Forgalomtechnikai szoftveresen definiált hálózatok, megjelent a „Young Scientist” magazin
A cikk azt a problémát, a telepítési szoftver által meghatározott eleme a # xa0; a már meglévő hálózathoz. Tekintettel a megfogalmazása a probléma optimalizációs program meghatározott hálózatok és # xa0; matematikai leírás alapján egy primál-duál algoritmus.
Szoftver által meghatározott hálózat # xa0 - az ideológia az épület egy hálózat a # xa0; amelyek egymástól szintje hálózati menedzsment és # xa0; szinten csomag továbbítását. Mindezekben közös megközelítések építése szoftver által meghatározott az, hogy a szoftver által meghatározott hálózat két fő részből áll:
- # xa0; Controller szoftver által meghatározott hálózat (CS). A COP olyan logikailag centralizált funkció [1], [2]. A hálózat általában szabályozott egy vagy több a COP. COP meghatározza az utat minden szál a # xa0; hálózathoz;
- # xa0; szoftver által meghatározott hálózati elem továbbítás (EF). EP formában egy adat # xa0; hálózati. csomag továbbítását a logika határozza meg a COP és # xa0; megvalósított # xa0; továbbítási táblázat.
A probléma a forgalmi mérnöki # xa0, azaz a # xa0; szoftveresen definiált komponensek valószínűbb fokozatosan kell kialakítani a # xa0; meglévő hálózathoz. A # xa0, egy ilyen hálózat nem feltétlenül az összes forgalom által ellenőrzött egyik COP. Lehet több COP különböző részein a hálózat, és a # xa0; egyes részein a hálózat használhatják a meglévő routing # xa0; hálózatot. A fő kérdés az # xa0; mi mást lehet tenni hatékonyan # xa0; forgalomirányítás, ahol az összes forgalom # xa0; hálózat lehet központilag kezeli az egyik COP.
Rassmatrivaemayaset tartalmaz egy központi COP amely kiszámítja a routing táblákat számos VC. Várható, hogy az EP egy részét a csomópont a # xa0; hálózatot. A fennmaradó csomópontok # xa0; futtatni egy bizonyos szabványos hálózati hop-by-hop útvonalválasztó protokoll (például OSPF). COP ellenőrzi a hálózat és a # xa0; gyűjt információt # xa0; linkre állapotban. routing csomagok és EP # xa0; logikát kiszámításához az útválasztási táblázat az EP van a # xa0; egy központi COP. A # xa0, amellett, hogy a # xa0 továbbítja további csomagokat, ES végez néhány egyszerű forgalom mérése, amelyet továbbítanak a COP. CS ezt az információt használja # xa0; forgalom # xa0; terjesztett információ # xa0; hálózati # xa0; segítségével OSPF-TE protokollt dinamikusan változtatja a irányítótáblák EP # xa0; alkalmazkodni # xa0; változó közlekedési feltételek. Hagyományos hálózati csomópontok szabványos útválasztók segítségével a normál hop-by-hop routing mechanizmust [3]. Feltételezzük, hogy nem fog módosulni, hogy a # xa0; közönséges csomópontok és # xa0; lehet, hogy nem tudni # xa0, létezés EP # xa0; hálózatot.
Hálózati példa # xa0; COP és # xa0; továbbítása elemek ábrán látható. 1. Az átviteli elemek a # xa0; csomópontok 2, 9, 14 kívülről befolyásolni a COP. Ez a hálózat fogja használni, hogy bemutassa a fogalmakat előadott # xa0 a leírásban. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy minden kapcsolatot a # xa0; hálózati kétirányú és # xa0 tömegű vonalak vannak telepítve a # xa0; egységet. Most leírjuk a COP és # xa0 EP részletesebben.
1.1 továbbítási elem szoftver által meghatározott hálózat
Az EP a következő funkciókat:
Szállítás: EP aktus # xa0; elsősorban # xa0; például az útválasztás elemek. Az útválasztási tábla számítják COP [4]. EPO képes kezelni az alábbi átmeneteket az adott cél csomópont. Ha több mellett komló e cél csomópont, az EP osztott forgalmat # xa0; célállomása # xa0; előre meghatározott sorrendben a következő néhány csomó.
