DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-100-108

Метод децентралізованого управління мережевими ресурсами інформаційно-комунікаційних мереж

Ігор Анатолійович Пількевич, Олег Сергійович Бойченко, Ігор Володимирович Гуменюк

Анотація


У роботі наведено теоретичний опис запропонованого методу синтезу бездротових інформаційно-комунікаційних мереж передачі даних шляхом кластеризації вузлів та виділенням основних елементів функціонування: контролерів кластерів, вузлів-шлюзів та кластеризованих вузлів з метою забезпечення зменшення службового трафіку при вирішенні завдань покращення якості обслуговування та функціонування мобільних мереж. Для синтезу мережі на основі проведеного аналізу обрано алгоритм k-середніх, виходячи з його простоти реалізації та заздалегідь відомої кількості мережевих кластерів, на яку необхідно розподілити (кластеризувати) вузли. Основна метрика, що використовується при проведенні кластеризації та розподілення бездротової інформаційно-комунікаційної мережі на кластерні зони обрано метричну (евклідову) відстань між мережевими вузлами. При ініціалізації синтезованої мережі обсяг службового трафіка збільшується (на 10–12 %) за рахунок виокремлення службової інформації для визначення основних структурних елементів функціонування мережі (контролерів кластерів, вузлів-шлюзів, кластеризованих вузлів тощо). Показано, що застосування методу надає значне зменшення службового трафіка порівняно з відомими методами управління мережевими ресурсами під час власне самої передачі інформації, причому приріст переваги залежить від кількості кластерних зон, на яку розподіляється інформаційно-комунікаційна мережа. Запропонований метод синтезу доцільно застосовувати для забезпечення якісного та надійного функціонування бездротових інформаційно-комунікаційних мереж, у тому числі й глобальних/локальних мобільних, в умовах обмеження мережевих ресурсів та відсутньої або зруйнованої мережевої інфраструктури.

Ключові слова


службовий трафік; інформаційно-комунікаційна мережа; динамічна маршрутизація; децентралізоване управління; кластер; продуктивність мережі

Повний текст:

PDF

Посилання


Astrakhantsev, A.A. and Horbanʹ, S.M. (2014), «Sravnitel'nyi analiz effektivnosti protokolov marshrutizatsii v AD-HOC setyakh», Systemy obrobky informatsiyi, No. 1 (117), pp. 156–159.

Zhaogang, Shu, Jiafu, Wan and Jiaxiang, Lin (2016), «Traffic engineering in software-defined networking: Measurement and management», Access IEEE, Vol. 4, pp. 3246–3256.

Klymash, M.M., Shpur, O.M., Bahriy, V.O. and Shvets,ʹ A.L. (2014), “Metod dyferentsiyovanoho mulʹtypotokovoho keruvannya trafikom u transportnykh prohramno-kerovanykh merezhakh», Visnyk Natsionalʹnoho universytetu «Lʹvivsʹka politekhnika». Radioelektronika ta telekomunikatsiyi, No. 796, pp. 60–68.

Kuchuk, G.A. (2013), «Method of synthesis of the information structure of the coherent fragment of the corporate multiservice network», Collection of scientific works of the Kharkiv University of Air Forces, No. 2 (35), pp. 97–102.

Koretsʹkyy, O.V. and Dumych, S.S. (2013), «Modeli ta alhorytmy pidvyshchennya efektyvnosti komutatsiyi informatsiynykh potokiv u povnistyu optychnykh telekomunikatsiynykh systemakh», Visnyk Natsionalʹnoho universytetu «Lʹvivsʹka politekhnika». Radioelektronika ta telekomunikatsiyi, No. 766, pp. 96–103.

Kolesnik, A.B. (2006), «Otsenka effektivnosti algoritmov optimizatsii zagruzki i marshrutizatsii v besprovodnykh setyakh», Vestnik Khersonskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, No. 1 (24), pp. 549–553.

Boukerche, A. (2009), «Algorithms and protocols for wireless, mobile ad hoc networks», John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 495 p.

Krasnobaev, V.A. and Horbenko, R.A. (2013), «Protokoly marshrutyzatsyy v besprovodnykh sensornykh setyakh», Systemy upravlinnya, navihatsiyi ta zv'yazku, Vyp. 2 (26), pp. 114–120.

Draves, R., Padhye, J. and Zill, B. (2004), «Comparison of Routing Metrics for Static Multi-hop Wireless Networks», Proceedings of the 2004 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communications, New York, USA, pp. 133–144.

