‫موضوع‪:‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي‬
‫دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫استاد پروژه‪ :‬دکتر علي موقر‬
‫استاد مشاور‪ :‬دکتر رسول جليلي‬
‫دانشکده مهندس ي کامپيوتر‪ ،‬دانشگاه صنعتي شريف‬
‫‪1‬‬
‫دانشجو‪:‬‬
‫رضا متيننژاد‬
‫ساختار ارائه‬
‫‪ ‬شبکهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪ ‬بررس ي مقاالت مرتبط‬
‫‪ ‬کارهاي انجام شده تاکنون‬
‫‪ ‬زمانبندي کارهاي آتي‬
‫‪ ‬مراجع‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫شبکهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪ ‬مجموعه سرويسهاي پيامرساني فوري‪ EMS ،SMS :‬و ‪.MMS‬‬
‫‪ ‬معماری شبکهي سرويس ‪:MMS‬‬
‫‪ ‬تفاوتهای ‪ SMS‬و ‪: MMS‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ساختار ارائه‬
‫‪ ‬شبکهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪ ‬بررس ي مقاالت مرتبط‬
‫‪ ‬کارهاي انجام شده تاکنون‬
‫‪ ‬زمانبندي کارهاي آتي‬
‫‪ ‬مراجع‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫بررس ي مقاالت مرتبط‬
‫‪ ‬در مجموع سه رويکرد کلي در ميان مقاالت علمي معتبري که به ارزيابي و بهبود کارآيي‬
‫سرويسهاي ‪ SMS‬و‪ MMS‬ميپردازند‪ ،‬به چشم ميخورد‪:‬‬
‫‪ ‬ارزيابي‪ ،‬تحليل و بهينه سازي کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪MMS‬‬
‫‪ ‬بهبود کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪ MMS‬با ارائهي يک تکنيک جديد و‬
‫ارزيابي آن‬
‫‪ ‬تحليل اطالعات جمع آوري شده از ترافيک پيامهاي سرويسهاي ‪ SMS‬و‬
‫‪MMS‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ارزيابي‪ ،‬تحليل و بهينه سازي کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪MMS‬‬
‫‪ ‬از مهمترين فاكتورهاي كارآيي‪ :‬اندازهي بافر در ندهاي سرور ‪MMS‬‬
‫‪ ‬بافر کوچک‪ :‬افزايش احتمال گمشدن پيامها به علت سرريز بافر‬
‫‪ ‬بافر بزرگ‪ :‬افزايش احتمال انقضاي زماني پيامها به علت تأخير زياد‬
‫‪M. Ghaderi‬‬
‫‪University‬‬
‫‪Of Waterloo‬‬
‫‪MMS:‬‬
‫‪System‬‬
‫‪Description‬‬
‫‪And‬‬
‫‪Performance‬‬
‫‪Analysis‬‬
‫‪ ‬ارائهي مدلي ساده از سرور ‪MMS‬‬
‫‪ ‬تحليل مدل به وسيلهي زنجيرهي مارکوف زير‬
‫و به کمک تکنيکهاي مدل صف با مشتريان‬
‫کمصبر‬
‫‪ ‬محاسبهي مقدار بهينهي طول بافر به کمک يک الگوريتم چرخش ي‪:‬‬
‫‪ ‬افزايش طول بافر تا رسيدن به حداقل احتمال از دست ندادن بستهها‬
‫‪ ‬بررس ي کارآيي سيستم از منظر انتها به انتها‪ :‬قابل کاهش به کارآيي سرور مقصد‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ارزيابي‪ ،‬تحليل و بهينه سازي کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪( MMS‬ادامه)‬