1.2 Controller szoftver által meghatározott hálózat
COP végzi a logika és a routing # xa0, koordinálja az útvonal VC annak érdekében, hogy a legjobb hálózat teljesítményét. COP a következő funkciókat:
Az útvonal kiszámítása: A COP felelős kiszámításánál útválasztási táblák valamennyi EP # xa0; hálózatot. Számítási zajlik # xa0; figyelembe véve az útvonal elvégzett hagyományos egységekben (a súlyozó tényezők alapján OSPF kommunikációs vonalak), a forgalom kommunikációs vonalak (a OSPF-TE) és a # xa0, az aktuális forgalmi kör (méréseken alapulnak FL). Az algoritmust a routing EP biztosítaniuk kell, hogy útvonal kerül sor módon hurok nélkül, miközben minimálisra csökkenti a hálózati torlódást.
2. Nyilatkozat a probléma a COP
Mi illusztrálására néhány fogalom vázolt # xa0, az előző bekezdés alkalmazásával ábra. 2. Feltételezzük, hogy az összes súlyokat egyenlő, hogy egy és # xa0; folyamatos kommunikáció a legrövidebb út fa # xa0; csomópont 13. Emlékezzünk, hogy a csomópontok 2, 9, 14 EP. Meg kell jegyezni, hogy a NH (6, 13) = 10, NH (1, 13) = 2, és a # xa0; stb A szaggatott vonalak azt jelzik, alternatív útvonalakat lehetséges az EP. Például, 2 egység osztható forgalmat a 13 csomópontnak két különböző átmenetek, az egyik megy az 5 csomópontra, és a # xa0; egy másik 11 csomópont.
Ábra. 2. A fa a legrövidebb utak a csomópont 13
Definíció 1: C # xa0; alapján egy sor C # xa0; VC path s = u0, U1, U2. uk = d # xa0; a forrás csomópont s # xa0; a D célállomás csomóponthoz # xa0; lesz említett megvalósítható, ha j = 1,2. k, (Uj-1, uj) ∈ E # xa0; és
Végrehajtható útvonal, ahol u0, u1, u2. uk más, úgynevezett érvényes elérési utat. PSD halmaza megengedett útvonalak közötti s # xa0; és d.
A meghatározás azt jelenti, hogy az út is lehetséges, ha a következő átmenetet # xa0; adott cél csomópont az összes elterjedt hálózati elemek meghatározott algoritmus megtalálása a legrövidebb utat. További lehetséges módja például, ha nincsenek hurkok. Ezért meg kell győződnünk arról, hogy az összes között a forgalom s # xa0 és d # xa0; kell irányítani P ∈ PSD.
Például, ábrán. 2. 3-2-5-12-13 egy érvényes utat 3 és 13. Megjegyzendő, hogy ez nem a legrövidebb út, amely 3-2-11-13. 3-6-11-13 elérési út nem érvényes, mivel a következő lépés a 3 csomópont, amely nem egy VC kell a következő lépésben a legrövidebb úton, amely a 2 csomópont.
2. Definíció: Tekintettel a legrövidebb útvonal útvonal a szokásos csomóponton, a forgalom, hogy megy a forrástól # xa0; cél, hogy áthalad EP hívják ellenőrizetlen. Ha a csomag forrás az EP, illetve ha áthalad legalább egy EP előtt el rendeltetési helyére, akkor a forgalom nevezhető szabályozható.
Más szóval, a megfigyelt forgalom áll csomagokat, amelyek áthaladnak legalább egy VC. Például, a forgalom 6-13 irányítva OSPF 06.10.13 és # xa0; mivel nincs 6 nincs 10 VC, a forgalmat a 6 csomópont a 13 csomópont nem szabályozott. A # xa0; ezzel szemben, a forgalmat a csomópont 8 áthalad csomóponton 9-13, amely EPO, és így a forgalom szabályozott.
3. Definíció: Azt mondjuk, hogy az EP u∈Cvvodit csomagot, ha
- # xa0; Node u # xa0, ez a pálya OSPF routing a csomagot;
- # xa0; A csomag áthalad u # xa0; mielőtt áthalad más EF.
Traffic, lépett a # xa0; használatával EPO u ∈ C # xa0; néhány célállomás csomóponthoz d ∈ N, jelöljük a méhen belüli eszköz.
Ezért minden megfigyelt forgalom egyedi EP, amely bevezeti ezt a forgalmat. Hadd illusztráljam ezt látható. A 3. ábrán, a szám mellett # xa0; csomópontot képviseli a forgalom aránya a csomópont # xa0; csomópont 13. Például, a forgalmat a csomópont 1 # xa0; csomópont 13 (T1,13) 3 egység. 3 A definíció forgalmat 3-13 adjuk # xa0; keresztül VC-2. Például, a 3. ábrán, I2,13 = 9, I9,13 = 13 és # xa0; I14,13 = 5. Ahogy az előzőekben említettük, az értékek nem ismert TSD COP. Mérések áll a COP értékek wud, amely a forgalmat a cél d, amely áthalad a csomópont u ∈ C.
