Анотація до роботи:

Андрушко Д.В. Оптимізація методів багатошляхової маршрутизації та розподілу ресурсів у мережах MPLS-TE. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - телекомунікаційні системи й мережі. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2007.

Дисертаційна робота присвячена оптимізації існуючих методів багатошляхової маршрутизації й розподілу ресурсів для підвищення ефективності використання мережних ресурсів.

Проведено класифікацію існуючих математичних моделей маршрутизації. Аналіз показав, що задачу трафік інжинірингу неможливо вирішити в рамках лише одного класу математичних моделей. Крім того, при рішенні задачі необхідно враховувати поточний режим роботи мережі.

Для стаціонарного режиму роботи мережі розроблений метод на підставі узагальнення графових та потокових моделей багатошляхової маршрутизації. На основі використання постановки задачі багатокритеріальної оптимізації, запропонований метод вибору оптимального числа шляхів для обслуговування трафіку, який враховує кілька характеристик якості обслуговування. Показано, що використання даного методу дозволяє на 15-20% підвищити якість обслуговування трафіку на мережах розміром до 100 вузлів.

На реальному устаткуванні проведене експериментальне дослідження мережних параметрів в умовах критичного режиму роботи мережі. Показано, що в цьому випадку необхідно використовувати процедури ремаршрутизації, які мають низьку обчислювальну складність і які забезпечують перерозподіл трафіку за час, що не перевищує 50мс.

Для критичного режиму розроблена евристична процедура перерозподілу інформаційних потоків. Проведений аналіз показав, що запропонована процедура забезпечує стійке функціонування мережі за час, що не перевищує 50мс.

У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна задача оптимізації процедур маршрутизації на базі механізмів багатошляхової маршрутизації та розподілу ресурсів з урахуванням різних режимів роботи мережі. Підвищення ефективності та вирішення задачі трафік інжинірингу забезпечено наступними висновками та положеннями дисертації:

1. Проведений аналіз показав, що однією з центральних проблем сучасних телекомунікаційних мереж є проблеми оптимального використання мережних ресурсів. Шляхи вирішення цих проблем лежать в напрямку використання механізмів багатошляхової маршрутизації та розподілу трафіку. Протокольні рішення, які використовуються на сьогоднішній день спрямовані на пошук єдиного найкоротшого шляху та не дозволяють вирішити завдання трафік інжинірингу.

2. Проведена класифікація математичних моделей показала, що комплексно вирішити завдання оптимізації розподілу інформаційних потоків у рамках одного із класів моделей неможливо. Запропоновані процедури об’єднують у собі графові алгоритми пошуку найкоротших шляхів і потокові, що дозволяють оптимально розподілити інформаційні потоки по множині доступних шляхів.

3. Для стаціонарного режиму роботи, розроблений метод оптимального розподілу навантаження по множині незалежних шляхів з використанням процедури багатокритеріальної оптимізації. У якості критеріїв вибору числа шляхів запропонований складений критерій, що враховує такі параметри, як сумарна пропускна здатність шляху та максимальна затримка в шляху. Застосування даної процедури дозволяє підвищити якість обслуговування трафіку на 15-20% за рахунок вибору оптимального числа шляхів.

4. Експериментальне дослідження мережних параметрів на реальному устаткуванні, показало, що критичний режим роботи мережі призводить до значних втрат трафіку (до 50%), у наслідок недосконалих процедур маршрутизації й розподілу ресурсів, що мають одношляхову спрямованість і не враховують поточний стан мережі.

5. Враховуючи обмеження на час перерозподілу потоків (50мс), для вирішення задачі маршрутизації у критичному режимі була обґрунтована необхідність використування процедур, які мають низьку обчислювальну складність.

6. Запропонована процедура оптимізації, що забезпечує розподіл трафіку в умовах критичного режиму роботи мережі. Суть процедури складається у виконанні рекурсивних просторово-часових операцій перерозподілу інформаційних потоків, що дозволяють забезпечити стійке функціонування мережі за час, що не перевищує 50мс.