‫‪ ‬خروج پيام از صف در صورتي كه در فاصلهي انتظار پيام در صف‪،‬‬
‫دريافتكنندهي پيام به محدودهي سرور ديگري وارد شود‪.‬‬
‫‪ ‬ارائهي مدل کاملتري از سرور ‪ MMS‬با توجه به عملکرد باال‪.‬‬
‫‪Y.R.Huang‬‬
‫‪University‬‬
‫‪Of Taiwan‬‬
‫‪Optimal‬‬
‫‪buffer Size‬‬
‫‪for Message‬‬
‫‪Transfer in a‬‬
‫‪GPRS/UMTS‬‬
‫‪network‬‬
‫‪ ‬متوسط زمان حضور مشترک در اين‬
‫محدوده يا به عبارتي نرخ ارسال به‬
‫جلوي پيامها‬
‫‪ ‬تحليل سيستم به کمک مدل زنجيرهي‬
‫مارکوف روبرو‪.‬‬
‫‪ ‬محاسبهي مقدار بهينهي طول بافر به روش مشابه‪.‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ارزيابي‪ ،‬تحليل و بهينه سازي کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪( MMS‬ادامه)‬
‫‪ ‬ارائهي مدلي از سيستم بدون هيچ فرض ي در مورد نمايي بودن پارامترها يا پواسن بودن‬
‫فرآيندها‪ .‬فرآيندها وابسته به زمان و طول بافر سيستم‪.‬‬
‫‪M.Markou‬‬
‫‪University‬‬
‫‪Of Cyprus‬‬
‫‪Dynamic‬‬
‫‪optimization‬‬
‫‪of buffer size‬‬
‫‪in GPRS/UMTS‬‬
‫‪networks‬‬
‫‪ ‬تعريف تابع وزن ‪J:T‬‬
‫) ‪J T  QT ( )  RC.LT (‬‬
‫‪QT ( ) ‬‬
‫بار کاري سيستم (معادل تأخير بستهها طبق قانون ‪)Little‬‬
‫‪T ( ) ‬مي‪L‬زان گمشدن بستهها (به علت سرريز بافر و يا انقضاي زماني بستهها)‬
‫‪RC ‬هزينهي از دست دادن يک بسته در سيستم‬
‫‪ ‬با داشتن ‪J T‬به راحتي ميتوان مقدار بهينهي طول بافر را به صورت ايستا تعيين کرد‪،‬‬
‫ولي هدف تعيين آستانهي طول بافر به صورت پويا است‪.‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ارزيابي‪ ،‬تحليل و بهينه سازي کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪( MMS‬ادامه)‬
‫حساسيت‬
‫‪ ‬تعيين‬
‫‪JT‬‬
‫‪C.G.Panayiotou‬‬
‫‪University‬‬
‫‪Of Cyprus‬‬
‫‪Dynamic‬‬
‫‪optimization‬‬
‫‪of buffer size‬‬
‫‪In Wireless‬‬
‫‪networks‬‬
‫نسبت به تغييرات مقدار‪: ‬‬
‫‪J T‬‬
‫‪‬‬
‫‪،‬آستانهي‬
‫‪ ‬محاسبهي مقادير متوالي ‪‬‬
‫طول بافر‪ ،‬به کمک الگوريتم تقريبي‬
‫روبرو‪ :‬کاهش ‪‬در صورت مثبت بودن‬
‫بالعکس‪.‬‬
‫و‬
‫مقدار‬
‫‪J T / ‬‬
‫‪ ‬تأثير غير مستقيم انقضاي زماني پيامها در مدل به عنوان ضعف روش قبلي‪.‬‬
‫‪ ‬تعريف جديدي از تابع وزن‬
‫‪J T:‬‬
‫) ‪J T  QT ( )  RC.RT ( )  EC.LT (‬‬
‫‪RT ( ) ‬‬
‫بستههاي ازدسترفته به علت سرريز بافر‬
‫‪LT ( ) ‬‬
‫بستههاي ازدسترفته به علت انقضاي زماني پيامها‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫بهبود کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪ MMS‬با يک تکنيک جديد‬
‫‪ ‬تخصيص بافري به طول ‪ N‬به پيامهايي كه از سرورهاي مجاور ارسال‬
‫بهجلو شدهاند‪ :‬روش ‪-N‬پيام بيشبار‬
‫‪ ‬تحليل سيستم به کمک مدل زنجيرهي مارکوف شکل زير‪:‬‬
‫‪Y.R.Huang‬‬