Ábra. 3. Egy független forgalom EP
3. készítmény a probléma a COP
Mivel ellenőrzött a forgalom áthalad az EP, meg kell vizsgálni a forgalom bemenet az EP. Forgalmi IUD bevezetett EP u ∈ C kell érkezniük a cél d. Ez csak akkor lehetséges, az egyik az érvényes út P ∈ Pud. . Legyen g (e) jelöli a kormányzott patak vonal e cél az építési COP ellenőrizni közlekedési útvonal, oly módon, hogy a késedelem és a # xa0; packet loss vonalon tartják a # xa0; minimum. Az egyik természetes célpontjai a COP az, hogy minimalizáljuk a maximális kihasználása kapcsolatok # xa0; Network (x (P) # xa0; - fluxus # xa0; P útvonal):
- # xa0; Az első az egyenlőtlenségek azt mutatja, hogy a teljes áramlás a kapcsolat, amely összege a ellenőrizetlen áramlás (képviselők emelkedő g (e)), és # xa0; szabályozott áramlás (amely a második kifejezés az összeg a jobb oldalon) kisebb, mint a termék a maximális kihasználása a kommunikációs vonalak ( θ) a felfelé irányuló átviteli (c (e));
- # xa0; A második egyenlőtlenségek mutatja, hogy a teljes input forgalom irányítva a # xa0; hálózathoz;
- # xa0; A harmadik egyenlőtlenségek biztosítja, hogy az áramlás bármilyen módon egy nem-negatív.
Az optimális érték θ maximális kihasználása minden kapcsolatot. Ha az optimális érték θ <1, то ни одна из связей не будет использоваться чрезмерно. После того, как КС решает эту задачу оптимизации, то легко вычислить следующие переходы и соответствующие веса во всех ЭП для каждого пункта назначения.
A fenti készítmény, volt egy javaslat, hogy az értékeket méhen belüli eszköz és a # xa0; g (e) ismertek. Valójában mindkét érték IUD, és a # xa0; és G (F) kell kiszámítani # xa0; keresztül a COP alapján által végzett mérések EPO, és # xa0; továbbá protokoll üzenetet OSPF-TE, nyert a COP.
3.1 Dinamikus kiszámítása és a méhen belüli eszköz # xa0; g (e)
A mért értékeket, amelyek rendelkezésre állnak a COP
- # xa0; Terhelés csatlakoztatása f (e) minden kapcsolatot e ∈ E, ami nyerhető az OSPF-TE.
- # xa0; Az érték wud minden u ∈ C # xa0; az összes d ∈ N. mérjük, és az EP # xa0; továbbítjuk # xa0; COP.
E két érték kell kiszámítani a COP érték g (f) minden e ∈ E # xa0; IUD és minden u ∈ C # xa0; az összes d ∈ N. Először, ki kell számolnunk IUD. Tekintsünk egy rögzített cél csomópont d. KS ismeri az aktuális útvonalat a # xa0; a cél csomópont d. Mindent tud a következő átmenetet az összes csomópont d # xa0, és az egész EP, de nem tudja, hogy az összes következő komló a cél és a # xa0; forgalommegosztás ha több útvonal opciókat.
4. Definíció: Adott egy rendeltetési csomópont d # xa0, és az aktuális útválasztási # xa0; hálózati hívásirányítási eljárás uzlovv # xa0; C képest ez a d # xa0; úgy definiáljuk, mint a rendelési csomópontjainak # xa0; C \ D # xa0; oly módon, hogy ha a u ∈ C # xa0; előtt megjelenik v ∈ C # xa0; ebben a listában, akkor nincs más patak, amelynek a cél d, amelyet küldött v # xa0; u. Jelöljük a rend útvonal a cél csomópont d # xa0 a mint az R (d) és a # xa0, az a tény, hogy u # xa0; előtt jelenik meg v # xa0; R (d) hogyan u ≺d v.
