanjem mrežnih komponenti (telekomunikacijskih sustava i mrežne
opreme) koje će biti implementirane, unaprijeđene i/ili isključene iz sustava,
temeljem srednjoročnog predviđanja svakog pojedinog čvora definiranog u
LTP-u,
 predviđanje mogućih zastoja prilikom implementacije određene komponente
zbog nedostatka financijskih sredstva.
Kompletni period nekoliko srednjoročnih planiranja trebao bi biti jednak dugoročnom
planiranju. Srednjoročno planiranje iznosi otprilike godinu dana.
Kratkoročno planiranje služi za određivanje ruta u mreži temeljenih na trenutnom
prometu, odnosno planiranje posluživanja korisničkih zahtjeva samo s mrežnim kapacitetima
koje mreža trenutno posjeduje, [24].
Glavni alat planiranja, odnosno izrade strateške studije za primjerice uvođenje nove
usluge ili planiranja mreže je predviđanje prometa. Preporuke za predviđanje prometa izdao je
ITU (tablica 2), te se odnose na razne scenarije planiranja. Prve dvije preporuke (E.506 i
E.507) u nazivu sadrže internacionalni promet međutim mogu se primijeniti i za promet na
razini države.

35
Tablica 2. ITU preporuke za predviđanje prometa
Preporuka Datum Naziv preporuke
E.506 06/1992 Predviđanje internacionalnog prometa (Forecasting international traffic)
E.507 11/1988 Modeli za predviđanje internacionalnog prometa (Models for forecasting
international traffic)
E.508 10/1992 Predviđanje novih telekomunikacijskih usluga (Forecasting new
telecommunication services)
Izvor [22]
Preporuke E.506 i E.507 odnose se na predviđanje tradicionalnih usluga za koje
postoje podaci dobiveni iz prošlih studija. Preporuka E.506 dizajnerima telekomunikacijskih
mreža i usluga daje podatke o prometu, pozivima, ekonomskim, socijalnim i demografskim
učincima sličnih mreža onoj koju trenutno dizajniraju. Ako neki od potrebnih podataka u
konkretnom slučaju za mrežu koju dizajniraju nedostaje, u preporuci se govori kako ih
adekvatno nadomjestiti. U preporuci su prezentirane razne metode predviđanja, primjerice
metode bazirane na izmjerenim prometnim podacima za referentni vremenski period i sl.
Preporuka E.507 donosi matematičke modele za predviđanje prometa. Osim što nudi
matematičke modele, ova preporuka opisuje kako odabrati pravi model za konkretni slučaj s
obzirom na podatke koji su na raspolaganju.
Preporuka E.508 opisuje kako predviđati telekomunikacijske usluge za koje ne postoje
podaci, odnosno za usluge koje nisu nigdje drugdje implementirane te nema dostupnih
podataka iz prošlih studija. Ova preporuka sadrži istraživanja tržišta, mišljenja stručnjaka i
razne ekonomske pokazatelje, [22].
5.2. Upravljanje resursima
Jedan od razloga modeliranja prometa je i upravljanje resursima (kapaciteti linkova,
međuspremnici rutera i sl.). Za upravljanje resursima u višeuslužnoj mreži koriste se QoS
mehanizmi koji koriste funkcije poput: identifikacija klase usluge, tablica rutiranja, uspostava
konekcija, dodjeljivanje zahtijevanog prijenosnog pojasa, očuvanje dodijeljenog zahtijevanog
prijenosnog pojasa, rezervacija zahtijevanog prijenosnog pojasa, rutiranje s prioritetom,
posluživanje s prioritetom i ostale funkcije upravljanja resursima. Dakle, upravljanje
resursima je dodjeljivanje zahtijevanog prijenosnog pojasa određenoj virtualnoj mreži (VNET,
Virtual NETwork) ili toku, kojem se potom dodjeljuje prioritet (posluživanja, rutiranja) ovisno