‫‪University‬‬
‫‪Of Taiwan‬‬
‫‪Overload‬‬
‫‪Control‬‬
‫‪In‬‬
‫‪GPRS/UMTS‬‬
‫‪Networks‬‬
‫‪ ‬پيامهاي جديد نميتوانند‬
‫سيستم را به حالتهاي ‪ B+1‬تا‬
‫‪ N+B‬ببرند‪.‬‬
‫‪ ‬محاسبهي احتمال ارسال بهجلوي پيام و نرخ ترافيک پيامهاي ارسال به جلوشده مطابق‬
‫فرمولهاي زير‪:‬‬
‫} ‪Pr ob{ forward / Si}  prob{w   andw  Ti | si‬‬
‫‪prob{ forward | si } pi‬‬
‫‪B  N 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪i 1‬‬
‫‪f‬‬
‫‪prob{ forward | si } ‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪N 1‬‬
‫‪i 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪n‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪f‬‬
‫بهبود کارآيي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪ MMS‬با يک تکنيک جديد (ادامه)‬
‫‪ ‬ارائهي يک روش دسترس ي چندگانه به کانال سيگنالينگ منطبق با بار ترافيکي همراه با‬
‫اجتناب از ازدحام ‪ LAMA/CA‬براي ارسال کارآمد پيامها‬
‫‪Z.Naor‬‬
‫‪University‬‬
‫‪ ‬کاربراني که قصد ارسال پيام دارند‪ ،‬با احتمالي وابسته به ترافيک کانال‪ ،‬براي دسترس ي‬
‫به کانال تالش ميکنند‪ .‬هرگاه بار ترافيکي کانال از يک مقدار آستانه از قبل مشخص شده‬
‫بيشترشود‪ ،‬مقدار احتمال دسترس ي به کانال کاهش مييابد و برعکس‪.‬‬
‫‪Of Hayfa‬‬
‫‪An Efficient‬‬
‫‪Messages‬‬
‫‪Transmission‬‬
‫‪In‬‬
‫‪Cellular‬‬
‫‪Networks‬‬
‫‪ ‬تعداد تالشهاي ارسال پيام در يک تکهي زماني توزيع پواسن با ميانگين ‪:m‬‬
‫‪Pk 2  1  e  m  me  m‬‬
‫‪P1  me  m‬‬
‫‪ ‬تعيين مقدار بهينهي ‪ m‬برابر با ‪ 1‬و به طور معادل‬
‫‪ ‬متوسط تعداد بستههاي ارسالي در يک تکه زماني‬
‫‪Paccess  Paccess / 2‬‬
‫‪: 2‬‬
‫} ‪Paccess  max{1,2 paccess‬‬
‫‪: 0.5‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪P0  e  m‬‬
‫‪Paccess .1/ n‬‬
‫‪mk e m‬‬
‫‪Pk ‬‬
‫!‪k‬‬
‫تحليل اطالعات جمع آوري شده از ترافيک پيامهاي سرويسهاي ‪ SMS‬و ‪MMS‬‬
‫‪ ‬عليرغم افزايش بسيار زياد کاربرد ‪ SMS‬و ‪ ،MMS‬اطالعات کمي در مورد ترافيک‬
‫پيامها و رفتار کاربران اين سرويسها جمعآوري شده است‪.‬‬
‫‪ ‬بررس ي آماري موفقيتهاي سرويسهاي پيام رساني فوري و بيان داليل زير‪:‬‬
‫‪V. Samanta‬‬
‫‪University‬‬
‫‪Of UCLA‬‬
‫‪‬گسترهي دستگاههاي قابل استفاده براي تبادل اين پيامها‬
‫‪‬شباهت به سرويسهاي پيامرساني برخط اينترنت‬
‫‪ ‬شباهت به سرويس ايميل با ويژگي ذخيره و ارسال‬
‫‪ ‬بررس ي و تحليل اطالعات جمعآوري شده از ارسال ‪ 59‬ميليون پيام مابين ‪ 10‬ميليون کاربر‬
‫‪A Study of‬‬
‫‪Mobile‬‬
‫‪Messaging‬‬
‫‪Services‬‬
‫‪ ‬تشخيص دنباله ‪SMS‬هاي متوالي در ترافيک پيامها‪ :‬يک جلسه در سرويس‪SMS‬‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ساختار ارائه‬
