Метод та засоби організації динамічної структури мобільної комп'ютерної мережі великої розмірності
Підвищення ефективності процесу маршрутизації за рахунок оптимізації динамічної структури мобільної комп'ютерної мережі великої розмірності. Метод підтримки оптимальної інфраструктури мобільної мережі з точки зору часу маршрутизації службового трафіка.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.08.2015 |
| Размер файла | 43,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти
МЕТОД ТА ЗАСОБИ ОРГАНІЗАЦІЇ ДИНАМІЧНОЇ СТРУКТУРИ МОБІЛЬНОЇ КОМП'ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ ВЕЛИКОЇ РОЗМІРНОСТІ
Давиденко Ірина Миколаївна
Київ - 2008
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Розширення сфери використання комп'ютерних мереж та підвищення їх мобільності пред'являє нові, більш високі, вимоги до якості обслуговування трафіка різного типу, що, в свою чергу, відображається на протоколах маршрутизації.
Під протоколом маршрутизації в мережах передачі даних будемо розуміти формальний набір правил та домовленостей стосовно обміну мережевою інформацією між маршрутизаторами для визначення маршруту передачі даних, який задовольняє заданим параметрам якості обслуговування та забезпечує збалансоване навантаження усієї мобільної комп'ютерної мережі в цілому.
Питанням організації та побудови комп'ютерних мобільних мереж, в тому числі і питанням маршрутизації, присвячені роботи вітчизняних вчених М.Ю.Ільченко, С.Г. Буніна, А.П. Войтера та роботи зарубіжних вчених Д. Девіса, Д. Барбера, У. Прайса, В. Вілінгера, Д. Вільсона, Д. Рахсона та ін.
Для сучасних комп'ютерних мереж великої розмірності характерна багаторівнева маршрутизація, при якій комп'ютерна мережа певним чином розбивається на підмережі (домени маршрутизації), з використанням на рівні підмереж найбільш ефективних протоколів групи IGP, і протоколів групи EGP між мережами.
Більшість відомих методів і протоколів маршрутизації в мобільних мережах розраховані на мережі з однорідною (пласкою) структурою (протоколи DSDV, RIP, WRP) або на мережі з фіксованою структурою доменів (протоколи CBRP, CGSR, ZRP), що не є ефективним для мобільних мереж великої розмірності. Постійне переміщення абонентів мобільної комп'ютерної мережі призводить до зміни її топології, складу і кількості доменів маршрутизації, що впливає на ефективність процедури маршрутизації. У зв'язку з цим виникає необхідність у розробці та аналізі нових інтелектуальних протоколів маршрутизації, що забезпечать передачу інформації із заданими параметрами якості обслуговування при мінімальному об'ємі службового трафіка незалежно від реконфігурації мережі.
Таким чином, тематика даної дисертаційної роботи, присвяченої розробці методів і засобів організації динамічної структури мобільної комп'ютерної мережі великої розмірності, є актуальною і являє собою науковий і практичний інтерес.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано в Національному авіаційному університеті відповідно до планів науково-дослідних робіт, які виконувались за рахунок коштів державного бюджету Міністерства освіти і науки України:
- НДР №392-ДБ07 (№ державної реєстрації 0107U002818) «Методологія та системи інтелектуального управління екстремальними робототехнічними комплексами», етап І «Розробка перспективних методів та систем інтелектуального керування екстремальними робототехнічними комплексами» (2007 р.);
- НДР №392-ДБ07 (№ державної реєстрації 0107U002816) «Методи та засоби визначення атак на комп'ютерні системи на базі аналізу та прогнозування трафіка як динамічної хаотичної послідовності в тензорному нейромережевому базисі» (2007 - 2008 рр.).
Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності процесу маршрутизації за рахунок оптимізації динамічної структури мобільної комп'ютерної мережі великої розмірності.
Поставлена мета досягається розв'язанням таких основних задач:
1. Аналіз та дослідження відомих методів та протоколів маршрутизації з метою виявлення факторів, що істотно впливають на ефективність процесу маршрутизації в мобільних мережах великої розмірності.
2. Розробка та дослідження методу формування та підтримки оптимальної інфраструктури мобільної мережі з точки зору часу маршрутизації та об'єму службового трафіка, необхідного для оновлення маршрутної інформації.
3. Розробка способу багаторівневої розподіленої маршрутизації на основі використання агентної технології, що забезпечує мінімальний об'єм службового трафіка в мобільних мережах великої розмірності за рахунок самоорганізації структури мережі.
4. Розробка способу організації оверлейної підмережі агентів маршрутизації, яка має максимально стійку структуру та забезпечує мінімальний об'єм службового трафіка при реконфігурації мережі.
