Место транспортных технологий IP и MPLS в мультисервисных сетях

Важно отметить, что технологические решения в области МПМ, основанные на использовании процедур балансировки нагрузки на узлах ТКС, все еще носят эвристический характер, что, в свою очередь, предполагает необходимость их всестороннего теоретического обоснования. При этом ключевым этапом подобного теоретического обоснования выступает этап математического описания ТКС, нацеленный на получение адекватных математических моделей МПМ.

Основываясь на результатах обзора моделей процессов управления сетевыми ресурсами в IP и MPLS, можно констатировать тот факт, что сама постановка задачи многопутевой маршрутизации значительно усложнилась ввиду необходимости комплексного удовлетворения требований к качеству обслуживания и сбалансированной загрузки ТКС. В этой связи наблюдается
существенное расширение используемых средств математической формализации МПМ - от классических графовых моделей и комбинаторных методов расчета до многомерных симплициальных, тензорных моделей и методов оптимального управления маршрутизацией, которые более полно отвечают вновь выдвигаемым требованиям системного характера.

Согласно проведенному анализу, при моделировании процессов многопутевой маршрутизации в современных и перспективных мультисервисных ТКС наиболее приемлемым представляется подход, основанный на комбинированном использовании возможностей графовых и потоковых моделей МПМ. При этом использование графокомбинаторных моделей позволяет существенно снизить вычислительную сложность получаемых решений за счет предварительного расчета путей доставки передаваемых пакетов. Потоковые же модели традиционно обеспечивают адекватную формализацию решения задач распределения потоков по предварительно рассчитанным путям в соответствии с ограничениями на QoS, полученных на основе использования различных моделей ТКС.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ БАЛАНСИРОВКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ

Важнейшим этапом разработки моделей и методов управления сетевыми ресурсами в ТКС является их экспериментальный количественный и качественный анализ. Применительно к рассмотренным моделям целью данного анализа выступает решение следующих частных задач:

1. Получение количественных показателей качества функционирования предложенных моделей управления сетевыми ресурсами.

2. Сравнение полученных результатов с соответствующими показателями качества существующих и перспективных протоколов, концепций маршрутизации и их средств управления сетевыми ресурсами в ТКС.

Исследование проводилось с использованием программного продукта
MatLab 7.

3.1 Численное моделирование предложенных моделей балансировки информационных ресурсов

Предложенная имитационная модель включает 18 абстрактных маршрутизаторов, причем 6 из них являются составляющими ядра ТКС, а остальные - приграничными маршрутизаторами (рис. 3.1). Исследования проводились для различной связности узлов (от 2 до 6).

Рисунок 3.1 - Исследуемая структура сети

В ходе исследований сравнительному анализу подверглись следующие модели управления сетевыми ресурсами, маршрутизации и распределения сетевых ресурсов, построенных с использованием аналитических и имитационных средств моделирования:

М1 - модель однопутевой маршрутизации RIP на основе теории массового обслуживания;

М2 - модель однопутевой маршрутизации RIP на основе ВВГ;

М3 - модель многопутевой маршрутизации по путям равной стоимости IGRP (2.14);

М4 - модель многопутевой маршрутизации по путям различной стоимости протокола OSPF (2.15);

М5 - потоковая модель Галлагера (2.16);

М6 - модель маршрутизации по требованиям TE (2.12 - 2.13).

Результаты численного моделирования в виде зависимостей среднего времени задержки и вероятности блокировки пакетов по оптимальному пути (ям) представлены на рис. 3.2.

а) б)

Рисунок 3.2 - Результаты сравнительного анализа различных моделей управления сетевыми ресурсами

Использование потоковых моделей управления (М5, М6) в сравнении с другими рассмотренными решениями (М1 - М4) в зависимости от выбранных характеристик потока и связности УА позволяет:

- снизить среднюю задержку передачи пакетов по оптимальному пути ТКС относительно лучшей известной модели М4 в среднем на 3 - 12% для модели М5 и на 6 - 25% для модели М6 (рис. 3.2 а);

- уменьшить суммарную вероятность блокировки пакетов вдоль оптимального пути ТКС в среднем на 6 - 11% и 6 - 20% для моделей М5, М6 соответственно (рис. 3.2 б).

Данные обстоятельства позволяют повысить производительность предложенной ТКС (рис. 3.1) в среднем на 10 - 15%, 16 - 22%, что показывает эффективность потоковых моделей балансировки нагрузки.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Гургенидзе А.Т., Кореш В.И. Мультисервисные сети и услуги широкополосного доступа. - С-Пб.: Наука и техника. - 2006. - 400 с.

2. Гольдштейн Б.С. Проблемы перехода к мультисервисным сетям // Вестник связи. - 2007. - № 12. - С 26 - 31.

3. Шварцман В.О. Качество услуг сетей следующего поколения // Электросвязь. -2006. - №3. - С. 26 - 31.

4. Вегешна Ш. Качество обслуживания в сетях IP / Пер.с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс». - 2006. - 386 с.

5. Мультисервисные АТМ сети / Денисова Т.Б., Лихтциндер Б.Я., Назаров А.Н., Симонов М.В., Фомичев С.М. - М.: Эко Трендз. - 2007. - 320 с.

6. Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. АТМ: Принципы и технические решения создания сетей. - М.: Горячая линия - Телеком. - 2006. - 408 с.

7. Кучерявый Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет. - М.: Наука и Техника. - 2007. - 336 с.

8. Лемешко О.В., Євсеєва О.Ю., Симоненко Д.В. Модель динамічного балансування мережних ресурсів у телекомунікаційній мережі // Системи обробки інформації. - 2008. - № 5(72). - С.71 - 74.

9. Безрук В.М., Колесников О.А., Свид И.В., Корсун И.В. Методы многокритериальной оптимизации в задачах проектирования телекоммуникационных систем. // Комп'ютерні технології друкарства. - Львів. - 2006. - № 14. - С. 166 - 190.

10. Wang Y., Wang Z. Explicit routing algorithms for Internet Traffic Engineering // Proc. of 8th International Conference on Computer Communications and Networks. - Paris. - 2009. - P. 582 - 588.

11. Дуравкин Е.В. Методика моделирования протоколов информационного обмена с помощью аппаратов Е-сетей и вероятностно-временных графов // Дисс. канд. техн. наук. - Харьков: УкрДАЗТ. - 2006. - 184 с.

12. Математичні основи теорії телекомунікаційних систем / За загал. ред. Поповського В.В. - Харків: ТОВ «Компанія СМІТ». - 2006. - 564 с.

13. Vucutury S. Multipath routing mechanisms for traffic engineering and quality of service in the Internet // PhD. Dissertation. - University of Kalifornia - 2008. - 152 p.

14. Younis O., Fahmy S. Constraint-based routing in the Internet: basic principles and recent research // IEEE Communication Society Surveys and Tutorial. - 2006. - Vol. 5. - P. 42 - 56.

15. Лемешко О.В., Симоненко Д.В., Дробот О.А. Результати порівняльного аналізу потокових моделей маршрутизації в телекомунікаційних мережах // Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. - Харків. - 2007. - №1(130. - С. 66 - 69.

16. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. - М.: Мир. - 2009. - 600 с.

Размещено на Allbest.ru