УДОСКОНАЛЕНА МОДЕЛЬ ШВИДКОЇ ПЕРЕМАРШРУТИЗАЦІЇ З РЕАЛІЗАЦІЄЮ СХЕМИ ЗАХИСТУ ШЛЯХУ ТА ПРОПУСКНОЇ ЗДАТНОСТІ В ПРОГРАМНО-КОНФІГУРОВАНИХ МЕРЕЖАХ
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2020.11.163Ключові слова:
програмно-конфігурована мережа, швидка перемаршрутизація, захист шляху, пропускна здатністьАнотація
Предметом дослідження в статті є процеси швидкої перемаршрутизації з реалізацією схеми захисту шляху та пропускної здатності. Мета роботи – вдосконалення моделі швидкої перемаршрутизації з реалізацією схеми захисту шляху та пропускної здатності, яка може бути використана для програмно-конфігурованих мереж. У статті вирішуються наступні завдання: вдосконалення та дослідження математичної моделі швидкої перемаршрутизації з реалізацією схеми захисту шляху та пропускної здатності. Використовуються такі методи: теорія графів, теорія масового обслуговування та методи математичного програмування. Отримано наступні результати: вдосконалено та досліджено математичну модель швидкої перемаршрутизації, яка завдяки введенню додаткових умов дозволяє реалізувати схему захисту шляху 1:n та пропускну здатність у програмно-конфігурованих мережах. Висновки: В рамках запропонованої моделі швидкої перемаршрутизації з реалізацією схеми захисту шляху та пропускної здатності було вирішено завдання розрахунку множини основних і резервних шляхів, що не перетинаються, яке зводилося до розв’язання оптимізаційної задачі цілочисельного лінійного програмування. Перевагою вдосконаленої моделі є можливість реалізації схем захисту 1:1, 1:2,…, 1:n без введення додаткової множини керуючих (маршрутних) змінних, що сприяє зменшенню розмірності оптимізаційної задачі, що розв’язується, та обчислювальної складності її практичної реалізації. Критерій оптимальності маршрутних рішень сприяє формуванню основних і резервних шляхів, що не перетинаються, з максимально високою пропускною здатністю. У цьому випадку шлях з найвищою пропускною здатністю буде відповідати основному шляху, тоді як решта шляхів будуть використовуватися як резервні в порядку зменшення їх пропускної здатності. Загальна кількість обчислених шляхів, що не перетинаються, залежить від обраної схеми надмірності.
Посилання
White, R., Banks. E. (2018), Computer Networking Problems and Solutions: An innovative approach to building resilient, modern networks, 1st ed., Addison-Wesley Professional, 832 p.
Blokdyk, G. (2018), SD-WAN A Complete Guide, Edition Paperback, 300 p.
Abd Elazim, N. M., Sobh, M. A., Bahaa-Eldin, A. M. (2018), "Software Defined Networking: Attacks and Countermeasures", in Proc. 2018 13th International Conference on Computer Engineering and Systems (ICCES), P. 555–567. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCES.2018.8639429
Prajapati, A., Sakadasariya, A., Patel, J. (2018), "Software defined network: Future of networking", in Proc. 2018 2nd International Conference on Inventive Systems and Control (ICISC), P. 1351–1354. DOI: https://doi.org/10.1109/ICISC.2018.8399028
Kim, T., Nguyen-Duc, T. (2018), "OQR: On-demand QoS Routing without Traffic Engineering in Software Defined Networks", in Proc. 2018 4th IEEE Conference on Network Softwarization and Workshops (NetSoft), P. 362–365. DOI: https://doi.org/10.1109/NETSOFT.2018.8460088
Linkov, I. (2019), Cyber Resilience of Systems and Networks (Risk, Systems and Decisions), 1st ed. Kindle Edition, 475 p.
Rak. J. (2015), Resilient Routing in Communication Networks. 1st edition, Springer, 179 p.
Lemeshko, A. V., Evseeva, O. Yu., Garkusha. S. V. (2014), "Research on Tensor Model of Multipath Routing in Telecommunication Network with Support of Service Quality by Greate Number of Indices", Telecommunications and RadioEngineering, Vol. 73, Issue 15, P. 1339–1360. DOI: https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v73.i15.30
Lemeshko, O., Yeremenko, O., Yevdokymenko, M., Shapovalova, A., Hailan, A.M., Mersni, A. (2019), "Cyber Resilience Approach Based on Traffic Engineering Fast ReRoute with Policing", in Proc. 10th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS), P. 117–122. DOI: https://doi.org/10.1109/IDAACS.2019.8924294
Lemeshko, O., Yevdokymenko, M., Yeremenko, O. (2019), "Model of data traffic QoS fast rerouting in infocommunication networks", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 3 (9), P. 127–134. DOI: https://doi.org/10.30837/2522-9818.2019.9.127
Lemeshko, O., Yeremenko, O., Yevdokymenko, M., Sleiman, B. (2019), "Enhanced Solution of the Disjoint Paths Set Calculation for Secure QoS Routing", in Proc. 2019 IEEE International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), P. 1–4.