36
o tipu usluge (može biti: visoki-prioritet, normalni-prioritet i best effort tj. niski-prioritet),
[25]. U današnjim višeuslužnim mrežama za upravljanje resursima koriste se mehanizmi
poput IntServ (Integrated Service), DiffServ (Differential Service) i MPLS.
5.2.1. IntServ mehanizmi
IntServ mehanizme razvio je IETF (Internet Engineering Task Force) kako bi
aplikacijama na razini sesija (s kraja na kraj) pružio određenu razinu kvalitete usluge. IntServ
mehanizam pruža usluge temeljene na prometnom toku, gdje je tok slijed paketa koji
posjeduju izvorišnu i odredišnu adresu te broj porta (IP paketi). Ruteri koji posjeduju IntServ
mehanizme moraju imati informacije o stanju svakog trenutnog toka koji se kroz njega rutira.
Glavne funkcije koje pruža IntServ su rezervacija resursa i uspostava poziva. Prilikom
rezervacije resursa svaki ruter mora znati koliko je resursa trenutno zauzeto, a to se postiže
pomoću RSVP (Resource reSerVation Protocol) signalizacijskog protokola. Druga IntServ
funkcionalnost je uspostava poziva prilikom kojeg mehanizam mora biti u stanju kompletnom
toku dodijeliti potrebne QoS zahtjeve za svaki ruter od izvorišta do odredišta (slika 12).
Slika 12. Proces uspostave poziva, [26]
IntServ mehanizmi poslužuju dvije klase usluga:
 usluge s kontroliranim opterećenjem (Controlled Load Service) i

37
 garantirane usluge (Guaranteed Service).
Usluga s kontroliranim opterećenjem namijenjena je aplikacijama koje mogu tolerirati
kašnjenje i gubitak paketa u manjim količinama, poput audio i videokonferencijskih
aplikacija. Ove aplikacije dobro rade u prometno slabo opterećenim mrežama, međutim u
mrežama gdje je prometno opterećenje veće jako opada kvaliteta usluge. U usluzi s
kontroliranim opterećenjem tok dobiva QoS koji bi inače dobio od prometno neopterećenog
elementa, što znači da će sesija pretpostaviti kako će visoki postotak paketa uspješno stići do
odredišta uz vrlo malo kašnjenje.
Garantirane usluge garantiraju da će paketi stići na odredište unutar određenog
vremena te im se dodjeljuje određena propusnost. Ova vrsta usluge koristi se za aplikacije
gdje se ne tolerira kašnjenje poput stvarno-vremenskih multimedijskih aplikacija koje imaju
velike stvarno-vremenske zahtjeve isporuke.
5.2.2. DiffServ mehanizmi
DiffServ mehanizme također je razvio IETF u svrhu pružanja određene kvalitete
usluge za svaku vrstu aplikacija prema ugovoru o razini usluge (SLA, Service Level
Agreement). U DiffServ mehanizmima tokovi su svrstani u klase na temelju kojih dobivaju
prioritet, odnosno određenu razinu kvalitete usluge. DiffServ funkcije podijeljene su na:
 operacije koje provode ruteri na granicama (edge) mreže i na
 operacije koje provode ruteri u jezgri mreže.
Operacije koje provode ruteri na granicama mreže su: klasifikacija paketa,
označavanje paketa i praćenje odnosno prilagođavanje prometa uvjetima. Paketi se
klasificiraju prema vrijednostima iz zaglavlja te se upravljaju kroz mrežu prema oznaci.
Prometni uvjeti se prate tako da ako poraste opterećenje na mreži granični ruteri ograničavaju
ulazni tok prema prometnom profilu11
.
Funkcija koju obavljaju ruteri u jezgri mreže je definiranje klasa pojedinih paketa i
razvrstavanje svakog prema klasi. Prosljeđivanje na ruterima u jezgri mreže bazira se na PHB
(per-hop behavior). PHB je primjerice određenoj klasi usluge dodijeliti neki postotak ukupne
11
Mjere za prometni tok ili link tijekom određenog vremenskog razdoblja.

