ОПТИМІЗАЦІЙНА МОДЕЛЬ МАРШРУТИЗАЦІЇ ЧУТЛИВОГО ДО ЗАТРИМОК ТРАФІКА В ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖАХ
Ключові слова:
інфокомунікаційна мережа, пакет, трафік, потік, маршрутизація, тензор, система координат, модель, затримка, канал зв’язку, пропускна здатність
Анотація
У роботі запропоновано вдосконалену оптимізаційну модель маршрутизації чутливого до затримок трафіка в інфокомунікаційних мережах. Новизною моделі є використання критерію оптимальності, що пов'язаний з мінімізацію середньої міжкінцевої затримки пакетів. В основу зазначеного критерію оптимальності покладено математичний вираз, який дозволяє аналітично розрахувати середню міжкінцеву затримку з урахуванням характеристик мережного трафіка, типів дисциплін обслуговування пакетів на маршрутизаторах інфокомунікаційної мережі, пропускних здатностей каналів зв’язку. Також отримано умови забезпечення якості обслуговування за середньою міжкінцевою затримкою пакетів для будь-якого виду трафіка в умовах реалізації як одношляхової, так і багатошляхової маршрутизації. Отримати зазначені результати вдалося на підставі тензорного моделювання інфокомунікаційної мережі, коли тензори основних QoS-показників та метричні тензори розглядались у двох системах координат: гілок мережі та незалежних міжполюсних шляхів і внутрішніх вузлових пар. Дослідження та порівняльний аналіз з іншими маршрутними рішеннями підтвердили більш високу ефективність удосконаленої моделі за показником середньої міжкінцевої затримки пакетів, що є важливим для чутливого до затримок трафіка, особливо в умовах високих навантажень на інфокомунікаційну мережуЗавантаження
Дані про завантаження поки що недоступні.
Посилання
1. Hanes, D., Salgueiro, G., Grossetete, P., Barton, R., Henry, J.: IoT Fundamentals: Networking Technologies, Protocols, and Use Cases for the Internet of Things. Cisco Press (2017)
2. Peng, S.-L., Pal, S., Huang, L.: Principles of Internet of Things (IoT) Ecosystem: Insight Paradigm. Springer, Cham (2020)
3. Awan, I., Younas, M.: Towards QoS in Internet of Things for Delay Sensitive Information. Trends in Mobile Web Information Systems. 86–94 (2013). https://doi.org/10.1007/978-3-319-03737-0_10
4. Кучук Г.А. Метод мінімізації середньої затримки пакетів у віртуальних з’єднаннях мережі підтримки хмарного сервісу / Г.А. Кучук, А.А. Коваленко, Н.В. Лукова-Чуйко // Системи управління, навігації та зв’язку. – Полтава . ПНТУ, 2017. – Вип. 2(42). – С. 117-120.
5. Gawas, M. A., Gudino, L. J., Anupama, K. R.: Congestion-Adaptive and Delay-Sensitive Multirate Routing Protocol in MANETs: A Cross-Layer Approach. Computer Networks and Communications, 1-13 (2019)
6. Javed, U., Suchara, M., He, J., Rexford, J.: Multipath protocol for delay-sensitive traffic. In: 2009 First International Communication Systems and Networks and Workshops, pp. 1-8. IEEE (2009)
7. Nasrallah, A., Thyagaturu, A. S., Alharbi, Z., Wang, C., Shao, X., Reisslein, M., & ElBakoury, H.: Ultra-low latency (ULL) networks: The IEEE TSN and IETF DetNet standards and related 5G ULL research. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 21(1), 88-145. IEEE (2018)
8. Goel, A., Ramakrishnan, K. G., Kataria, D., Logothetis, D.: Efficient computation of delay-sensitive routes from one source to all destinations. In: IEEE INFOCOM 2001 Conference on computer communications. Twentieth annual joint conference of the IEEE Computer and Communications Society (IEEE INFOCOM 2001), pp. 854-858. IEEE (2001)
9. Bicen, A., Ozan, V., Cagri, G., Ozgur, B. A.: Delay-sensitive and multimedia communication in cognitive radio sensor networks. Ad Hoc Networks, 816-830 (2012)
10. Podlesny, M.: Networking Mechanisms for delay-sensitive applications. Dissertation of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (2009)
11. Khan, F. A., Noor, R. M., Mat Kiah, M. L., Noor, N. M., Altowaijri, S. M., Rahman, A. U.: QoS Enabled Layered Based Clustering for Reactive Flooding in the Internet of Things. Symmetry, 11(5), 634, 1-22 (2019) https://doi.org/10.3390/sym11050634
12. Yeremenko, O., Lemeshko, O.: QoS Ensuring over Probability of Timely Delivery in Multipath Routing. Advances in Computer Science for Engineering and Education. ICCSEEA 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, Cham. Vol. 754. 244–254 (2019) https://doi.org/10.1007/978-3-319-91008-6_25
13. Вегешна, Ш.: Качество обслуживания в сетях IP. М.: Вильямс (2003)
14. Lemeshko, O., Yevdokymenko, M., Yeremenko, O., Shapovalova, A.: Investigation of Load-Balancing Fast ReRouting Model with Providing Fair Priority-Based Traffic Policing. In: Advances in Computer Science for Engineering and Education III (ICCSEEA 2020), pp. 1-12 (2020)
15. Dijkstra, E.W.: A note on two problems in connexion with graphs. Numerische mathematik (1959)
16. Bellman, R.: On a routing problem. Quarterly of applied mathematics. Vol. 16, No. 1. 87-90. (1958)
17. Medhi, D., Ramasamy, K.: Network Routing, Algorithms, Protocols, and Architectures. Cambridge, Elsevier (2018)
18. Misra, S., Goswami, S.: Network Routing: Fundamentals, Applications, and Emerging Technologies. Hoboken, Wiley (2017)
19. Кучук Г. А. Метод синтезу інформаційної структури зв’язного фрагменту корпоративної мультисервісної мережі / Г. А. Кучук // Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних сил. – 2013. – No 2(35). – С. 97-102.