5. Розробка способу визначення місця розташування агентів маршрутизації оптимального з точки зору об'єму службової (маршрутної) інформації, що передається в мережах великої розмірності, що реконфігуруються динамічно.
6. Розробка алгоритму формування та динамічної реконфігурації доменів маршрутизації на основі агентної технології в мобільних комп'ютерних мережах великої розмірності.
Об'єкт дослідження. Процес маршрутизації в мобільних комп'ютерних мережах великої розмірності.
Предмет дослідження. Способи та засоби формування динамічної структури мобільних комп'ютерних мереж великої розмірності.
Методи досліджень. При розробці математичної моделі процедури маршрутизації використовуються методи цілочисельного та динамічного програмування. Для вирішення задачі декомпозиції мережі на домени маршрутизації застосовуються теорія графів та теорія множин. Аналіз способів і засобів формування віртуальних з'єднань базується на використанні загальної теорії обчислювальних систем та теорії імовірності. Оцінка ефективності алгоритмів маршрутизації здійснювалася за допомогою імітаційного моделювання.
Наукова новизна одержаних результатів визначається наступними положеннями:
1. Удосконалено метод організації структури мобільної комп'ютерної мережі великої розмірності, який за рахунок динамічної реконфігурації доменів дозволяє оптимізувати процес маршрутизації.
2. Вперше запропоновано та обґрунтовано спосіб визначення оптимальної кількості доменів маршрутизації з точки зору об'єму службової інформації в мобільній мережі, необхідного для вирішення задачі маршрутизації.
3. Запропоновано та обґрунтовано використання критерію щільності мережевого оточення для вибору місця розташування агентів маршрутизації, що дозволяє зменшити об'єм службового трафіка у процесі реконфігурації домену.
4. Удосконалено спосіб формування каналів передачі інформації між агентами маршрутизації, який за рахунок підвищення стійкості каналів дозволяє зменшити об'єм трафіка між доменами.
5. Удосконалено метод багаторівневої маршрутизації, який, незалежно від реконфігурації мережі, дозволяє оптимізувати процедуру взаємодії агентів маршрутизації, що забезпечує мінімальний об'єм службової інформації.
Практичне значення одержаних результатів дисертаційної роботи визначається тим, що: запропонований спосіб організації структури мобільної комп'ютерної мережі дозволяє у середньому на 15-20 % підвищити ефективність процедури маршрутизації мобільної комп'ютерної мережі великої розмірності; математичні моделі можуть використовуватися для розробки алгоритмів маршрутизації, для розв'язання задач управління трафіком. Запропоновані математичні моделі, процедури та алгоритми можуть бути використані при розробці нових або модифікації існуючих способів маршрутизації та конструювання трафіка, а також для управління розподіленими системами.
Отримані результати дисертаційної роботи впроваджено в комп'ютерну мережу ВАТ «Укртелеком», м. Київ (2008р.), підприємства «МегаСтайл - Сервіс», м. Черкаси (2008р.) і стосуються розробки методів та засобів організації динамічної структури комп'ютерних мереж, що підтверджено відповідними актами про впровадження.
Особистий внесок здобувача. Всі результати, що складають основний зміст дисертаційної роботи, отримані автором самостійно. За результатами наукових досліджень опубліковано 13 наукових праць, серед яких 5 самостійних робіт, з них 2 наукових статті [2, 4] та 3 публікації в матеріалах конференції [9, 11, 13]. В роботах, що були опубліковані у співавторстві, здобувачеві належить: [1] - спосіб розподіленої маршрутизації на основі агентної технології управління мережевими ресурсами; [3] - спосіб підвищення ефективності процесу маршрутизації на основі системи агентів; [5] - спосіб маршрутизації з підтримкою QoS у мобільних мережах з технологією MPLS; [6] - алгоритм оптимального розподілення навантаження в мобільних мережах; [7] - алгоритм конструювання трафіка в мобільних мережах; [8] - засіб підвищення ефективності конструювання трафіка на основі принципів оверлейної технології; [10] - спосіб розподіленої маршрутизації з підтримкою QoS в мобільних мережах з технологією MPLS; [12] - алгоритм маршрутизації в мобільних комп'ютерних мережах.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи і основні наукові положення доповідались та обговорювались на науково-практичній конференції “Комп'ютерні системи і мережні технології” (Київ, 2007-2008 р.р.); VІІІ Міжнародній науково-технічній конференції “АВІА-2007” (Київ, 2007р.); ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Наукові дослідження - теорія та експеримент 2007” (Полтава, 2007 р.); Міжнародній науково-технічній конференції “Датчики, прилади та системи - 2007” (Ялта, 2007 р.); ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Військова освіта та наука: сьогодення та майбутнє” (Київ, 2007 р.); Науково-практичній конференції молодих учених та аспірантів “Інтегровані інформаційні технології та системи” (Київ, 2007 р.); IX Міжнародній науково-практичній конференції “Современные информационные и электронные технологии” (Одеса, 2008 р.); VIIІ Міжнародній науковій конференції молодих вчених, аспірантів та студентів “Політ-2008” (Київ, 2008 р.).
Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в 13 наукових працях, серед яких 8 - у фахових науково-технічних виданнях [1-8], в т.ч. 2 одноосібних, і 5 - у матеріалах конференцій [9-13].
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, що містять основні результати роботи, списку використаних джерел із 127 найменувань, двох актів впровадження, трьох додатків, 60 рисунків та 8 таблиць - всього на 151 сторінці друкованого тексту. Основний текст дисертації викладено на 133 сторінках.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і основні задачі досліджень, визначено область і об'єкт дослідження, наведено наукову новизну та практичну цінність одержаних результатів роботи. Представлено дані щодо впровадження результатів роботи, особистого внеску здобувача, апробацій та публікацій результатів дисертаційної роботи.
У першому розділі на основі проведеного аналізу відомих алгоритмів маршрутизації показано, що найбільш ефективними для мобільних мереж є алгоритми DART, DDR, DSR, ZHLS, на основі яких реалізовані протоколи маршрутизації CBRP, FSR, GSR, HARP, HSLS, HSR, ZRP. Визначено ефективність застосування цих алгоритмів для вирішення задачі передачі інформації із забезпеченням необхідного рівня якості обслуговування в мобільних комп'ютерних мережах.
У комп'ютерних мережах великої розмірності використовують багаторівневу маршрутизацію, при якій мережа за допомогою алгоритмів DDR або ZHLS розбивається на окремі підмережі (домени маршрутизації). Як правило, алгоритми маршрутизації всередині доменів (реалізовані у протоколах RIP, IS-IS level 1, OSPF, IGRP, EIGRP) відрізняються від алгоритмів маршрутизації між доменами (реалізованих у протоколах BGP, BGP-4, IDRP, IS-IS level 2).
Показано, що ефективність методів маршрутизації знаходиться в прямій залежності від топології мережі та її розміру. У роботі також встановлено, що багаторівнева маршрутизація в значній мірі залежить від оптимального розбиття комп'ютерної мережі на домени маршрутизації. Таким чином, однією з основних задач організації функціонування мобільної комп'ютерної мережі є обґрунтований вибір кількості та розміру доменів маршрутизації.
З метою забезпечення максимальної ефективності функціонування мобільної комп'ютерної мережі, процедура маршрутизації має враховувати зміни топології мережі. Однак більшість протоколів маршрутизації, а саме CBRP, CGSR, DSRP, FSR, GSR, HSLS, HSR, WRP, ZRP не передбачають процедури зміни структури доменів маршрутизації.
У зв'язку з цим виникає необхідність розробки нового методу і протоколу маршрутизації, які за рахунок динамічної реконфігурації доменів маршрутизації дозволять підвищити ефективність передачі інформації в мобільних комп'ютерних мережах великої розмірності. При цьому необхідно враховувати, що реконфігурація пов'язана з підвищенням об'єму службового трафіка, у зв'язку з цим необхідно визначити умови доцільності реконфігурації доменів.
В роботі показано, що процедуру реконфігурації доменів необхідно здійснювати за допомогою розподіленої системи інтелектуальних агентів маршрутизації, що на основі визначених критеріїв самостійно формують структуру домену. Структура системи та кількість агентів маршрутизації має бути такою, щоб при мінімальному об'ємі службового трафіка забезпечувалась передача інформації із заданими параметрами якості обслуговування.
Встановлено, що при використанні відомих протоколів маршрутизації всередині домену зміна топології мережі призводить до зростання службового трафіка за нелінійним законом.
Показано, яким чином динамічна реконфігурація доменів маршрутизації у процесі зміни топології мережі сприяє зменшенню об'єму службового трафіка та часу формування шляхів передачі даних. Проведено аналіз факторів (5) - (6), що впливають на збільшення об'єму службового трафіка в процесі реконфігурації мережі.
Загальний час, витрачений на відновлення маршрутної інформації, залежить від частоти виконання процедури маршрутизації та її часової складності.
Отже, для зменшення об'єму службового трафіка у домені маршрутизації частота реконфігурацій на визначеному проміжку часу і кількість вузлів домену повинні наближатися до мінімуму: при .
