МЕТОД ПЛАНУВАННЯ ТА АКТИВНОГО УПРАВЛІННЯ ЧЕРГАМИ НА ІНТЕРФЕЙСАХ МАРШРУТИЗАТОРІВ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖ
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2019.8.054Ключові слова:
активне управління чергами, управління перевантаженням, розподіл ресурсів, запобігання перевантаження, пропускна здатність, інтерфейс маршрутизатора, телекомунікаційна мережа, якість обслуговуванняАнотація
Предметом дослідження в роботі є метод планування та активного управління чергами на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж. Метою роботи є розробка та вдосконалення методу, який пов’язаний з оптимізацією процесів управління чергами на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж та орієнтований на підвищення показників рівня якості обслуговування. В роботі вирішуються оптимізаційні задачі управління перевантаженнями, розподілу ресурсів та запобігання перевантаженнями на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж в рамках двоетапного методу розрахунків. Методи дослідження ґрунтуються на результатах аналітичних розрахунків, що отримані в ході використання пакету Optimization Toolbox середовища Matlab. При цьому в ході вдосконалення методу управління чергами на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж використовувався апарат математичного програмування, що містив функції лінійного програмування. Результати: отримано вдосконалений метод планування та активного управління чергами на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж з узгодженим, послідовним та двоетапним вирішенням таких інтерфейсних задач як управління перевантаженнями (Congestion Management), розподіл пропускної здатності інтерфейсу маршрутизатора (Resource Allocation) та запобігання перевантаження (Congestion Avoidance). Висновки: застосування запропонованого методу планування та активного управління чергами дозволило досягти узгодженого вирішення задач Congestion Management, Resource Allocation та Congestion Avoidance. В ході вирішення оптимізаційної задачі Congestion Management, що умовно відносилася до першого етапу розрахунків, вдалося досягти оптимальної агрегації та розподілу потоків пакетів по сформованих на інтерфейсі маршрутизатора чергах на основі близькості значень їх класів. При вирішенні оптимізаційних задач Resource Allocation та Congestion Avoidance, що відносилися до другого етапу розрахунків, вдалося досягти оптимального розподілу пропускної здатності інтерфейсу маршрутизатора між сформованими на ньому чергами та мінімізувати можливі відмови в обслуговуванні.
Посилання
Marsic, I. (2013), Computer Networks: Performance and Quality of Service, Rutgers University, 500 p.
Rao, S. S. (2019), Engineering Optimization: Theory and Practice, John Wiley & Sons, 5th Edition, 880 p.
Barreiros, M., Lundqvist, P. (2016), QOS-Enabled Networks: Tools and Foundations, Wiley Series on Communications Networking & Distributed Systems, Wiley, 2nd Edition, 254 p.
Szigeti, T., Hattingh, C., Barton, R., Briley, Jr. K. (2013), End-to-End QoS Network Design: Quality of Service for Rich-Media & Cloud Networks. Cisco Press, 768 p.
Rao, D. S. (2012), Queue Management and Quality of Service (QoS) in the Internet: A Novel Approach for Flow Protection for providing Better than Best-Effort Service in the Internet, LAP LAMBERT Academic Publishing, 188 p.
Smith, J. M. (2009), Introduction to Queueing Networks: Theory ∩ Practice, Springer, 562 p.
Yue, W., Takahashi, Yu., Takagi, H. (2009), Advances in Queueing Theory and Network Applications. Springer, 316 p.
Giambene, G. (2014), Queuing Theory and Telecommunications, Springer US, 2nd Edition, 516 p.
Kamoun, F., Outay F. (2018), "IP/MPLS Networks with Hardened Pipes: Service Concepts, Traffic Engineering and Design Considerations", Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, P. 1–8.
Lemeshko, A. V., Dobryshkin, Yu. N., Shcherbinin, S. A. (2008), "Investigation of a traffic control model with an analysis of areas of preventive limitation of its intensity at the network boundary" ["Issledovanie modeli upravleniya trafikom s analizom oblastey preventivnogo ogranicheniya ego intensivnosti na granitse seti"], Modelyuvannya ta informacijni texnologiyi, No. 49, P. 65-71.