20. Wang, N., Ho, K., Pavlou, G., Howarth, M.: An overview of routing optimization for internet traffic engineering. IEEE Communications Surveys & Tutorials. Vol. 10, No. 1. 36-56 (2008) https://doi.org/10.1109/COMST.2008.4483669.
21. Лемешко, А. В., Евсеева, О. Ю.: Тензорная геометризация структурно-функционального представления телекоммуникационной системы в базисе межполюсных путей и внутренних разрезов. Наукові записки УНДІЗ. Вип. 1(13)., 14-26 (2010)
22. Lemeshko, A. V., Evseeva, O. Yu., Garkusha, S. V.: 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, No. 15. 1339-1360 (2014) https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v73.i15.30.
23. Лемешко, А. В., Еременко, А. С.: Динамическое представление тензорной модели многопутевой QoS-маршрутизации в нестационарном режиме работы сетевых интерфейсов. Проблеми телекомунікацій. No 1 (18). 3–21 (2016) URL: http://pt.nure.ua/wp-content/uploads/2020/01/161_lemeshko_dynamic.pdf.
24. Lemeshko, O. V., Garkusha, S. V., Yeremenko, O. S., Hailan, A. M.: Policy-based QoS Management Model for Multiservice Networks. In: 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON): Proceedings, Omsk: Omsk State Technical University. Russia, Omsk, pp. 1–4 (2015)
25. Лемешко, А. В., Евсеева, О. Ю.: Тензорная геометризация структурно-функционального представления телекоммуникационной системы в базисе межполюсных путей и внутренних разрезов. Наукові записки УНДІЗ. Вип. 1(13). 14-26 (2010)
26. Lemeshko O., Yeremenko, O., Yevdokymenko, M., Hailan, A.M.: Tensor Multiflow Routing Model to Ensure the Guaranteed Quality of Service Based on Load Balancing in Network. In: Advances in Computer Science for Engineering and Education III (ICCSEEA 2020): The Third International Conference, pp. 1-12. (2020)
27. Крон, Г.: Тензорный анализ сетей. Москва: Сов. Радио (1978)
2. Peng, S.-L., Pal, S., Huang, L.: Principles of Internet of Things (IoT) Ecosystem: Insight Paradigm. Springer, Cham (2020)
3. Awan, I., Younas, M.: Towards QoS in Internet of Things for Delay Sensitive Information. Trends in Mobile Web Information Systems. 86–94 (2013). https://doi.org/10.1007/978-3-319-03737-0_10
4. Кучук Г.А. Метод мінімізації середньої затримки пакетів у віртуальних з’єднаннях мережі підтримки хмарного сервісу / Г.А. Кучук, А.А. Коваленко, Н.В. Лукова-Чуйко // Системи управління, навігації та зв’язку. – Полтава . ПНТУ, 2017. – Вип. 2(42). – С. 117-120.