На основі формул (7) - (10) можна стверджувати, що ефективність багаторівневої маршрутизації в значній мірі залежить від вибору оптимальної структури доменів маршрутизації.
Для комп'ютерних мереж великої розмірності задача оптимальної маршрутизації відноситься до класу -повних задач, для розв'язання яких використовуються евристичні алгоритми.
Запропоновано виконувати процедуру маршрутизації за допомогою розподіленої системи агентів маршрутизації за умови, що маршрутизація всередині домену здійснюється агентом, який входить у склад цього домену, а маршрутизація між доменами виконується на рівні взаємодії агентів маршрутизації. У зв'язку з тим, що обмін службовою інформацією в мобільній мережі здійснюється тими ж каналами, що і передача корисної інформації, знижується ефективність процедури маршрутизації.
Для підвищення ефективності процедури маршрутизації в роботі запропоновано розділити інформацію та управляючі потоки. З цією метою множина агентів маршрутизації та віртуальних каналів між ними організовані у вигляді оверлейної службової підмережі, яка представлена в роботі у вигляді підграфа вихідного графа мобільної комп'ютерної мережі, де - множина вершин підграфа, у яких розташовані агенти маршрутизації, - множина ребер, які утворюють віртуальні канали оверлейної службової підмережі.
За результатами порівняльного аналізу відомих способів організації оверлейних мереж в якості базової структури обрано спосіб К-мінімального остового дерева (KMST), яке забезпечує мінімальний об'єм службового трафіка між доменами маршрутизації.
У третьому розділі на основі результатів досліджень, проведених у другому розділі, розроблено спосіб формування та динамічної реконфігурації доменів маршрутизації, що дозволяє підвищити ефективність процедури маршрутизації мобільної комп'ютерної мережі.
Формування та динамічна реконфігурація доменів здійснюється за допомогою розподіленої системи агентів маршрутизації, основними функціями якої є: визначення кількості та місця розташування агентів маршрутизації, оновлення маршрутної інформації та вибір шляху, що відповідає вимогам стійкості і мінімальної часової затримки.
Розглянемо спосіб формування розподіленої системи агентів маршрутизації на прикладі мережі рис. 1, представленій у вигляді графа, що включає 24 вершини.
Для розв'язання задачі розбиття графа на домени маршрутизації використовується матриця інцидентності, на основі якої визначено максимальний ступінь вершин графа , а також визначено, чи зможе одна з таких вершин стати агентом маршрутизації .
У роботі відзначено, що вибір місця розташування агента маршрутизації тільки на основі ступеню вершини не дає оптимального рішення. На основі аналізу відомих способів визначення місця розташування агента маршрутизації показано, що для досягнення найбільш стійкої структури домену маршрутизації в якості місця розташування агента маршрутизації необхідно обирати вершину, враховуючи щільність її мережевого оточення.
З усіх отриманих обираються максимальні значення першого та другого порядків, і відповідні вершини призначаються агентами маршрутизації , в даному випадку такими вершинами будуть вершини , , , .
Вирази (11) - (13) забезпечують формування оверлейної мережі типу KMST, вибір якої було обґрунтовано у другому розділі.
В дисертаційній роботі вирішено задачу формування віртуальних шляхів між агентами маршрутизації для їх взаємодії, що відповідає заданим вимогам стійкості та мінімального часу затримки.
Кожному із ребер графа зіставимо величину, що характеризує імовірність видалення ребра із графа. Відповідно, вираз характеризує імовірність стійкості каналу передачі даних між суміжними абонентськими системами.
Для визначення найбільш стійких з'єднань між агентами маршрутизації для оверлейного службового графа, представленого на рис. 2, за формулою (14) в дисертаційній роботі розглянуто приклад розрахунку стійкості каналів передачі даних між суміжними абонентськими системами і обрано найбільш стійкими наступні:,,,,.
Таким чином, формується структура максимально стійкого підграфа .
У роботі запропоновано спосіб формування структури мережі на основі самоорганізації, який складається з наступного:
1. На початковому етапі відбувається інсталяція мережі на основі інформації щодо кількості та місця розташування абонентських систем з урахуванням формул (7) - (10), при цьому централізованим способом визначається кількість доменів, їх склад та місця розташування агентів маршрутизації.
2. На основі даних, отриманих щодо структури мережі, формуються таблиці маршрутизації, на базі яких відбувається вибір маршрутів передачі інформації з урахуванням стійкості каналів.