Ez a sorrend routing jól meghatározott bármely cél csomópont d, mivel nem lehet hurok # xa0; közlekedési útvonalait cél d. Tegyük fel, hogy a jelenlegi routing # xa0; csomópont 13 fordul ábrán látható. 4. tükrözi, csak az a része, az útvonal, amely kapcsolódik a # xa0; EP. A # xa0; ebben az esetben meg kell figyelni, hogy, hogy a forgalmat a 9 csomópont áthalad egy csomópont 14. Ezért 9 ≺13 14. Egy order routing (2, 9, 14). További rendelés is lehetséges, de akkor a csomópontnak 14 jelenjenek meg az összeszerelés után 9.
Az algoritmus értékének kiszámítására IUD
Minden egyes cél csomópont d ∈ N
- # Xa0; Számítsuk routing érdekében R (d);
- # Xa0; Ahhoz, hogy az első csomóponthoz u # xa0; az R (d) állítsa IUD = wud;
- # Xa0; Építsenek egy első áramlási útvonalat u # xa0; a d # xa0; és telepíteni βv (u, d) részeként a patak, hogy eléri a csomópont v ∈ C;
- # Xa0; Minden egyes ezt követő csomópont w # xa0; az R (d). Állítsa építsenek egy első áramlási útvonalat w # xa0; a d # xa0; és állítsa βv (w, d) minden v ∈ C.
Miután IUD értéke ismert minden u ∈ C # xa0; az összes d ∈ N, kiszámításához szükséges értékek g (E), amely kontrollálatlan forgalom vonal mentén e ∈ E. Ezt az alábbiak szerint: a vezetjük be az egységbe # xa0; csomópont u ∈ C # xa0; céljuknak d ∈ N # xa0 ;. és αe (u, d) számítjuk, amely része egy patak, amely továbbítja a vonal e Mivel IUD ismert u ∈ C, lehet kiszámít
COP most már tudja, IUD-érték az összes csomópont u ∈ C # xa0; az összes d ∈ N, és a # xa0; továbbá az értékek g (f) minden e ∈ E.
3.2 készítmény dinamikus útválasztási problémák
Szükséges, hogy a COP forgalomirányítás, hogy minimalizálja a maximális kihasználtságot linkeket a # xa0; hálózatot. Egyenértékű a probléma, hogy sokkal kényelmesebb megoldani, hogy állítsa be a sávszélesség vezetékes, de megváltoztathatja a bemeneti forgalmat úgy, hogy továbbra is elhelyezni a # xa0; hálózatot. Ez a probléma # xa0; következők:
Ha az optimális λ> 1, akkor az aktuális közlekedési lehet vezetni, hogy az EP, miközben biztosítja, hogy minden kommunikáció kevesebb, mint egy használatra. Annak ellenére, hogy a problémának van egy exponenciális változók száma, lehetséges, hogy megoldja a problémát, hogy a kívánt szintet a pontosság az egyenes kettős algoritmus.
Annak érdekében, hogy írjon a lineáris program (határozat) a dinamikus routing probléma fent látható, szükséges, hogy összekapcsolja a két változó l (e) # xa0; sávszélességű kommunikációs csatorna # xa0; ZUD kereslet korlátozása. Egyenes kettős algoritmus most már felírható # xa0; forma
Tegyük fel l (e) van beállítva, mint a tömeg linket e ∈ E. Lud jelöljük a legrövidebb út a u # xa0; a d # xa0 ;. A csatlakozások súlyokat l (e) a linket e jobb kettős algoritmus most átírható a # xa0; a
Más szóval, mivel bármely halmazának, nemnegatív súlyok kapcsolatok l (e), a felső határ a # xa0; dinamikus útválasztás probléma.
Ebben a tanulmányban a problémát a telepítési szoftver által meghatározott eleme a # xa0 tartották, a meglévő hálózathoz. probléma vezérlő szoftver által meghatározott hálózat és # xa0 megfogalmazódott, bevezette elfogadható, és működőképes # xa0; ellenőrzött útját adminisztráció forgalom # xa0; hálózat és # xa0; mintegy routing csomópontok. Szintén jellemző megfogalmazás dinamikus útválasztás problémák a vezérlő szoftver által meghatározott hálózat és # xa0; matematikai leírás alapja egy primál-duál algoritmus.
Alapvető kifejezések (automatikusan generált). A rendeltetési csomópont, a CE a hálózati útválasztási VC, a cél d, útválasztási táblázatok, rendelési útvonal, a létezését EPO a hálózatban, számos VC, útválasztási táblázat, több EPO által EPO, EPO-t a célból, EP és más csomópontok EPO egyedi EP standard routing tábla, routing tábla, a cél csomópont útvonal forgalmi COP több COP.