La validación de los resultados es tan importante como los resultados mismos, ya que de la calidad de éstos depende la coherencia y robustez de las conclusiones obtenidas. Por una parte se seleccionan los parámetros de eficiencia de red a evaluar, a los que se ha llamado parámetros primarios. A partir de los parámetros primarios se
derivan por comparación y relación parámetros secundarios, que permiten la
evaluación específica de características multicast frente a unicast.
6.2.1. Métricas evaluadas
Como parámetros primarios de evaluación se tienen los obtenidos
directamente de la recolección de medidas en las redes simuladas. Estos son
parámetros de eficiencia de red, concretamente se han recogido valores de tasa
tiempo de vinculación. Todos los parámetros primarios se han recopilado en forma de vectores que los relacionan con el tiempo de simulación y con el número de miembros en el sistema. Las medidas se recolectan en múltiples puntos concretos de muestreo en los escenarios así como en el elemento centralizador de medidas y estadísticas,
GlobalStatsManager, el cual ha sido implementado para esta función específica.
Los parámetros de evaluación secundarios se derivan a partir de relaciones
entre los primarios. Se han obtenido de la bibliografía existente de trabajos para la
valoración de protocolos y sistemas de distribución multicast. Se describen a
continuación ambos tipos de parámetros.
6.2.1.1. Parámetros de evaluación primarios
Para seleccionar las métricas a evaluar se ha estudiado la referencia [54]. Se trata un documento de la asociación internacional Video Services Forum23, la cual está compuesta por usuarios y fabricantes dedicados a la interoperabilidad, métricas de calidad y enseñanza relacionadas con tecnologías de red para difusión de video. En el citado documento se realiza una selección y análisis de las métricas que permiten caracterizar con más exactitud redes IP para realización de streaming de video. Se han elegido algunas de ellas para su medida en las simulaciones:
Tasa binaria del flujo de paquetes
o Definición: es la medida de la tasa binaria del flujo de datos asociado a
un grupo representativo de paquetes en la red.
o Unidades: número de bits por segundo (bps).
o Cómo medir: se identifican los paquetes con una dirección o un campo
de cabecera específico, se suma el tamaño en bits de todos los paquetes observados en un intervalo de tiempo y se divide la suma por el tiempo en segundos de dicho intervalo.
o Puntos de medida: al ser un parámetro de tráfico y no necesitar una referencia, se puede medir en cualquier punto de la red donde exista tráfico asociado al grupo de medida.
Retardo extremo a extremo
o Definición: es la latencia media calculada sobre un periodo de tiempo que presenta el camino de ida entre dos puntos de medida.
o Unidades: milisegundos (ms).
o Cómo medir: se transmiten paquetes con marcas de tiempo sincronizadas y en el extremo receptor se compara dicho valor con el tiempo instantáneo, obteniendo la diferencia.
o Puntos de medida: entre cualquier par de puntos clave de la red.
Jitter acumulado
o Definición: es la suma de todas las variaciones positivas y negativas del retardo sobre un intervalo de tiempo.
o Unidades: milisegundos (ms).
o Cómo medir: a partir de la suma de la variación del retardo en un intervalo de tiempo, normalmente de un segundo.
o Puntos de medida: en interfaces de red donde se deseen detectar
congestiones transitorias. Un incremento de su valor refleja el
crecimiento de colas en los routers, evento precursor de una posible pérdida de paquetes.
Tiempo de vinculación (setup time)
o Definición: tiempo de latencia entre en envío de un IGMP Join por parte de un miembro y la recepción del primer paquete multicast por dicho
miembro.
o Unidades: milisegundos (ms).
o Cómo medir: diferencia entre el instante de tiempo de transmisión del primer bit del IGMP Join y el instante de llegada del primer bit del primer paquete multicast para el grupo suscrito, ambos medidos en el
miembro multicast.
o Puntos de medida: los miembros multicast.
6.2.1.2. Parámetros de evaluación secundarios
Estos parámetros son derivados de los primarios y obtenidos a partir de
definiciones que los relacionan. Se han seleccionado parámetros específicos para
evaluar características de eficiencia del modo de distribución multicast frente al
unicast en los distintos escenarios. En la búsqueda bibliográfica realizada se han encontrado los trabajos [55] y [56] que definen algunos parámetros de interés.
Los parámetros secundarios que se definen y detallan a continuación son los siguientes:
• Eficiencia en tasa binaria multicast frente a unicast.
• Elasticidad del retardo (stretch).
Eficiencia en tasa binaria multicast frente a unicast
En [55] se define un parámetro de estimación de eficiencia multicast frente a
unicast en términos de recursos de tasa binaria consumida. Se trata de la modificación de uno existente previamente y relaciona el número de enlaces multicast y el número de saltos unicast que realizan los paquetes de un determinado flujo. Se denota dicho parámetro como “δ” y es adimensional. Número de saltos unicast significa saltos realizados por las copias de un mismo paquete (unicast) con similar carga útil y distintos valores de cabeceras. La relación se proporciona en la ecuación (4):
1 m⁄ u m ú u 4
La relación enlaces multicast frente a saltos unicast se puede obtener a partir
de la recolección global de medidas de tasa binaria de streaming en modo de
distribución multicast frente a unicast. Esto es así ya que la relación entre estos dos últimos parámetros es equivalente a definida en (4) como m⁄ u, considerando que el
servicio de video transmite un flujo a tasa binaria constante y los saltos unicast en un enlace son equivalentes en número a la cantidad de replicaciones del flujo de video:
m i⁄ u i i⁄ i i⁄ i ⁄ m⁄ u
Por otro lado en [55] también se da la relación entre el número de miembros multicast y el parámetro de eficiencia δ, de la forma reflejada en la ecuación (5):
1 ε ε ε ú 1 í 5
De (4) y (5) se obtiene una relación entre el número de miembros multicast existente en un grupo dado y la mejora de eficiencia de la distribución del flujo en modo multicast frente a unicast. El parámetro de economías de escala se fija en k=0,7 para estimar eficiencia en topologías que consideran todos los niveles de jerarquía incluido el nivel más bajo (hosts finales). Tras fijar este valor el factor de eficiencia sε
variará para una misma cantidad de miembros multicast N en función de la topología de red concreta (un solo dominio o inter‐dominio). No obstante, este parámetro no se ha analizado ya que está directamente relacionado en la función lineal con (5) con δ.
Elasticidad del retardo (stretch)
Se ha estudiado la tesis referenciada en [56]. En dicho documento se dan
directrices para calcular parámetros de eficiencia específicos de multicast. Entre otros se define el parámetro stretch que en el contexto de dicha tesis se puede traducir por “elasticidad del retardo” y mide la mejora en eficiencia para el parámetro “retardo extremo a extremo” entre el modo de distribución multicast frente al unicast. El parámetro es denotado de aquí en adelante por la letra griega “τ”, tratándose de un parámetro adimensional. Se ajusta su definición para aplicarlo a la medida de multicast de red (en [56] se usa para medidas con multicast overlay) y a los valores medios de retardo globales medidos en los escenarios. En la ecuación (6) queda definido este
parámetro: 1 ⁄ 6
Eficiencia en tiempo de vinculación multicast frente a unicast
Denotando a la eficiencia en tiempo de vinculación con la letra griega “ρ” se realiza su definición en la ecuación (7):
1 s⁄ s s ó s ó 7