‫‪ ‬شبکهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪ ‬بررس ي مقاالت مرتبط‬
‫‪ ‬کارهاي انجام شده تاکنون‬
‫‪ ‬زمانبندي کارهاي آتي‬
‫‪ ‬مراجع‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫کارهاي انجام شده تاکنون‬
‫‪ ‬صرفنظر از ترافيک حاصل از ارسال مجدد پيامها‪ ،‬با توجه احتمال ناچيز بروز‬
‫خطا‪ ،‬يکي از فرضيات متداول در مدل صف شبکهها است‪ ،‬که اين شرايط در‬
‫شبکهي سرويسهاي پيامرساني فوري صادق نيست‪.‬‬
‫رضا متين نژاد‬
‫دانشگاه‬
‫‪ ‬مدلي از سرور پيام چندرسانهاي‪:‬‬
‫صنعتي شريف‬
‫مدلي از شبکهي‬
‫پيام رساني فوري‬
‫با ترافيک پيامهاي‬
‫ارسال مجدد شده‬
‫‪ ‬مرتبهي پيام = تعداد تالشهاي قبلي براي ارسال پيام‬
‫‪ ‬ترافيک پيامهاي مرتبهي صفر‪ :‬توزيع پواسن با نرخ‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪n‬‬
‫کارهاي انجام شده تاکنون (ادامه)‬
‫‪ ‬مطابق مدل زير داريم‪ :‬ترافيک پيامهاي مرتبه ‪ :‬توز ‪i‬يع پواسن با نرخ‬
‫ارسال ام‬
‫‪i‬‬
‫‪M/D/‬‬
‫‪ ‬تأخير ثابت = يک صف ‪‬‬
‫‪ ‬در نتيجه ترافيک پيامهاي ارسال مجدد شده‪ :‬توزيع پواسن با نرخ‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫که ‪ ri‬‬
‫احتمال ‪Psi‬‬
‫موفقيت پيام در‬
‫‪ r1  (1  Ps1 ). n‬‬
‫‪‬‬
‫‪ r 2  (1  Ps 2 ). r1‬‬
‫‪‬‬
‫‪.‬‬
‫‪  (1  P ).‬‬
‫‪si‬‬
‫)‪r ( i 1‬‬
‫‪ ri‬‬
‫‪.‬‬
‫‪r‬‬
‫کارهاي انجام شده تاکنون (ادامه)‬
‫‪ ‬تعيين مقدار بهينهي زمان تأخير در ارسال مجدد‪:‬‬
‫‪ ‬زمان تأخير کوتاه‪ :‬احتمال زياد عدم موفقيت دوباره‪.‬‬
‫‪ ‬زمان تأخير طوالني‪ :‬احتمال منقض ي شدن پيام‪.‬‬
‫رضا متين نژاد‬
‫دانشگاه‬
‫صنعتي شريف‬
‫مقدار بهينهي تأخير‬
‫در ارسال مجدد پيامها‬
‫در شبکههاي‬
‫پيام رساني فوري‬
‫‪ ‬تعيين زمان تأخير با توجه به علت عدم موفقيت در ارسال قبلي‬
‫‪ ‬پر بودن حافظه دستگاه مقصد‪ :‬تأخير کمتر‬
‫‪ ‬خاموش بودن دستگاه مقصد‪ :‬تأخير بيشتر‬
‫‪ ‬شبيه سازي و تعيين زمان بهينهي تأخير در سناريوهاي مختلف‬
‫‪P( Ai | ND)  1‬‬
‫‪N‬‬
‫‪‬‬
‫‪i 1‬‬
‫) ‪P( ND | Ai ).P( Ai‬‬
‫‪P( Ai | ND) ‬‬
‫‪,1  i  N‬‬
‫)‪P( ND‬‬
‫‪ ‬استفاده از ترافيک واقعي پيامها به عنوان آزمون مدل‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫ساختار ارائه‬
‫‪ ‬شبکهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫‪ ‬بررس ي مقاالت مرتبط‬
‫‪ ‬کارهاي انجام شده تاکنون‬
‫‪ ‬زمانبندي کارهاي آتي‬
‫‪ ‬مراجع‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫زمانبندي کارهاي آتي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بررس ي بيشتر ترافيک پيامهاي ارسال مجدد شده و احيانا تحليل رياض ي مدل ارائه‬
‫شده (يک ماه)‬