Simonenko, A. V., Andrushko, D. V. (2008), "Mathematical model of queue management on telecommunication network routers based on optimal aggregation of flows and packet allocation among queues" ["Matematicheskaya model' upravleniya ocheredyami na marshrutizatorakh telekommunikatsi-onnoy seti na osnove optimal'nogo agregirovaniya potokov i raspredeleniya paketov po ocheredyam"], available at : http://pt.journal.kh.ua/2015/1/1/151_simonenko_queue.pdf (last accessed 23. 05. 2019)
Lemeshko, O., Lebedenko, T., Yeremenko, O., Simonenko, O. (2018), "Mathematical Model of Queue Management with Flows Aggregation and Bandwidth Allocation", International Conference on Theory and Applications of Fuzzy Systems and Soft Computing, Springer, Cham, P. 165–176. DOI:10.1007/978-3-319-91008-6_17
Tan, L. (2017), Resource Allocation and Performance Optimization in Communication Networks and the Internet, CRC Press, 503 p.
Fei, Z., Xing, C., Li, N. (2015), "QoE-Driven Resource Allocation for Mobile IP Services in Wireless Network", Science China Information Sciences, No. 1 (58), P. 1–10.
Lemeshko, A. V., Semenyaka, M. V. (2012), "Researching of Mathematical Models Based on Optimal Control Approaches for Congestion Control in Telecommunication Network", East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2012): Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (Kharkiv, Ukraine, 14-17 Sept. 2012), Kharkiv, P. 341–344.
Okokpujie, K. O., Chukwu, E. C., Noma-Osaghae, E., Okokpujie, I. P. (2018), "Novel Active Queue Management Scheme for Routers in Wireless Networks", International Journal on Communications Antenna and Propagation (I. Re. CAP), No. 8 (1), Р. 53–61.
Lemeshko, A. V., Semenyaka, M. V. (2014), "Model and method of preventing overloads with active control of the queue length on the telecommunication network nodes" ["Model' i metod predotvrashcheniya peregruzok s aktivnym upravleniem dlinnoy ocheredi na uzlakh telekommunikatsionnoy seti"], available at : http://pt.journal.kh.ua/2014/3/1/123_model_peregruzka.pdf (last accessed 21.11. 2018)
Lebedenko, T. N., Simonenko, A. V. (2018), "Dynamic model of queues management on router interface of telecommunication network" ["Dinamicheskaya model' upravleniya ocheredyami na interfeyse marshrutizatora telekom-munikatsionnoy seti"], Radioelektronika i informatika, No. 1, P. 13–18.
Lemeshko, O. V., Ali, S., Semenyaka, M. V. (2012), "Results of the Dynamic Flow-Based Queue Balancing Model Research", Modern Problems of Radio Engineering Telecommunications and Computer Science (TCSET’2012): Proceedings of the International Conference (Lviv-Slavske, Ukraine, 21-24 Feb. 2012), Lviv, P. 318–319.
Lemeshko, A. V., Lebedenko, T. N. (2018), "Linear model of optimal queues management on router interface of telecommunication network" ["Lineynaya model' optimal'nogo upravleniya ocheredyami na interfeyse marshrutizatora telekommunikatsionnoy seti"], Information Content and Processing, Vol. 4, No. 2, P. 171–181.
Lebedenko, T., Kholodkova, A., Al-Dulaimi, A. (2018), "Linear-Quadratic Model of Optimal Queue Management on Interface of Telecommunication Network Router", Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo’2018): Proceedings of the Third International Conference (Odessa, Ukraine, 10-14 September 2018), Odessa, IEEE, P. 1–4.
Lebedenko, T. M., Mokryak, A. A., Symonenko, O. V., Cherkasov, A. V., Vlasenko, A. O. (2018), "Improvement and research of the method of balanced queue management on routers interfaces of telecommunication networks" ["Vdoskonalennya ta doslidzhennya metodu zbalansovanogo upravlinnya chergamy` na interfejsax marshruty`zatoriv telekomunikacijnoyi merezhi"], available at : http://pt.journal.kh.ua/2018/2/1/182_lebedenko_queue.pdf (last accessed 23. 05. 2019)
Ploskas, N., Samaras, N. (2017), Linear Programming Using MATLAB® (Springer Optimization and Its Applications), Springer, 637 p.
Lopez, C. (2014), MATLAB Optimization Techniques, Apress, 292 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Tetiana Lebedenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
