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

brief description

Демчінський Володимир Васильович. Методи розподілу ресурсів у системі керування трафіком на основі зворотного зв‘язку в комп‘ютерних мережах із заданою якістю обслуговування : Дис... канд. наук: 05.13.06 - 2008.

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.

У результаті проведених теоретичних і експериментальних досліджень та розробки методів розподілу ресурсів і алгоритмів керування трафіком, спрямованих на підвищення ефективності системи керування трафіком мереж АТМ, отримані наступні результати:
1. Уперше розроблено метод розподілу пропускної здатності каналів зв'язку на основі N-ядра, який, поєднуючи концепції бар'єрної індикації й раціонального вибору інтервалу перерахування на основі статистики функціонування системи передачі даних за період, дозволяє одержувати більш рівномірні значення швидкостей потоків, підвищуючи тим самим якість обслуговування в мережі. Використання принципу розподілу ресурсу з N-ядра, що представляє альтернативу максимінному критерію розподілу, дозволяє одержувати меншу варіацію часток учасників незалежно від коливань вимог.
Моделювання алгоритму, що реалізує зазначений метод, свідчить про його здатність одержувати розподіл відповідно до заданого критерію й інших висунутих вимог.
2. Запропоновано оригінальний метод ітераційного рівномірного розподілу ресурсів на основі інтеграції концепцій керування чергами й асинхронної індикації швидкостей потоків, що дозволяє динамічно перерозподіляти наявний ресурс мережі при змінюваних потребах потоків і їхній кількості, досягаючи при цьому лінійних показників складності.
У методі пропонується функція керування чергою, яка дозволяє врахувати не тільки загальну довжину черги, але й довжини черг віртуальних з'єднань і знизити коливання індивідуальних черг, що призводить до зменшення дисперсії часу затримки.
3. Уперше розроблено спосіб явної індикації швидкості, що поліпшує регулювання швидкостей потоків та відрізняється від відомих дворазовим розподілом ресурсів. Даний спосіб за рахунок локалізації точки обмеження швидкості дозволяє знижувати коливання швидкостей, тим самим прискорюючи збіжність алгоритмів явної індикації швидкості.
Удосконалено метод відкидання комірок за рахунок застосування запропонованого виду адаптивних кривих. Такий механізм адаптивного відкидання дозволяє знизити втрати й забезпечує рівномірність розподілу втрат між з'єднаннями.
4. Були розроблені алгоритми, що мають кращі характеристики, ніж існуючі, й дозволяють розподіляти ресурси відповідно до заданого критерію, задовольняючи поставленим вимоги.
Практична цінність роботи полягає в тому, що застосування запропонованих у роботі алгоритмів дозволяє підвищити ефективність керування мережею та поліпшує показники якості обслуговування шляхом керування чергами. При цьому враховується стан черги кожного з'єднання з дотриманням справедливості при розподілі ПЗ у термінах N-ядра та застосовується ефективний механізм відкидання, що має властивість справедливості.
Важливою особливістю даної роботи є розробка імітаційної системи, яка детально (з точністю до окремих комірок) враховує особливості технології АТМ і характеристики трафіка й дозволяє більш точно порівнювати характеристики розроблених методів розподілу ресурсів і керування трафіком з еталонними.
5. Таким чином, у роботі запропоновані нові підходи до проектування механізмів керування трафіком у мережах з віртуальними з'єднаннями, що дозволяють ураховувати вимоги до параметрів якості обслуговування різних типів трафіка й нові методи керування трафіком, що підвищують ефективність механізмів керування чергою й прискорюють збіжність існуючих алгоритмів явної індикації швидкості. Теоретичні результати й розроблені алгоритми використані в науково-дослідних роботах, виконаних в НТУУ "КПІ", а також впроваджені в навчальний процес.