Shatovskaya, T.B. and Dorozhko, O.O. (2014), «Analiz dannykh slozhnykh ob"yektov s pomoshch'yu modifitsirovannogo algoritma klasterizatsii», Vostochno-Yevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy, No. 2/4 (68), pp. 155–159.

Kriegel, H.-P., Kr¨oger, P. and Zimek, A. (2009), «Clustering high-dimensional data: A survey on subspace clustering, pattern-based clustering, and correlation clustering», ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data (TKDD), No. 3 (1), pp. 1–58.

Vorobiyenko, P.P., Nechiporuk, O.L. and Strukalo, M.I. (2000), «Printsipy organizatsii setey s kommutatsiyey paketov», uchebnoye posobiye, UGAS im. A.S. Popova, Odessa, 101 p.

Saad, Biaz and Bing, Qi, iETT: A Quality Routing Metric for Multi-rate Multi-hop Networks, [Online], available at: http://www.eng.auburn.edu/users/sbiaz/publications/IETT-Bing2008.pdf

Boychenko, O., Vorotnikov, V. and Kulakov, Y. (2015), «Multicriterion Estimation of Efficiency of Mobile Network Clustering», The Advanced Science Journal, Issue 1, рр. 61–67.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Астраханцев А.А. Сравнительный анализ эффективности протоколов маршрутизации в AD-HOC сетях / А.А. Астраханцев, С.М. Горбань // Системи обробки інформації. – 2014. – № 1 (117). – С. 156–159.
  2. Traffic engineering in software-defined networking: Measurement and management / Zhaogang Shu, Jiafu Wan, Jiaxiang Lin and other // Access IEEE. – 2016. – Vol. 4. – P. 3246–3256.
  3. Метод диференційованого мультипотокового керування трафіком у транспортних програмно-керованих мережах / М.М. Климаш, О.М. Шпур, В.О. Багрій, А.Л. Швець // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2014. – № 796. – С. 60–68.
  4. Kuchuk G.A. Method of synthesis of the information structure of the coherent fragment of the corporate multiservice network / G.A. Kuchuk // Collection of scientific works of the Kharkiv University of Air Forces. – 2013. – No. 2 (35). – P. 97–102.
  5. Корецький О.В. Моделі та алгоритми підвищення ефективності комутації інформаційних потоків у повністю оптичних телекомунікаційних системах / О.В. Корецький, С.С. Думич // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2013. – № 766. – С. 96–103.
  6. Колесник А.Б. Оценка эффективности алгоритмов оптимизации загрузки и маршрутизации в беспроводных сетях / А.Б. Колесник // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2006. –№ 1 (24). – С. 549–553.
  7. Boukerche A. Algorithms and protocols for wireless, mobile ad hoc networks / A.Boukerche // New Jersey : John Wiley & Sons, Inc., 2009. – 495 p.
  8. Краснобаев В.А. Протоколы маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях / В.А. Краснобаев, Р.А. Горбенко // Системи управління, навігації та зв’язку. – 2013. – Вип. 2 (26). – С. 114–120.
  9. Draves R. Comparison of Routing Metrics for Static Multi-hop Wireless Networks / R.Draves, J.Padhye, B.Zill // Proceedings of the 2004 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communications. – New York, USA, 2004. – Р. 133–144.
  10. Шатовская Т.Б. Анализ данных сложных объектов с помощью модифицированного алгоритма кластеризации / Т.Б. Шатовская, О.О. Дорожко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. –2014. – № 2/4 (68). – С. 155–159.
  11. Kriegel H.-P. Clustering high-dimensional data: A survey on subspace clustering, pattern-based clustering, and correlation clustering / H.-P. Kriegel, P.Kr¨oger, A.Zimek // ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data (TKDD). – 2009. – № 3 (1). – Р. 1–58.
  12. Воробиенко П.П. Принципы организации сетей с коммутацией пакетов : учебное пособие / П.П. Воробиенко, О.Л. Нечипорук, М.И. Струкало. Одесса : УГАС им. А.С. Попова, 2000. – 101 с.
  13. Saad Biaz iETT: A Quality Routing Metric for Multi-rate Multi-hop Networks / Saad Biaz, Bing Qi [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://www.eng.auburn.edu/users/sbiaz/publications/IETT-Bing2008.pdf.
  14. Boychenko O. Multicriterion Estimation of Efficiency of Mobile Network Clustering / O.Boychenko, V.Vorotnikov, Y.Kulakov // The Advanced Science Journal. – 2015. – Issue 1. – Р. 61–67.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2019 Ігор Анатолійович Пількевич, Олег Сергійович Бойченко, Ігор Володимирович Гуменюк

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.