LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Управління трафіком в мережах з заданою якістю обслуговування на основі прогнозуючих моделей

зв'язку (КЗ). Визначені класи обслуговування заявок , для кожного з яких задана матриця вимог , де - інтенсивність потоку, який необхідно передавати від ВЗ у в одиницю часу. Задано також набір пропускних спроможностей (ПС) каналів зв'язку і їх питомих вартостей . Крім того, відомий розподіл потоків кожного класу по каналах зв'язку.

Потрібно знайти такі пропускні спроможності ПС всіх каналів зв'язку , при яких буде забезпечена передача даних всіх класів обслуговування з середньою затримкою , що не перевищує , а сумарна вартість мережі буде мінімальною. Складемо математичну модель даної задачі.

Потрібно знайти

, (4)

за умов:

, , (5)

, , (6)

. (7)

Дана задача є задачею дискретного програмування, а оскільки всі функції і є адитивними, то для знаходження рішення цієї задачі можна застосувати метод послідовного аналізу і відсіву варіантів (ПАВ). Як відомо, метод ПАВ базується на двох процедурах відсіву: по обмеженнях і по критерію. Послідовність процедур повторюємо до тих пір, поки не одержимо таку звужену множину варіантів по кожному КЗ , з якої оптимальний варіант, можна знайти шляхом простого перебору варіантів.

У дисертації запропоновано алгоритм ВПС, розроблено програму, що реалізовує запропонований алгоритм і проведені експериментальні дослідження, що дозволяють оцінити його ефективність.

Для дослідження запропонованого алгоритму управління трафіком і його порівняння з відомими методами управління, а також аналізу різних способів організації буферів комутаторів і алгоритмів обслуговування черг заявок в комутаторах в дисертації розроблена імітаційна модель корпоративної мережі з технологією ATM.

Її основою є розроблена концептуальна модель мережі з різними категоріями сервісу і методами управління трафіком.

Розглядається корпоративна комп'ютерна мережа, яка складається з хост-ЕОМ, кінцевого обладнання користувачів (абонентських пунктів (AП)) і вузлів зв'язку (ВЗ) - комутаторів ATM і каналів зв'язку (KЗ) відповідної пропускної спроможності (Мбіт/с).

Кінцеве обладнання і хост-ЕОМ є джерелами вхідних потоків - трафіків різних категорій сервісу: CBR, VBR, ABR.

Кожен ВЗ характеризується векторами інтенсивностей вхідних потоків і , , які відповідають категоріям трафіку CBR,VBR і ABR.

Для кожної категорії сервісу встановлюються свої значення показників QоS.

Для передачі трафіку CBR використовується постійна смуга в каналі незалежно від того, чи ведеться передача інформації. Смуга каналу, що залишилася, виділяється для суміші трафіків VBR і ABR. Трафік VBR є більш пріоритним і обслуговується в першу чергу, а залишок смуги каналу займає ABR.

Імітаційна модель мережі.Для дослідження роботи мережі в різних режимах було розроблено програму, що моделює роботу мережі ATM, в якій маршрутизація пакетів відбувається по технології MPLS. В рамках даної роботи розглядається маршрутизація в мережі за так званою технологією «MPLS over АТМ», тобто мається на увазі, що маршрутизація MPLS здійснюється на обладнанні АТМ. Це означає використання пакетів довжиною 53 байти, мітка MPLS записується в полі VPIVCI комірки. Також використовується механізм керуючих RM-комірок.

В якості методу імітації було вибрано ітераційний метод з урахуванням власних станів. Його ідея полягає в тому, що при створенні каналів і джерел трафіків визначаються моменти часу, коли вони можуть працювати: для каналу - час, коли він може передавати комірки від одного вузла в іншій, а для джерела трафіка-часу, коли він може передавати комірки в буфер вузла-джерела. Такий підхід дає можливість врахувати ситуації, коли декілька каналів або джерел передають дані одночасно.

Вхідні параметри моделі.Топологія мережі: - число вузлів; - число каналів; - число CBR-трафіків; - число VBR-трафіків;

Параметрами об'єктів, що беруть участь в імітаційній моделі є:

  • для вузла: ідентифікатор; об'єм вхідного буфера; об'єм вихідного буфера;

  • для каналу: ідентифікатор; ідентифікатори двох вузлів, зв'язаних даним каналом; пропускна спроможність каналу;

  • для з'єднань класу CBR: ідентифікатор; ідентифікатори вузла-відправника і вузла-адресата; швидкість передачі інформації (ком./с.);

  • для з'єднань класу VBR: ідентифікатор; ідентифікатори вузла-відправника і вузла-адресата; мінімальна швидкість передачі інформації (ком./с.); середня швидкість передачі (ком./сек.); максимальна швидкість передачі (ком./с.).

Параметри мережі: максимально допустима кількість з'єднань, що проходять через комутатор (максимальна кількість рядків в таблиці маршрутизації для вузла); довжина пакету (ком.).

Параметри для з'єднань ABR: максимальний об'єм даних для передачі (пакетів); максимальна швидкість передачі (ком./с.); середня швидкість передачі (ком./сек.); інтенсивність генерації нових ABR-з'єднань; величина тайм-ауту (якщо з'єднання не одержало першу зворотню комірку за цей час, його буде видалено з мережі).

Для методу прогнозування переповнення буферів задаються такі параметри: об'єм вибірки; поріг (у відсотках від об'єму буфера), при перевищенні якого спрогнозованим значенням якого комутатором генеруватимуться позачергові (out-of-rate) комірки.

В процесі імітації кожну соту частку секунди (момент ) спрацьовує таймер, який визначає стан мережі. Відповідно, джерела трафіків, яким дозволено у цей момент передавати, генерують початкові комірки.

За базову була прийнята модель, в якій канали використовують інтервал часу, який дорівнює 1/100 сек. Канал передає комірки у вхідний буфер комутатора, який після цього виконує обробку комірок. Комірки, які не помістилися у вхідний буфер, відкидаються.

Комутатор (надалі вузол мережі) виконує обробку вхідного буфера і передає комірки у вихідний буфер. У разі переповнення буфера йде видалення всіх наступних комірок з відповідним ідентифікатором номера пакету.

Програмою, в якій реалізована імітаційна модель, передбачено здійснення зворотного зв'язку в ABR-трафіках, що дає можливість контролювати швидкість генерації комірок відповідним джерелом, а також керувати трафіком ABR з використанням прогнозуючої моделі.

Завдяки цьому можна достовірно відобразити стан і поведінку комутаторів і джерел:

  • динамічна зміна режиму управління передачею трафіку ABR;

  • графічне відображення топології мережі, динаміку завантаження буферів на вузлах, завантаження каналів і зміну середньої затримки мережі.

У дисертації розроблений моделюючий алгоритм, який реалізований в моделі. Він складається з підготовчого етапу і однотипних ітерацій. На підготовчому етапі для кожного вузла комутатора створюються початкові таблиці маршрутизації, обнуляються всі початкові дані, включаючи черги в буферах, створюється таймер, що спрацьовує кожну 0.01 с. Система переходить в активний режим і здійснюється