3. У процесі реконфігурації мережі може відбуватися зміна значень щільності мережевого оточення, а також зміна складу доменів маршрутизації за рахунок переміщення вузлів. На основі різниці між новими значеннями щільності мережевого оточення і складу доменів контролер домену приймає рішення про реконфігурацію мережі.
4. У процесі реконфігурації мережі агенти маршрутизації обмінюються між собою інформацією щодо значень щільності мережевого оточення і кількості абонентських систем у домені, на основі чого відбувається перерозподіл абонентських систем між доменами, злиття або розділення доменів. В останньому випадку формується два нових агента управління мережею.
Такий спосіб формування структури має високу стійкість, що підтверджується результатами експериментальних досліджень, проведених у дисертаційній роботі.
У четвертому розділі проведено аналіз ефективності процесу формування динамічної структури. Проведена оцінка ефективності місця розташування агентів маршрутизації та аналіз зміни розподілу мережевого оточення першого та другого порядку залежно від виду топології мережі. У роботі розглянуті приклади з регулярною та довільною топологіями.
За результатами моделювання побудовані графіки, які доводять, що агентами маршрутизації необхідно обирати вершини не тільки з максимальним ступенем зв'язності, а також вершини, у яких щільність мережевого оточення першого та другого порядків найбільша.
В роботі показано, що зміна щільності мережевого оточення вершини, обраної в якості агента маршрутизації, призводить до збільшення об'єму службового трафіка. У зв'язку з цим проведено аналіз зміни щільності першого та другого порядків при видаленні ребер з графа.
На рис. 3 представлено залежність середньої щільності мережевого оточення першого та другого порядків від заданої кількості ребер, видалених з графа топології, найбільш характерної для мобільних комп'ютерних мереж. На основі моделювання зміни топології мережі визначено залежність середньої мережевої щільності при видалені заданої кількості ребер. З рис. 3 видно, що при видаленні заданої кількості ребер щільність мережевого оточення першого та другого порядків збільшується до визначеної кількості, подальше видалення призводить до зменшення середньої щільності мережевого оточення, при цьому щільність мережевого оточення другого порядку починає зменшуватися раніше. Це говорить про те, що середня щільність мережевого оточення другого порядку більш влучно відображає зміну топології мережі. У зв'язку з цим, в якості критерію місця розташування агента маршрутизації доцільно обирати щільність мережевого оточення другого порядку.
В роботі проведено аналіз залежності щільності мережевого оточення першого (рис. 4) та другого (рис. 5) порядків топології мережі залежно від місця розташування агентів маршрутизації та видалення заданої кількості ребер. У якості вхідних розглядалися графи із середнім ступенем вершини 4.
Як видно з графіків, при видаленні більш ніж п'яти ребер графіки співпадають за характером, а при видалені менше п'яти - відбувається сплеск щільності мережевого оточення. Як показано в роботі, це призводить до сплеску службового трафіка у мережі.
Досліджено, що зміна об'єму службового трафіка знаходиться в прямій залежності від зміни щільності мережевого оточення, що можна представити у вигляді наступного відношення:
видаленні ребер з першого порядку мережевого оточення щільність мережевого оточення другого порядку збільшується, а при видаленні ребер із другого порядку мережевого оточення підвищується щільність мережевого оточення першого порядку. При видаленні вершин з першого та другого порядків мережевого оточення щільність мережевого оточення першого порядку набагато збільшується відносно щільності мережевого оточення другого порядку.
За результатами моделювання визначено, що із зміною топології характер графіків залежності об'єму службового трафіка від часу змінюється за нелінійним законом.
Як було показано у розділі 1, найбільш розповсюдженим протоколом маршрутизації всередині домену є протокол RIP, який використано для аналізу об'єму службової інформації.
На рис. 6 представлені результати моделювання завантаження всієї мережі службовим трафіком при одноразовій зміні топології для двох способів вибору агента маршрутизації: коли агента обрано на основі значення щільності мережевого оточення (RIP_MyAgent) і на основі ступеня зв'язності вузла (RIP_UsualAgent).
Як видно із рис. 6, характер графіків завантаження мережі однаковий, що відображає об'єм службового трафіка при одноразовій зміні топології та час, протягом якого встановлюється постійний об'єм трафіка.
Основною відмінністю є той факт, що при використанні способу за ступенем зв'язності вершини об'єм службового трафіка на всьому проміжку моделювання значно вище, ніж в способі запропонованому в роботі. На обох графіках у перший момент часу, при ініціалізації мережі, відзначається сплеск об'єму службової інформації, після чого об'єм службової інформації стабілізується та не змінюється.