38
propusnosti linka za određeno vremensko razdoblje. Klasa paketa s višim prioritetom
poslužuje se prije svih onih klasa s nižim prioritetima. Postoje dva tipa PHB, a to su:
 PHB s ubrzanim prosljeđivanjem (EF, Expedited Forwarding) i
 PHB sa sigurnim prosljeđivanjem (AF, Assured Forwarding).
PHB s ubrzanim prosljeđivanjem određenoj klasi usluge garantira visoki protok
neovisno o drugim klasama usluga.
PHB sa sigurnim prosljeđivanjem dijeli promet u četiri AF klase (slika 13) gdje se
svakoj klasi dodjeljuje određeni kapacitet (linka, međuspremnika). Nakon dodjeljivanja klase
svakom paketu, određuje se „prioritet“ odbacivanja, odnosno koji se paketi u slučaju
zagušenja na mreži odbacuju prvi kako bi se oslobodili kapaciteti, [27].
Slika 13. Čvor s DiffServ mehanizmom kvalitete usluge, [28]
5.2.3. Više-protokolarno prospajanje labela
Više-protokolarno prospajanje labela tehnologija je koja služi za određivanje ruta
(upravljanje resursa) prometnih tokova kroz višeuslužnu mrežu. Za uspješno funkcioniranje
MPLS tehnologije mreža mora imati sljedeće mogućnosti:
 programiranje rute na izvoru uzimajući u obzir mrežna ograničenja (npr.
propusnost),
 pružati informacije o topologiji mreže i osobini svakog linka nakon što je ruta
isprogramirana,

39
 rezervirati mrežne resurse i modificirati osobine svakog linka.
Za prospajanje paketa kroz mrežu MPLS koristi kratke oznake (labele) za svaki paket,
čvorišta prepoznaju labelu te rutiraju pakete kroz mrežu od izvorišta do odredišta (za razliku
od DiffServ koji prosljeđivanje temelji na PHB-u). Programirana ruta naziva se LSP (Label-
Switched Path). LSP kontrolira prometni tok i ubrzava prosljeđivanje paketa. MPLS
tehnologija koristi sljedeće komponente: MPLS LSP za prosljeđivanje paketa, IGP (Interior
Gateway Protocol) za pružanje informacija o mrežnoj topologiji i stanju na linkovima, CSPF
(Constrained Shortest Path First) za programiranje i odabir rute i RSVP ekstenzije za
uspostavu stanja prosljeđivanja na čvorovima kroz cijelu rutu te za rezervaciju resursa, [29].
5.3. Kvaliteta usluge
Kvaliteta usluge može se promatrati s dva različita stajališta. Primarno, kvaliteta
usluge iz korisničke perspektive je subjektivan doživljaj svakog korisnika te njegov sud o
dobivenoj usluzi. Drugi pogled na kvalitetu usluge je iz perspektive davatelja usluge odnosno
mrežnog operatora. Kvaliteta usluge iz perspektive mrežnog operatora temelji se na
mjerljivim mrežnim parametrima poput kašnjenja, kolebanja kašnjenja, zahtijevani prijenosni
pojas, gubitak paketa i slično. Dakle, QoS parametri mogu biti dobiveni iz subjektivnih i
objektivnih metoda mjerenja. Objektivni QoS parametri dobiveni su mjerenjem fizičkih
osobina mreže te služe kao interni indikator kvalitete usluge, odnosno za njihovu
karakterizaciju i unaprjeđenje. Subjektivni QoS parametri dobivaju se tako da se skupe
ocijene više korisnika (MOS, Mean Opinion Score) za određeni tip usluge. Korisnici
dodjeljuju ocjenu od 1 do 5 gdje 1 označava loš, a 5 odličan. Takvi subjektivni parametri
služe kao vanjski indikator tj. za upravljanje korisničkim odnosima. Postoji nekoliko uvjeta
kako bi se parametar mogao učinkoviti koristiti kao referenca za upravljanje kvalitetom
usluge, a to su:
 postojanje jasnih granica odnosno QoS mjera,
 jednostavnost uporabe,
 dokazane preciznosti mjerenja prilikom dodjeljivanja ocjena od strane
korisnika,
 prihvaćen kao standard, [27].

