Методи розподілу ресурсів у системі керування трафіком на основі зворотного зв'язку в комп'ютерних мережах із заданою якістю обслуговування

Основний зміст дисертації опублікований у роботах

Демчинский В.В. Управление потоком данных класса АВR в сетях с технологией АТМ / Труды Одесского политехнического университета. Научный и производственно-практический сборник по техническим и естественным наукам. Вып. 4 (16) - Одесса: 2001.

Демчинский В.В. Имитационное моделирование сервиса ABR в сетях АТМ / Наукові праці Донецького Національного технічного університету. Випуск 48. Серія “Обчислювальна техніка та автоматизація” - Д.: ДонНТУ - 2002.- С. 160-166.

Демчинский В.В. Применение технологии качества обслуживания в коммуникационных сетях / Системнi дослiдження та iнформацiйнi технологii. К.-2005. -№2. -С. 76-82.

Демчинский В.В. Справедливое распределение ресурсов в алгоритмах управления трафиком ABR / Вiсник Нацiонального технiчного унiверситету Украiни "КПI". Iнформатика, управлiння та обчислювальна технiка. - К.: ТОВ “ВЕК+” -2005. -Вип. 43. -С. 91-103.

Анотації

Демчінський Володимир Васильович. Методи розподілу ресурсів у системі керування трафіком на основі зворотного зв`язку в комп`ютерних мережах із заданою якістю обслуговування. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальностю 05.13.06 - Інформаційні технології. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2008.

Автором розроблено ітераційний метод рівномірного розподілу ресурсів та на його основі реалізовано алгоритм явної індикації швидкості, який керує чергою окремо для кожного віртуального з'єднання. Це дозволило вирішити задачу рівномірного розподілу буферного простору між віртуальними з'єднаннями.

Вперше запропоновано метод розподілу смуги каналів на основі N-ядра. Запропоновано спосіб прискорення збіжності алгоритмів явної індикації швидкості, який шляхом локалізації точки обмеження швидкості дозволяє поліпшувати характеристики перехідних процесів та знижує коливання швидкостей потоків при зміні стану мережі.

Запропоновано нову реалізацію ідеї адаптивного відкидання комірок та наводиться розрахунок параметрів адаптивних кривих. Для порівняння розроблених алгоритмів з еталонним проведено імітаційне моделювання мережі ATM при різних сценаріях роботи мережі.

Ключові слова: мережа АТМ, система керування трафіком, якість обслуговування, явна індикація швидкості ABR, імітаційне моделювання мережі.

Demchinskyy Volodymyr. Resource allocation methods in traffic control system using feedback for computer networks with Quality-of-Service. Manuscript.

Thesis in search for Ph.D. degree on speciality 05.13.06. - Іnformation technologies. - National Тechnical University of Ukraine “Kyiv Politechnical Institute”, Kyiv, 2008.

The author develops the iterative scheme of fair resource allocation and on its basis the algorithm of explicit rate indication, controls queues for each virtual connection separately that has allowed to solve a problem of fair buffer space allocation between virtual connections.

The N-kernel based algorithm of bandwidth allocation is obtained. The way of explicit rate indication algorithms convergence acceleration which due to localization of bottleneck allows to improve transient characteristics is offered. It reduces streams rate fluctuations at change of a network conditions.

New realization of adaptive cell discard idea is offered and adaptive curves parameters calculation is resulted. АТМ network simulation modeling at various methods of ABR traffic management is realized.

Keywords: АТМ network, traffic control, quality of service, ABR explicit rate indication, network simulation model.

Демчинский Владимир Васильевич. Методы распределения ресурсов в системе управления трафиком на основе обратной связи в компьютерных сетях с заданным качеством обслуживания . Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - Информационные технологии. - Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2008.