Також проведено аналіз залежності об'єму службової інформації від місця розташування агентів маршрутизації при використанні протоколу маршрутизації всередині домену OSPF. На рис. 7 представлено рівень залежності вузлів від різних способів вибору місця розташування агентів маршрутизації, у верхній частині - за способом, запропонованим в роботі, у середині - за значенням ступеню зв'язності вузла та на нижньому - випадковим чином.
За результатами моделювання можемо відзначити, що характер графіків завантаження агентів маршрутизації за запропонованим способом, за способом ступеню зв'язності вузла і обраного випадковим чином - однаковий. Варто зауважити, що при ініціалізації мережі відбувається сплеск завантаження вузлів. Однак ступінь завантаження вузла за запропонованим способом є найменшим, у той час як ступінь завантаження інших вузлів практично однаковий.
На рис. 8 представлені графіки завантаження всього домену маршрутизації при виборі місця розташування агентів маршрутизації, у верхній частині - за способом запропонованим в роботі, у середині - за значенням ступеню зв'язності вузла та на нижньому - випадковим чином. Характер графіків однаковий, у перший момент часу при одноразовій зміні мережі на всіх графіках відзначено сплеск.
Важливо зауважити, що запропонований спосіб показав кращі результати у порівнянні з іншими способами, що дає можливість зробити висновок, що запропонований спосіб є більш ефективним у порівнянні з існуючими.
Таким чином, на рівні маршрутизації всередині домену необхідно використовувати модифіковані протоколи RIP та OSPF, при яких вибір агента маршрутизації здійснюється на основі щільності мережевого оточення.
Також проведено аналіз залежності об'єму службової інформації від місця розташування агентів маршрутизації при маршрутизації між доменами, для чого використано протокол BGP. Показано, що при маршрутизації між доменами вибір місця розташування агентів маршрутизації не впливає на об'єм службової інформації.
маршрутизація комп'ютерний мережа мобільний
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі наведено теоретичне обґрунтування та нове розв'язання наукової задачі підвищення ефективності процедури маршрутизації в мобільних комп'ютерних мережах великої розмірності за рахунок зменшення об'єму службового трафіка, необхідного для реалізації процесу маршрутизації із заданими параметрами якості передачі інформації. Рішення цієї проблеми досягається завдяки застосуванню теорії графів і множин, які використовуються при вирішенні задачі формування динамічної структури мобільної мережі. У практичному плані використання отриманих результатів дозволяє підвищити ефективність процедури маршрутизації мобільної мережі за рахунок організації багаторівневих протоколів маршрутизації за допомогою агентів маршрутизації.
Основні наукові та практичні результати роботи полягають в наступному:
1. На основі аналізу відомих засобів та протоколів маршрутизації визначено основні фактори, що впливають на ефективність маршрутизації в мобільних мережах великої розмірності та їх взаємодію між собою.
2. Розроблено та досліджено спосіб розподіленої маршрутизації на основі агентної технології управління мережними ресурсами, що забезпечує мінімальний об'єм службового трафіка в мобільних комп'ютерних мережах за рахунок динамічної реконфігурації доменів маршрутизації.
3. Запропоновано і обґрунтовано спосіб визначення кількості доменів маршрутизації, оптимальної з точки зору необхідного об'єму службової інформації для розв'язання задачі маршрутизації.
4. Запропоновано і обґрунтовано спосіб визначення місця розташування агентів маршрутизації на основі значення щільності мережевого оточення, який, у порівнянні з відомими способами визначення місця розташування контролерів домену, дозволяє на 15-20% зменшити об'єм службового трафіка, необхідного для оновлення маршрутної інформації пов'язаної з реконфігурацією мобільної мережі.
5. Запропоновано і обґрунтовано спосіб формування найбільш стійких віртуальних каналів передачі інформації відносно частоти їх реконфігурації, пов'язаної із зміною топології мобільної комп'ютерної мережі.
6. На основі запропонованого в дисертаційній роботі способу формування доменів маршрутизації розроблено розподілений алгоритм формування та динамічної реконфігурації доменів, який забезпечує мінімальний об'єм управляючого трафіка незалежно від реконфігурації комп'ютерної мережі.
7. З практичної точки зору, отримані в роботі результати, у порівнянні з відомими протоколами маршрутизації, дозволяють підвищити ефективність функціонування мобільних комп'ютерних мереж великої розмірності.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Жуков И. А. Распределенное управление трафиком в мобильных сетях / И. А. Жуков, И. Н. Давиденко // Електроніка та системи управління. - 2008. - № 2 (16). - С. 161-167.
2. Давиденко И. Н. Способ повышения эффективности процесса маршрутизации в мобильных сетях большой размерности / И. Н. Давиденко // Вісник Національного технічного університету України “КПІ”: Інформатика, управління та обчислювальна техніка. - 2008. - № 47. - С. 287-296.