6. Zaključak
40
6. ZAKLJUČAK
Višeuslužne mreže pružaju više od jedne vrste teleusluge putem jedinstvene prijenosne
infrastrukture neovisno o prijenosnom mediju. Kako bi se što bolje iskoristili mrežni
kapaciteti te što više smanjila cijena mreže potrebno je modelirati i predviđati promet, što s
obzirom na heterogenost današnjih višeuslužnih mreža, pristupnih mreža i usluga je vrlo
zahtjevan zadatak. Moderne višeuslužne mreže temeljene su na Internet protokolu te na
protokolarnom složaju TCP/IP modela. Kako bi se uspješno dizajnirali mrežni kapaciteti i
osigurala kvaliteta usluge vrlo je važno poznavati ponašanje aplikacija. Postoje tri osnovne
vrste aplikacija: podatkovne, govorne i video aplikacije. Svaka od ovih vrsti aplikacija ima
različite zahtjeve za mrežnim kapacitetima tj. mrežnim performansama koje se očituju u
mjerama poput kašnjenja, kolebanja kašnjenja, zahtijevanom prijenosnom pojasu i gubitku
paketa. Zasigurno najzahtjevnija aplikacija je aplikacija koja pruža uslugu stvarno-
vremenskog strujanja videa, zato što zahtjeva najveći prijenosni pojas (ovisi o kompresiji koju
video koristi) za prijenos u visokoj kvaliteti, vrlo je neotporna na kašnjenje te generira VBR
promet. VBR promet najteže je predvidjeti zato što se primjerice prilikom prijenosa videa
šalju samo oni dijelovi slike koji se mijenjaju, što na svakoj sljedećoj sceni može biti vrlo
različito.
Prilikom modeliranja prometa u mreži najvažnije je kvalitetno i precizno opisati
promatrani sustav, njegova stanja i promjene. Za opisivanje sustava koriste se dijagrami stanja
i prijelaza. Tek nakon što se dijagram stanja i prijelaza definira kreće se u rješavanje modela.
U višeuslužnim mrežama koriste se modeli sustava posluživanja s čekanjem, zato što čvorovi
u mreži posjeduju međuspremnike u kojima paketi čekaju na posluživanje. Neophodno je
odabrati ispravan model opisivanja ponašanja prometnog toka za svaki promatrani slučaj.
Neki od razloga modeliranja prometa su planiranje telekomunikacijskih mreža i
usluga, upravljanje resursima i pružanje korisnicima određene razine kvalitete usluge.
Planiranje prometa provodi se kako bi se osigurali zahtijevani mrežni kapaciteti, provodi se u
tri vremenska razdoblja ovisno o trenutnim potrebama, korisničkim zahtjevima i slično. Tako
se primjerice dugoročno planiraju mrežni aspekti koji imaju dugi vijek trajanja te zahtijevaju
velike financijske investicije, dok se kratkoročno planiraju primjerice rute na mreži temeljene
na prometnim zahtjevima samo s mrežnim kapacitetima koje trenutno posjeduje. Prilikom
upravljanja resursa koriste se QoS mehanizmi IntServ i DiffServ te MPLS tehnologija. Svaki

6. Zaključak
41
od mehanizama posjeduje svoje određene prednosti i nedostatke koji mrežnim planerima daju
dodatne mogućnosti za rješavanje određenih problema. Sve ove mjere, odnosno modeliranje i
predviđanje prometa provodi se kako bi se korisnicima pružila što veća kvaliteta usluge te
kako bi se troškovi telekomunikacijske mreže sveli na minimum.