5. Gawas, M. A., Gudino, L. J., Anupama, K. R.: Congestion-Adaptive and Delay-Sensitive Multirate Routing Protocol in MANETs: A Cross-Layer Approach. Computer Networks and Communications, 1-13 (2019)
6. Javed, U., Suchara, M., He, J., Rexford, J.: Multipath protocol for delay-sensitive traffic. In: 2009 First International Communication Systems and Networks and Workshops, pp. 1-8. IEEE (2009)
7. Nasrallah, A., Thyagaturu, A. S., Alharbi, Z., Wang, C., Shao, X., Reisslein, M., & ElBakoury, H.: Ultra-low latency (ULL) networks: The IEEE TSN and IETF DetNet standards and related 5G ULL research. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 21(1), 88-145. IEEE (2018)
8. Goel, A., Ramakrishnan, K. G., Kataria, D., Logothetis, D.: Efficient computation of delay-sensitive routes from one source to all destinations. In: IEEE INFOCOM 2001 Conference on computer communications. Twentieth annual joint conference of the IEEE Computer and Communications Society (IEEE INFOCOM 2001), pp. 854-858. IEEE (2001)
9. Bicen, A., Ozan, V., Cagri, G., Ozgur, B. A.: Delay-sensitive and multimedia communication in cognitive radio sensor networks. Ad Hoc Networks, 816-830 (2012)
10. Podlesny, M.: Networking Mechanisms for delay-sensitive applications. Dissertation of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (2009)
11. Khan, F. A., Noor, R. M., Mat Kiah, M. L., Noor, N. M., Altowaijri, S. M., Rahman, A. U.: QoS Enabled Layered Based Clustering for Reactive Flooding in the Internet of Things. Symmetry, 11(5), 634, 1-22 (2019) https://doi.org/10.3390/sym11050634
12. Yeremenko, O., Lemeshko, O.: QoS Ensuring over Probability of Timely Delivery in Multipath Routing. Advances in Computer Science for Engineering and Education. ICCSEEA 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, Cham. Vol. 754. 244–254 (2019) https://doi.org/10.1007/978-3-319-91008-6_25
13. Вегешна, Ш.: Качество обслуживания в сетях IP. М.: Вильямс (2003)
14. Lemeshko, O., Yevdokymenko, M., Yeremenko, O., Shapovalova, A.: Investigation of Load-Balancing Fast ReRouting Model with Providing Fair Priority-Based Traffic Policing. In: Advances in Computer Science for Engineering and Education III (ICCSEEA 2020), pp. 1-12 (2020)
15. Dijkstra, E.W.: A note on two problems in connexion with graphs. Numerische mathematik (1959)
16. Bellman, R.: On a routing problem. Quarterly of applied mathematics. Vol. 16, No. 1. 87-90. (1958)
17. Medhi, D., Ramasamy, K.: Network Routing, Algorithms, Protocols, and Architectures. Cambridge, Elsevier (2018)
18. Misra, S., Goswami, S.: Network Routing: Fundamentals, Applications, and Emerging Technologies. Hoboken, Wiley (2017)
19. Кучук Г. А. Метод синтезу інформаційної структури зв’язного фрагменту корпоративної мультисервісної мережі / Г. А. Кучук // Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних сил. – 2013. – No 2(35). – С. 97-102.
20. Wang, N., Ho, K., Pavlou, G., Howarth, M.: An overview of routing optimization for internet traffic engineering. IEEE Communications Surveys & Tutorials. Vol. 10, No. 1. 36-56 (2008) https://doi.org/10.1109/COMST.2008.4483669.
21. Лемешко, А. В., Евсеева, О. Ю.: Тензорная геометризация структурно-функционального представления телекоммуникационной системы в базисе межполюсных путей и внутренних разрезов. Наукові записки УНДІЗ. Вип. 1(13)., 14-26 (2010)
22. Lemeshko, A. V., Evseeva, O. Yu., Garkusha, S. V.: 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, No. 15. 1339-1360 (2014) https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v73.i15.30.
23. Лемешко, А. В., Еременко, А. С.: Динамическое представление тензорной модели многопутевой QoS-маршрутизации в нестационарном режиме работы сетевых интерфейсов. Проблеми телекомунікацій. No 1 (18). 3–21 (2016) URL: http://pt.nure.ua/wp-content/uploads/2020/01/161_lemeshko_dynamic.pdf.
24. Lemeshko, O. V., Garkusha, S. V., Yeremenko, O. S., Hailan, A. M.: Policy-based QoS Management Model for Multiservice Networks. In: 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON): Proceedings, Omsk: Omsk State Technical University. Russia, Omsk, pp. 1–4 (2015)
25. Лемешко, А. В., Евсеева, О. Ю.: Тензорная геометризация структурно-функционального представления телекоммуникационной системы в базисе межполюсных путей и внутренних разрезов. Наукові записки УНДІЗ. Вип. 1(13). 14-26 (2010)
26. Lemeshko O., Yeremenko, O., Yevdokymenko, M., Hailan, A.M.: Tensor Multiflow Routing Model to Ensure the Guaranteed Quality of Service Based on Load Balancing in Network. In: Advances in Computer Science for Engineering and Education III (ICCSEEA 2020): The Third International Conference, pp. 1-12. (2020)
27. Крон, Г.: Тензорный анализ сетей. Москва: Сов. Радио (1978)
Опубліковано
2020-05-28
Як цитувати
Lemeshko O. Оптимізаційна модель маршрутизації чутливого до затримок трафіка в інфокомунікаційних мережах / O. Lemeshko, M. Yevdokymenko, O. Yeremenko // Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. – Полтава: ПНТУ, 2020. – Т. 2 (60). – С. 152-159. – doi:https://doi.org/10.26906/SUNZ.2020.2.152.
Розділ
Зв’язок та радіолокація
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