‫ارائهي مدلي از سيستم با مکانيزم تأثير علت عدم موفقيت در تأخير پيام (يک ماه)‬
‫شبيه سازي مدلهاي ارائه شده و تحليل نتايج‪ ،‬تست آزمون به کمک اطالعات حاصل‬
‫از ترافيک واقعي پيامها (يک ماه)‬
‫جمع بندي و تهيهي مقاالت (پانزده الي س ي روز)‬
‫تهيه پايان نامه (يک ماه)‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫مراجع‬
[1] Samanta, V., A Study of Mobile Messaging Services, M.S. Thesis,
University of California, Los Angeles, 2005.
[2] Zerfos, P., Meng, X., Wong, Starsky H. Y., "A Study Of The Short
Message Service Of A Nationwide Cellular Network ", IMC06
October 25–27, 2006, Rio de Janeiro, Brazil.
[3] Haung, Y.R., Lin, Y.B., "A bandwidth-on-deamnd strategy for GPRS",
IEEE Transactions on Wireless Communications , 4(4): 1394-1399,
2005.
[4] Ghaderi, M., Keshav, S., "Multimedia Messaging Service: System
Description And Performance Analysis", In Proceedings of First
International Conference on wireless Internet. IEEE, July 2005.
[5] Haung, Y.R., Ho, J. M., "Overload Control For Short Message
Transfer In GPRS/UMTS Networks", 2005.
[6] Markou, M., Panayiotou, C.G., "Dynamic control and optimization of
buffer size in wireless networks", 2005 .
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
)‫مراجع (ادامه‬
[7] Markou, M., Panayiotou, C.G., "Dynamic control and optimization of buffer
size for short message transfer in GPRS/UMTS networks", IEEE International
Conference on Information and Communication Technologies: From Theory
to Applications, vol. 1, pp. 209–210, Apr 2004.
[8] Naor, Z., "An Efficient Short Messages Transmission In Cellular Networks",
Proceedings of INFOCOM, Hong Kong, March 2004.
[9] Coulombe, s., Grassel G. "Multimedia Adaptation For The Multimedia
Messaging Service", IEEE Commun. Mag., vol. 42, no. 7, pp. 120–126, July
2004.
[10] Dewes, C., Wichmann A. , Feldmann A. "An analysis of internet chat
systems", In Proceedings of the Internet Measurement Conference. ACM
Press, October 2003.
[11] Huang, Y.R., "Determining the optimal buffer size for Short Message Transfer
in a heterogeneous GPRS/UMTS network", IEEE Trans. Vehicular
Technology, 52(1), January 2003.
[12] Lin, Y.B., Yang, S.R.," A Mobility Management Strategy for GPRS", IEEE
Trans. on Wireless Communications, 2(6): 1178-1188, 2003.
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬
‫سواالت‬
‫بررس ي و ارزيابي معماريهاي دروازهي سرويس پيام چندرسانهاي‬