Popis kratica
42
POPIS KRATICA:
AF – (Assured Forwarding) sigurno posluživanje
ATM – (Asynchronous Transfer Mode) asinkroni transferni mod
CBR – (Constant Bit Rate) konstantna brzina prijenosa
CODEC – (COder-DECoder) koder-dekoder
CSPF – (Constrained Shortest Path First) ekstenzija algoritma za odabir najkraćeg puta
DiffServ – (Differential Service) mehanizam diferencijacije usluga
DSL – (Digital Subscriber Line) digitalna pretplatnička linija
EF – (Expedited Forwarding) ubrzano posluživanje
FCFS – (First Come-First Served) disciplina posluživanja prvi došao-prvi poslužen
FR – (Frame Relay) komutacija okvira
FTP – (File Transfer Protocol) protokol za transfer podataka
HTML – (HyperText Markup Language) prezentacijski jezik za izradu web stranica
HTTP – (HyperText Transfer Protocol) protok za prijenos tekstualnih podataka
ICMP – (Internet Control Message Protocol) Internet kontrolni protokol
IETF – (Internet Engineering Task Force) organizacija za standardizaciju Internet standarda
IGMP – (Internet Group Management Protocol) Internet protokol mrežnog usmjeravanja
IGP – (Interior Gateway Protocol) protokol za pružanje informacija o mreži
IHL – (Internet Header Length) duljina zaglavlja Internet protokola
IntServ – (Integrated Service) mehanizam integriranih usluga
IP – (Internet Protocol) Internet protokol
IPv4 – (Internet Protocol version 4) Internet protokol verzije 4
IPv6 – (Internet Protocol version 6) Internet protokol verzije 6
ISDN – (Integrated Services for Digital Network) mreža digitalnih integriranih usluga
ISO – (International Organization for Standardization) internacionalna organizacija za
standardizaciju
ITU-T – (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization
sector) internacionalna organizacija za telekomunikacije, sektor za standardizaciju
LAN – (Local Area Network) lokalna mreža
LCFS – (Last Come-First Served) disciplina posluživanja posljednji stigao-prvi poslužen
LSP – (Label-Switched Path) ruta prespajana oznakama (labelama)
LTP – (Long-Term Planning) dugoročno planiranje
MOS – (Mean Opinion Score) srednja ocjena korisničkih doživljaja

Popis kratica
43
MPLS – (Multiprotocol Label Switching) više-protokolarno prospajanje labela
MTP – (Medium-Term Planning) srednjoročno planiranje
NNTP – (Network News Transfer Protocol) protokol za grupne diskusije
OSI RM – (Open Systems Interconnection/Reference Model) referentni model za povezivanje
otvorenih sustava
PCM – (Pulse-Code Modulation) pulsno-kodna modulacija
PDU – (Protocol Data Unit) podaci protokola određenog sloja referentnog modela
PHP – (per-hop behavior) metoda prosljeđivanja u ruterima, „po skoku“
POP3 – (Post Office Protocol version 3) protokol za razmjenu elektroničke pošte
PSTN – (Public Switched Telephone Network) klasična telefonska mreža
RR – (Round Robin) disciplina posluživanja korisnika „kružno“
RSVP – (Resource reSerVation Protocol) signalizacijski protokol za rezervaciju resursa
RTCP – (Real-time Transport Control Protocol) protokol za prijenos u stvarnom vremenu s
kontrolom kvalitete usluge
RTP – (Real-time Transport Protocol) protokol za prijenos u stvarnom vremenu
RTT – (Round Trip Time) kružno vrijeme kašnjenja
SDH – (Synchronous Digital Hierarchy) sinkrona digitalna hijerarhija
SIP – (Session Initiation Protocol) protokol za pokretanje sesije
SLA – (Service Level Agreement) ugovor o garantiranoj razini usluge
SMTP – (Simple Mail Transfer Protocol) protokol za prijenos elektroničke pošte
SONET – (Synchronous Optical Network) sinkrona optička mreža
STP – (Short-Term Planning) kratkoročno planiranje
TCP – (Transmission Control Protocol) protokol transportnog sloja
TELNET – (TELephone NETwork) protokol za korištenje resursa udaljenog poslužitelja
TOS – (Type Of Service) vrsta usluge
TTL – (Time To Live) vrijeme „života“ datagrama
UDP – (User Datagram Protocol) protokol transportnog sloja
VBR – (Variable Bit Rate) varijabilna brzina prijenosa
VNET – (Virtual NETwork) virtualna mreža
VoD – (Video on Demand) video na zahtjev
VoIP – (Voice over Internet Protocol) telefonija preko Internet protokola
VPN – (Virtual Private Network) virtualna privatna mreža
QoS – (Quality of Service) kvaliteta usluge
WWW – (World Wide Web) usluga pretraživanja korisničkih informacija