3. Жуков И. А. Оценка эффективности местоположения агентов домена в мобильных сетях большой размерности / И. А. Жуков, И. Н. Давиденко // Проблеми iнформатизацiї та управлiння: зб. наук. праць. - 2007. - № 4 (22). - С. 44-49.
4. Давиденко И. Н. Способ определения количества и местоположения агентов домена в мобильных сетях / И. Н. Давиденко // Вісник Інженерної академії України. - 2008. - № 1. - С. 53-58.
5. Давиденко И. Н. Способ повышения эффективности многопротокольной коммутации по меткам в мобильных компьютерных сетях / И. Н. Давиденко, О. И. Аленин // Електроніка та системи управління. - 2007. - № 1 (11). - С. 41-47.
6. Давиденко И. Н. Оптимизация загрузки в мобильных сетях / И. Н. Давиденко, Мухамед Ель-Амин Бабикер // Вісник Національного технічного університету України “КПІ”: Інформатика, управління та обчислювальна техніка. - 2007. - № 46. - С. 160-169.
7. Давиденко И. Н. Конструирование трафика в распределенных системах / И. Н. Давиденко, А. Ю. Кулаков // Вісник Черкаського державного технологічного університету. - Спецвипуск. - 2007. - С. 31-33.
8. Давиденко И. Н. Способ повышения эффективности конструирования трафика в распределенных системах / И. Н. Давиденко, А. Ю. Кулаков, С. В. Маненюк // Вісник Військового інституту Київського національного університету ім. Тараса Шевченка: зб. наук. праць. - 2007. - № 9. - С. 53-56.
9. Давиденко И. Н. Надежная доставка мультимедийной информации в мобильных сетях / И. Н. Давиденко // Комп'ютерні системи і мережні технології: наук.-практ. конф., 20-22 бер. 2007 р.: тези допов. - К., 2007. - С. 66-67.
10. Давиденко И. Н. Обеспечение заданных параметров качества обслуживания в мобильных сетях / И. Н. Давиденко, А. Ю. Кулаков // АВІА-2007: VІІІ міжнар. наук.-техн. конф., 25-27 квіт. 2007 р.: тези допов. - К., 2007. - Т.1. - С.13.53-13.56.
11. Давиденко И. Н. Способ конструирования трафика в мобильных сетях интегрального обслуживания / И. Н. Давиденко // Наукові дослідження - теорія та експеримент 2007: ІІІ міжнар. наук.-практ. конф., 14-16 трав. 2007 р.: тези допов. - Полтава, 2007. - Т.7. - С. 131-134.
12. Давиденко И. Н. Способ повышения эффективности конструирования трафика в распределенных системах / И. Н. Давиденко, А. Ю. Кулаков // Військова освіта та наука: сьогодення та майбутнє: ІІІ міжнар. наук.-практ. конф., 11-13 жовт. 2007 р.: тези допов. - К., 2007. - С. 44-47.
13. Давиденко И. Н. Повышение эффективности способа организации распределенной системы управления мобильными сетями / И. Н. Давиденко // Інтегровані інформаційні технології та системи: наук.-практ. конф. молодих учених та аспірантів, 29-31 жовт. 2007 р.: тези допов. - К., 2007. - С. 64-66.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розробка системи підтримки прийняття рішень для проектування комп’ютерної мережі. Матричний алгоритм пошуку найменших шляхів. Програма роботи алгоритму в MS Excel. Розробка програми навчання нейронної мережі на основі таблиць маршрутизації в пакеті Excel.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 12.12.2013Вибір архітектури і топології мережі, її оптимальної конфігурації. Налагодження операційної системи сервера. Технічне та програмне обслуговування комп’ютерної мережі. Розрахунок необхідної довжини кабелю та кількості й типів мережного обладнання.
дипломная работа [6,2 M], добавлен 15.06.2014Вибір та обґрунтування компонентів мережі, клієнтської частини, комунікаційного обладнання та прикладного програмного забезпечення. Опис фізичної та логічної структури мережі. Принципова схема топології мережі та cхема логічної структури мережі.
курсовая работа [487,4 K], добавлен 16.02.2015З’єднання компонентів мережі офісу на фізичному та канальному рівні, створення топології мережі, налаштування адресації та маршрутизації. Моделювання потоків трафіку і обміну пакетами між роутерами мережі, розрахунок подвоєної затримки поширення сигналу.
