Распределенное управление ресурсами для повышения производительности IP сетей

• Автор: Баландин, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ

1Р СЕТЕЙ

1.1. Общая оценка состояния I сетей

1.2. Современные требования к 1Р сетям

1.3. Методы повышения эффективности фу1 iiзонирования сетей

1.3.1. Методы предоставления качественного обслуживания в I сетях

1.3.1.1. Схемы интегрированных услуг

1.3.1.2. Схемы дифференцированного обслуживания.

1.3.1.3. Сравнение схем обслуживания Iv и iv.
1.3.2. Методы управления трафиком и балансирования сетевой нагрузки
1.3.2.1. Технология многопротокольной коммутации на основе меток
1.3.2.2. Методы балансирования сетевой нагрузки.
1.3.2.3. Сравнение технологии и методов балансирования
нагрузки на основе протоколов маршрутизации.
1.3.3. Методы повышения качества протоколов маршрутизации.
1.4. Определение направления исследований.
1.4.1. Основное направление исследований
1.4.2. Вспомогательные исследования.
1.5. Выводы ПО ГЛАВЕ
2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАС ПРЕДЕЛЕ 1МОГО УПРАВЛЕНИЯ СЕТЕВЫМИ РЕСУРСАМИ
2.1. Метод динамического балансирования сетевой нагрузки
2.1.1. Основные процедуры и алгоритмы метода динамического балансирования нагрузки на основе локальной информации.
2.1.2. Процедура локальной сигнализации.
2.1.3. Расширение метода с целью учета требованпй.
2.1.4. Совместное использование предложенного метода и процедуры локальном сигнализации
2.1.5. Выводы
2.2. Методы управления канальными метриками маршрутизации
2.2.1. Метод адаптивного изменения значения канальных метрик.
2.2.2. Метод управления набором альтернативных маршрутов.
2.2.3. Выводы
2.3. Метод распределенного управления ресурсами каналов связи
2.3.1. Определение эффективной пропускной способности канала связи
на базе локальной информации
2.3.1.1. Вычисление эффективной пропускной способности канала связи .
2.3.1.2. Субоптимизация буферной задержки.
2.3.2. Применение метода распределенного управления ресурсами
каналов связи.
2.3.2.1. римсненис метода для общссстевого планирования.
2.3.3. Выводы
2.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.
3. ДИАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РАБОТЫ ПРОТОКОЛОВ МАРШРУТИЗАЦИИ
3.1. Варианты изменения протокола маршрутизации .
3.1.1. Процедура на базе дуплексного режима обмена пакетами
3.1.2. Быстрое признание канала связи вышедшим из строя
3.1.3. Быстрое восстановление записей в таблице состояния связей.
3.1.4. Совместное использование разработанных изменений
3.2. Улучшение взаимодействия протокола маршрутизации с протоколами и моделями сетевого уровня.
3.2.1. Быстрое выявление изменения состояния канала связи средствами сетевого уровня.
3.2.2. Приоритетное обслуживание важной сигнальной информации
в сетях с дифференцированным обслуживанием
3.3. Выводы по главе 3.
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕТОДОВ
И СРЕДСТВ.
4. . Повышение производительности 1Р сетей за счет применения
МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОГО БАЛАНСИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ
4.1.1. Описание сценария экспериментов.
4.1.2. Анализ полученных результатов.
4.1.3. Выводы.
4.2. Планирование пропускной способности резервных каналов связи
4.2.1. Описание сценария экспериментов
4.2.2. Анализ полученных результатов
4.2.3. Выводы
4.3. 1РИОРИТЕТНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ СИГНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ. 1 1
4.3.1. Описание сценария экспериментов
4.3.2. Анализ полученных результатов
4.3.3. Выводы.
4.4. Выводы ПО ГЛАВЕ 4 1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На базе предложенных методов и в рамках возможностей предоставляемых сетевым уровнем 1Р сетей, разработаны практически реализуемые алгоритмы и схемы обслуживания, позволяющие гибко управлять параметрами каналов связи и распределением потоков данных, и освобождающие сетевого оператора от рутинной работы по поддержанию эффективного функционирования сети. Применение предложенных методов позволяет увеличить производительность сети в интервале от уровня, получаемого при стандартной маршрутизации, до уровня методов с централизованным управлением. Благодаря совместимости предложенных методов со стандартными протоколами и схемами I сетей, переход на их использование может производиться постепенно, а стоимость их реализации и обслуживания значительно ниже, чем для методов централизованного управления ресурсами сети. Использование предложенных методов позволяет уменьшить дисбаланс нагрузки, сократить число перегруженных участков сети, уменьшить потери и время задержки пакетов в сети, и обеспечивает дополнительную защиту передачи данных. Реализация результатов работы. Автоматизированные системы обработки информации и управления. Также, результаты диссертационной работы использовались ООО АйТиГруп в проектах, направленных на разработку методов и средств, повышающих эффективность использования каналов связи и маршрутизаторов I сетей. Предложенные в работе методы и средства были реализованы на платформе 2. Разработанный набор модификаций протоколов маршрутизации был реализован в рамках протокола . В настоящее время проводятся консульгацин о возможности реализации некоторых из предложенных методов в маршрутизаторах производимых компанией i, в частности, метода приоритетного распространения сигнальной информации и метода динамического балансирования нагрузки на основе локальной информации. Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на Всероссийской научной конференции Управление и информационные технологии апрель . VIII СанктПетербургской Международной Конференции Региональная Информатика ноябрь , Международной конференции i vi v xi I август , Международной конференции I III июль , ой Международной конференции Ii I июнь . Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, из них 6 статей и тезисы к шести докладам на международных и всероссийских научнотехнических конференциях. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 6 наименований, и трех приложений. Основная часть работы изложена на 1 странице машинописного текста и содержит 8 таблиц и рисунок. Первая глава посвящена анализу состояния современных 1Р сетей. В главе приводится описание наиболее известных и интересных с научной и практической точек зрения предложений по повышению производительности 1Р сетей. Вторая глава посвящена описанию методов и средств, предложенных для решения основной задачи диссертационной работы. Основными объединяющими идеями для предложенных методов и средств является передача части функций управления трафиком на уровень сетевых маршрутизаторов, и создание более разумной сети способной эффективно управлять имеющимися ресурсами. В третьей главе предлагается описание методов и средств, предложенных для решения вспомогательных задач диссертационной работы. Предлагается набор изменений протоколов маршрутизации, а также новые модели взаимодействия протокола маршрутизации и протоколов и моделей сетевого уровня. Предложенные модели и изменения протоколов маршрутизации позволяют повысить производительность 1Р сетей и сократить расходы на обслуживание протоколов и моделей сетевого уровня. В четвертой главе предлагаются примеры практического применения основных методов и средств, предложенных во второй и третьей главах. В приложении дано описание основных подходов и методов, использованных при планировании и проведении экспериментов, приводится краткое описание программных модулей, разработанных и использованных в диссертационной работе. Также приводится описание модели идеального распределение нагрузки ООЬ, применяемой при определении интервала потенциального увеличения значения показателей для моделей с распределенным управлением ресурсами.