Késleltetés minimalizálása megbízható hozzáférési hálózatokban

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Babarczi Péter
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Az infokommunikációs hálózatok területén napjainkban megfigyelhető tendenciák alapján megállapítható, hogy a felhasználók hálózattal szemben támasztott követelményei egyre komolyabb kihívások elé állítják a szolgáltatókat. A felhasználói élmény szempontjából egyre fontosabb az alacsony késleltetés és késleltetés-ingadozás; másrészt a megjelenő alkalmazásoknak is egyre szigorúbb követelményeik vannak a megbízhatóság és minőség terén. Így a korábbi trendekkel ellentétben a felhasználók számára az elsődleges szempont már nem a sávszélesség, hanem sokkal inkább az adatátvitel minősége. Míg az optikai technológiák (például: passzív optikai hálózatok) elterjedésének köszönhetően a modern hozzáférési hálózatokban a megfelelően magas átviteli sebességek biztosítása nem nagy kihívás, addig a szolgáltató a hálózat megbízhatóságára nehezen tud garanciát vállalni, és a hozzáférési hálózat (fa) topológia aajátosságai miatt a hálózaton belüli kommunikáció késleltetése is jelentős lehet.

Olyan algoritmusokat terveztem, implementáltam, és teszteltem, amelyekkel javítani lehet a hálózat minőségi mutatóit. Dolgozatomban két megközelítést vizsgáltam részletesen. Először a fa topológia különböző csomópontjai között történő új kapcsolatok kiépítésének lehetőségét jártam körül. Ezek az új

összeköttetések egyrészt alternatív útvonalat biztosítanak a felhasználók forgalmának (ez lehetőséget ad hibás szegmensek kikerülésére, így növeli a hálózat megbízhatóságát); másrészt a késleltetés csökkentésére is van mód, ha az új kapcsolat üzemi forgalom elvezetésére is igénybe vehető. A beillesztendő új összeköttetések kiválasztására egy egészértékű lineáris programot javasoltam, amely a híres utazó ügynök probléma megoldásán alapszik egy, a bementi topológia alapján konstruált segédgráfban.

A dolgozatomban vizsgált másik megközelítés során tükröket helyezünk az egyes csomópontokba, így a topológia (és a megbízhatóság) ebben az esetben nem változik. A tükrök alkalmazásával a késleltetés jelentősen csökkenthető, mivel a hálózaton belüli csomópontok számára lényegesen rövidebb és közvetlenebb útvonalat biztosítanak, így megszüntetik a topológiából adódó szükségtelen késleltetést és felesleges adatátvitelt a gyökér csomópontig - ezzel tehermentesítve a hálózatot. Kidolgoztam egy metrikát, amely leírja az aktuális forgalom és topológia alapján az egyes csomópontok hasznosságát a tükrök elhelyezése szempontjából. A tükörré fejlesztendő csomópontok optimális kiválasztására egészértékű lineáris programot javasoltam, továbbá adtam egy hatékony mohó eljárást, amely feláldozza ugyan az eredmény optimalitását, viszont lényegesen jobban skálázható a hálózat méretének függvényében.

Szimulációk során igazoltam az új összeköttetések elhelyezésére javasolt egészértékű lineáris program és a tükör elhelyezésére javasolt mohó algoritmus hatékonyságát.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.