Literatura
44
LITERATURA:
1. Bošnjak, I.: Tehnologija telekomunikacijskog prometa II, Fakultet prometnih znanosti,
Zagreb, 2000.
2. http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=426645 (lipanj 2014.)
3. Jain, A.K., „Intelligent Multiservice Networks“, Lucent Technologies Inc. '02, Bell
Labs Technical Journal 7(1), 2002, pp. 81–97
4. http://www.clock.org/~fair/opinion/atm-is-bad.html (lipanj 2014.)
5. http://sistemac.carnet.hr/node/352 (lipanj 2014.)
6. Bošnjak I.: Telekomunikacijski promet II, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2001.
7. http://www.open.edu/openlearn/science-maths-technology/computing-and-
ict/systems-computer/protocols-multi-service-networks/content-section-2.3 (srpanj
2014.)
8. Bažant, A., G. Gledec, Ž. Ilić, G. Ježić, M. Kos, M. Kunštić, I. Lovrek, M.
Matijašević, B. Mikac, V. Sinković: Osnovne arhitekture mreža, Element, Zagreb,
2009.
9. http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt (srpanj 2014.)
10. http://www.konnetic.com/Documents/KonneticSIPIntroduction (srpanj 2014.)
11. http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt (srpanj 2014.)
12. Kartvelishvili, M., O. Kartvelishvili: „QoS and Packet Queueing Strategies in
Multiservice Heterogenous TCP/IP Networks“, Publishing House '09, Technical
University, Tibilisi, 2009.
13. http://www.electronicshub.org/wp-content/uploads/2013/10/Pulse-Code-
Modulation.jpg (kolovoz 2014.)
14. Trad, A., H. Afifi: „Capacity Evaluation of VoIP in IEEE 802.11e WLAN
Environment“, Inria '06, Francuska, 2006.
15. http://novastars.com/video-on-demand/index.html#7.4 (kolovoz 2014.)
16. Yu, H., D. Zheng, B.Y. Zhao, W. Zheng: „Understanding User Behavior in Large-
Scale Video-on-Demand Systems“, EuroSys '06, Leuven, Belgija, 2006.
17. Xu, Y.,C. Yu, J. Li, Y. Liu: „Video Telephony for End-Consumers: Measurement
Study of Google+, IChat, and Skype“, Networking '14, IEEE, 2014, pp. 826 - 839
18. Stockhammer, T., H. Jenkac, G. Kuhn: „Streaming Video Over Variable Bit-Rate
Wireless Channels“, IEEE transactions on multimedia, Vol. 6, no. 2, 2004.

Literatura
45
19. http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse567-06/ftp/traffic_models3/index.html (kolovoz
2014.)
20. https://team.inria.fr/rap/files/2013/12/BBDOR01.pdf (kolovoz 2014.)
21. http://arxiv.org/pdf/1307.2968.pdf (kolovoz 2014.)
22. TELETRAFFIC ENGINEERING Handbook, ITU-D, Study Group 2, Geneva, 2005.
23. Bošnjak, I., Š. Mrvelj: Primjeri i zadaci iz telekomunikacijskog prometa, Fakultet
prometnih znanosti, Zagreb, 2000.
24. Telecom Network Planning for evolving Network Architectures, Reference Manual,
ITU, 2007.
25. http://www.ietf.org/proceedings/50/I-D/tewg-qos-routing-01.txt (kolovoz 2014.)
26. http://jpkc.ncwu.edu.cn/jsjwl/net/ross/book/emerge/intserv.htm (kolovoz 2014.)
27. http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg243376.pdf (kolovoz 2014.)
28. http://web.stanford.edu/class/ee368c/Projects/project06/figures/GIF/DiffServNode.gif
(kolovoz 2014.)
29. http://www.juniper.net/techpubs/software/junos-security/junos-security10.2/junos-
security-swconfig-mpls/topic-47243.html (kolovoz 2014.)

Završni_rad-Ivan_Kontek_0135208175

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Završni_rad-Ivan_Kontek_0135208175

Similar to Završni_rad-Ivan_Kontek_0135208175 (20)

Završni_rad-Ivan_Kontek_0135208175