Задача выбора пропускных способностей каналов связи транспортной сети, учитывающая разбалансировку трафика различного приоритета

Abstract

Предлагается вариант решения задачи выбора пропускных способностей цифровых каналов связи транспортной сети, учитывающий разбалансировку трафика данных по приоритетам. Разработанный алгоритм выбора пропускных способностей гарантирует минимальные затраты на аренду цифровых каналов связи с оптимальной пропускной способностью при условии выполнения требований к качеству обслуживания протокольных блоков данных первого, второго и k-го приоритетов в разбалансированной по приоритетам транспортной сети связи. На первом этапе была разработана аналитическая модель транспортной сети связи, которая предполагает разбиение исходной сети на отдельные фрагменты, анализируемые независимо друг от друга с помощью систем массового обслуживания. На втором этапе с использованием множителей Лагранжа был разработан алгоритм выбора пропускных способностей цифровых каналов связи для сбалансированной по приоритетам транспортной сети связи. Высокое быстродействие данного алгоритма обеспечено за счет применения алгебраических операций над матрицами (сложение, умножение и др.). На третьем этапе с использованием обобщенного метода множителей Лагранжа было реализовано сравнение условных экстремумов функции затрат на аренду цифровых каналов связи для одиночных активных требований к качеству обслуживания протокольных блоков данных, для всех возможных пар активных требований к качеству обслуживания протокольных блоков данных, для всех возможных троек активных требований к качеству обслуживания протокольных блоков данных и так далее вплоть до случая, когда одновременно будут активны все требования. На четвертом этапе был рассмотрен пример решения задачи выбора пропускных способностей цифровых каналов связи разбалансированной по приоритетам транспортной сети, состоящей из восьми маршрутизаторов, которые обслуживают протокольные блоки данных трех приоритетов. На заключительном этапе оценена эффективность разработанного алгоритма методом имитационного моделирования. Для этого в среде сетевого симулятора OMNet++ исследована разбалансированная по приоритетам транспортная сеть связи, которая состоит из восьми маршрутизаторов, соединенных двенадцатью цифровыми каналами связи с оптимальной пропускной способностью.

Keywords

• пропускная способность канала связи
• протокольный блок данных
• метод множителей лагранжа
• обобщенный метод множителей лагранжа