Публікації автора:

1. Андрушко Д.В. Перспективы использования технологии MPLS/GMPLS для построения широкополосных сетей // Радиотехника, Всеукр. Межвед. Научн.-Техн. Сб. 2004. Вып. 138; с. 11—14.

2. Мельникова Л.И., Андрушко Д.В., Горяева С.Н. Многопутевая маршрутизация с использованием оптимального алгоритма распределения сетевых ресурсов для сетей MPLS-TE// Радиотехника, Всеукр. Межвед. Научн.-Техн. Сб. 2006. Вып. 144; с. 35-38

3. Андрушко Д.В., Методика определения оптимального числа маршрутов для решения задачи трафик инжиниринга в сетях MPLS-TE // Радиотехника, Всеукр. Межвед. Научн.-Техн. Сб. 2007. Вып. 148; с. 72—76

4. Мельникова Л.И., Андрушко Д.В., Демченко М.Н., Результаты экспериментальных исследований сетевых параметров передачи IP трафика в технологии MPLS-TE // Радиотехника, Всеукр. Межвед. Научн.-Техн. Сб. 2006. Вып. 144; с. 131-135.

5. Андрушко Д.В., Фурсова О.Б., Андрушко Ю.В. Оптимизация перераспределения ресурсов в сетях MPLS-TE при быстрой ремаршрутизации // Восточно-европейский журнал передовых технологий. Вып. 1/2 (25), с. 15-19. 2007

6. Андрушко Д.В., Андрушко Ю.В., Алгоритм поиска множества независимых кратчайших путей для сетей MPLS-TE // Тез. Докл. Первой международной научной конференции «Глобальные информационные системы. Проблемы и тенденции развития» 3-6 октября 2006г., с. 358-359.

7. Андрушко Д.В., Фурсова О.Б., Андрушко Ю.В., Оптимизация перераспределения ресурсов в сетях MPLS-TE при быстрой ремаршрутизации // Тез. докл. 11-го Международного молодёжного форума «Радиоэлектроника и молодёжь в ХХI веке» 10-12 апреля 2007 г., Харьков. с. 86.

8. Андрушко Д.В., Фурсова О.Б., Андрушко Ю.В., Экспериментальные исследования сетевых параметров при различных режимах работы сети // Тез. докл. Первой научно-техн. конференции, «Проблемы телекоммуникаций» 25-27 апреля 2007, Киев. с. 196-197.

9. Андрушко Д.В., Модели качества обслуживания в сетях с мультипротокольной коммутацией меток // Тез. докл. 9-го Международного молодёжного форума «Радиоэлектроника и молодёжь в ХХI веке» 10-12 апреля 2005 г. Харьков. с. 82.

10. Андрушко Д.В., Предоставление гарантированных сервисов в Best-effort сетях // Сб. Тезисов докладов по материалам международной научной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации» 2003 г. Харьков. с. 4.

11. Андрушко Д.В., Перспективы использования технологии MPLS для построения широкополосных IP-сетей // Материалы 8-го Международного молодёжного форума «Радиоэлектроника и молодёжь в XXI веке», 10-12 апреля 2004, Харьков. с. 65.

12. Андрушко Д.В., Исследование эффективности использования дисциплин управления очередями заявок при совместной передаче речи и данных в IP-сетях // Материалы 7-го Международного молодёжного форума «Радиоэлектроника и молодёжь в XXI веке», 10-12 апреля 2003, Харьков. с. 110.

13. Поповский В.В., Лемешко А.В., Мельникова Л.И., Андрушко Д.В., Обзор и сравнительный анализ основных моделей и алгоритмов многопутевой маршрутизации в мультисервисных телекоммуникационных сетях // Прикладная радиоэлектроника, 2005; т. 4, выпуск 4, с.372-382.