Lemeshko, O., Yeremenko, O., Yevdokymenko, M., Sleiman, B., Hailan, A.M., Mersni, A. (2019), "Computation Method of Disjoint Paths under Maximum Bandwidth Criterion", in Proc. 3rd IEEE International Conference Advanced Information and Communication Technologies (AICT), P. 161–164. DOI: https://doi.org/10.1109/AIACT.2019.8847756
Lemeshko, O., Yevdokymenko, M., Naors, Y. A. A. (2018), "Development of the tensor model of multipath QoE-routing in an infocommunication network with providing the required Quality Rating", Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 5, Issue 2 (95), P. 40–46. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.141989
Chang, Z., Zhao, G., Sun, Y. (2013), "A Calculation Method for The Reliability of a Complex k-out-of-n System," in Proc. 2013 International Conference on Quality, Reliability, Risk, Maintenance, and Safety Engineering (QR2MSE), P. 204–207.
Shi, Y. (2010), "Calculation of Network System Reliability Based on Improved Disjointed Minimal Path Set," in Proc. 2010 International Conference on E-Product E-Service and E-Entertainment, P. 1–4.
Guo, L. (2016), "Efficient approximation algorithms for computing k disjoint constrained shortest paths", Journal of Combinatorial Optimization, Vol. 32, Issue 1, P. 144–158.
Yu, Z.. Ni, M.. Wang, Z., Huang, H. (2011), "Heuristic algorithm for K-disjoint QoS routing problem. Computational Sciences and Optimization (CSO)", In Proc. of the Fourth International Joint Conference, P. 353–356. DOI: https://doi.org/10.1109/CSO.2011.145
Cruz, P., Gomes, T., Medhi, D. (2014), "A Heuristic for Widest Edge-disjoint Path Pair Lexicographic Optimization," in Proc. 2014 6th International Workshop on Reliable Networks Design and Modeling (RNDM), P. 9–15. DOI: https://doi.org/10.1109/RNDM.2014.7014925
Guck, J. W., Bemten, A. Van, Reisslein, M., Kellerer, W. (2018), "Unicast QoS Routing Algorithms for SDN: A Comprehensive Survey and Performance Evaluation", IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 20, No. 1, P. 388–415. DOI: https://doi.org/10.1109/COMST.2017.2749760
Karakus, M., Durresi, A. (2019), "Quality of Service (QoS) in Software Defined Networking (SDN): A survey", Journal of Network and Computer Applications, Vol. 80, P. 200–218. DOI: https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jnca.2016.12.019" target="_blank">10.1016/j.jnca.2016.12.019
Yang, Y., Xu, M., Li, Q. (2018), "Fast Rerouting Against Multi-Link Failures Without Topology Constraint", IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 26, No. 1, P. 384–397. DOI: https://doi.org/10.1109/TNET.2017.2780852
Strelkovskaya, I., Solovskaya, I., Grygoryeva, T., Paskalenko, S. (2016), "The solution to the problem of the QoS characteristics definition for self-similar traffic serviced by the W/M/1 QS," in Proc. 2016 Third International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications Science and Technology (PIC S&T), P. 40‑42. DOI: https://doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2016.7905330
Hasan, H., Cosmas, J., Zaharis, Z., Lazaridis, P., Khwandah, S. (2016), "Development of FRR mechanism by adopting SDN notion", in Proc. 2016 24th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks (SoftCOM), P. 1-7. DOI: https://doi.org/10.1109/SOFTCOM.2016.7772133
Lee, K., Kim, M., Kim, H., Chwa, H. S., Lee, J., Shin, I. (2019), "Fault-Resilient Real-Time Communication Using Software-Defined Networking", in Proc. 2019 IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium (RTAS), P. 204-215. DOI: https://doi.org/10.1109/RTAS.2019.00025
Chen, Y., Zhao, Z. (2018), "Research on Network Performance Optimization and Application of Wireless Intelligent Routing", in proc. 2018 IEEE International Conference of Safety Produce Informatization (IICSPI), P. 489-492. DOI: https://doi.org/10.1109/IICSPI.2018.8690466
Tipper, D. (2014), "Resilient network design: challenges and future directions. Telecommunication Systems", No. 56 (1), P. 5–16. DOI: https://doi.org/10.1007/s11235-013-9815-x
Mu, C., Zhang, J., Liu, Y. (2019), "Multi-objective ant colony optimization algorithm based on decomposition for community detection in complex networks", Soft Comput, P. 12683–12709 DOI: https://doi.org/10.1007/s00500-019-03820-y
Chen, C., Xu, C., Xu, C., Liu, D., Tian, L. (2018), "Trajectory Data Compression Using Hopfield Neural Network", in Proc. 2018 International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI), P. 186–190. DOI: https://doi.org/10.1109/CSCI46756.2018.00043
Andrade, B. A. R., Ferreira, N. R. (2018), "Simulated annealing and tabu search applied on network reconfiguration in distribution systems", in Proc. 2018 Simposio Brasileiro de Sistemas Eletricos (SBSE), P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1109/SBSE.2018.8395757
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Oleksandra Yeremenko, Maryna Yevdokymenko, Batoul Sleiman
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.