Работа посвящена повышению эффективности системы управления трафиком сетей АТМ за счет разработки методов и алгоритмов управления. В работе рассматриваются проблемы управления трафиком, способы и механизмы обеспечения требуемого качества обслуживания, механизмы управления трафиком ABR. Проводится анализ существующих алгоритмов явной индикации скорости трафика ABR и равномерного распределения ресурсов и предлагаются способы повышения эффективности обмена данными.

Автором работы впервые разработан метод распределения пропускной способности каналов связи на основе N-ядра, который, объединяя концепции барьерной индикации и рационального выбора интервала пересчета на основе статистики функционирования системы передачи данных за период, позволяет получать более равномерные значения скоростей потоков, повышая тем самым качество обслуживания в сети. Использование принципа распределения ресурса из N-ядра, представляющего альтернативу максиминному критерию распределения, позволяет получать меньший разброс долей участников независимо от колебаний требований.

Моделирование алгоритма, реализующего метод распределения из N-ядра, показало его способность получать распределение согласно заданному критерию и в соответствии с другими предъявляемыми требованиями.

Предложен оригинальный метод итерационного равномерного распределения ресурсов на основе интеграции концепций управления очередью и асинхронной индикации скоростей потоков, позволяющий динамически перераспределять доступный ресурс сети при меняющихся потребностях потоков и их количестве, достигая при этом линейных показателей сложности.

В методе предлагается функция управления очередью, позволяющая учесть не только общую длину очереди, но и очередей виртуальных соединений и снизить колебания индивидуальных очередей, что приводит к уменьшению дисперсии времени задержки.

Впервые разработан способ явной индикации скорости, улучшающий регулирование скоростей потоков, отличающийся от известных двукратным распределением ресурсов. Данный способ за счет локализации точки ограничения скорости позволяет снижать колебания скоростей, тем самым ускоряя сходимость алгоритмов явной индикации скорости.

Усовершенствован метод адаптивного сброса за счет применения предложенного семейства адаптивных кривых. Такой механизм адаптивного сброса показывает эффективность и позволяет снизить потери и обеспечивает равномерность потерь между соединениями.

В результате исследования разработаны алгоритмы, имеющие лучшие характеристики, нежели существующие, и позволяющие производить распределение ресурсов в соответствии с заданным критерием и удовлетворяющие исходным требованиям.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе предложенных в работе алгоритмов повышается эффективность управления сетью и улучшаются показатели качества обслуживания. Результаты работы повышают эффективность системы управления трафиком за счет управления очередью с учетом состояния очереди каждого соединения, соблюдения справедливости при распределении ПС в терминах N-ядра, эффективного механизма сброса, обладающего свойством справедливости.

Преимуществом данной работы есть разработка имитационной системы, детально (с точностью до поведения ячеек) учитывающей особенности технологии АТМ и характеристики трафика и позволяющей максимально достоверно сравнивать характеристики разработанных методов распределения ресурсов и управления трафиком с эталонными. В качестве эталонного алгоритма явной индикации скорости, в работе рассматривается алгоритм ERICA (принятый АТМ-форумом) реализующий распределение ПС, измерение доступной ПС и управление очередью. Разработанный оригинальный алгоритм, построенный на итерационном распределении ПС, измерении интенсивности приоритетного трафика, управлении виртуальными очередями позволяет выполнить предъявляемые требования, обладает лучшей производительностью по сравнению с ERICA и позволяет быстрее разгружать классовую очередь при перегрузке. Для повышения устойчивости к колебаниям интенсивностей ABR и доступной ПС предлагается значение планируемой очереди также поставить в соответствие с доступной ПС.

В работе предложены подходы к проектированию механизмов управления трафиком в сетях с виртуальными соединениями, позволяющие учитывать требования к параметрам качества обслуживания различных типов трафика и новые методы управления трафиком, повышающие эффективность механизмов управления очередью и ускоряющие сходимость существующих алгоритмов явной индикации скорости.

Ключевые слова: сеть АТМ, система управления трафиком, качество обслуживания, явная индикация скорости ABR, имитационное моделирование сети.

Размещено на Allbest.ru