курсовая работа [402,1 K], добавлен 23.12.2015Огляд структури мережевої операційної системи; взаємодія її компонентів при взаємодії комп'ютерів. Особливості однорангових систем з виділеними серверами та мереж масштабу кампусу. Розгляд динамічної маршрутизації RIP та конфігурування локальних схем.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 24.04.2014Загальна характеристика мережі та мережевого обладнання, а також програмного забезпечення підприємства. Обґрунтування необхідності створення та налаштування комп’ютерної мережі, зміст відповідних заходів. Розрахунок затрат на матеріали і комплектуючі.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.06.2014Побудова і декомпозиція корпоративної комп'ютерної мережі з різною кількістю абонентів у системі проектування "Packet Tracer". Фіксація даних по завантаженню комутаторів і часу транзакції абонентів. Принципи висхідного та низхідного конструювання мережі.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 24.09.2010Фізичне та логічне представлення топології мереж, кабельна система. Вибір мережевого устаткування. Імітаційне моделювання корпоративної комп’ютерної мережі в NetCracker 4.0. Представлення локальної мережі в Microsoft Visio 2013, економічне обґрунтування.
курсовая работа [993,5 K], добавлен 17.05.2015Використання мережі із топологією "розподілена зірка", витої пари та концентраторів (для сполучення), мережевої карти із роз'ємами типу RG-45, встановлення операційної системи та монтаж мережі комп'ютерної лабораторії із підключенням до Інтернету.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 12.06.2010Розрахунок елементів структурованої кабельної системи, ІР-адресації комп’ютерної мережі, плану прокладання кабельних трас та розміщення робочих місць. Створення моделі КМ у програмі PacketTracer. Особливості настройки її комутаторів та маршрутизаторів.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.06.2014Загальна характеристика підприємства "Focus". Огляд програмного забезпечення для створення комп’ютерної мережі. Вибір мережевої служби та протоколів, архітектури, кабелю. Розрахунок обсягу даних, мінімальної конфігурації для серверів та робочих станцій.
курсовая работа [600,9 K], добавлен 20.05.2015Теоретичні основи технології віртуалізації як інструменту навчання, проектування мереж та системного адміністрування. Планування складу комп’ютерної мережі, вибір платформи та операційної системи, установка і налаштування програм. Питання охорони праці.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 24.04.2014Поняття комп'ютерної мережі як системи зв'язку між двома чи більше комп'ютерами через кабельне чи повітряне середовище. Середовище передачі у комп'ютерних мережах. Передумови інтенсивного розвитку мережних технологій. Мережні сервіси, класифікація мереж.
реферат [20,8 K], добавлен 13.11.2013Поняття та характеритсики комп'ютерних мереж. Огляд існуючих варіантів побудови інформаційної системи для торгівельного підприємства. Побудова локальної мережі, загальної структури інформаційної системи, бази даних. Аналіз санітарно-гігієнічних умов.
курсовая работа [624,4 K], добавлен 19.05.2015Обгрунтування фізичної топології комп’ютерної мережі. Розробка схеми фізичного розташування кабелів та вузлів. Типи кабельних з’єднань та їх прокладка. Вибір сервера та інсталяція його програмного забезпечення, налаштування ОС Windows 2008 Server.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.02.2016Поняття комп'ютерної мережі як спільного підключення окремих комп’ютерів до єдиного каналу передачі даних. Сутність мережі однорангової та з виділеним сервером. Топології локальних мереж. Схема взаємодії комп'ютерів. Проблеми передачі даних у мережі.
курсовая работа [605,0 K], добавлен 06.05.2015Класифікація комп’ютерних мереж і топологій. Побудова функціональної схеми локальної мережі. Організація каналів зв’язку. Вибір способу керування мережею. Вибір конфігурації робочих станцій. Програмне забезпечення локальної мережі та захист інформації.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 15.06.2015Поняття комп’ютерної мережі та її призначення. Організація корпоративної комп’ютерної мережі. Характеристика інформаційної системи Верховної Ради України. Основні типові функціональні підсистеми інформаційної системи державної судової адміністрації.
контрольная работа [97,1 K], добавлен 20.07.2011Знайомство з основами побудови і функціонування комп'ютерних мереж, виділення їх особливостей і відмінностей. Характеристика основних способів побудови мереж. Розрахунок економічної ефективності впровадження корпоративної локальної обчислювальної мережі.
курсовая работа [275,0 K], добавлен 18.11.2014Локальні мережні ресурси. Класифікація супутників зв'язку за висотою орбіти. Максимальна швидкість роботи, яка забезпечується технологією Інтернет. Загальний доступ до принтера користувачам ЛОМ. Обмін інформацією між користувачами комп'ютерної мережі.
контрольная работа [29,2 K], добавлен 19.07.2011
