محققان طرح مسیریابی بخش هوشمند را برای مدیریت شبکه توسعه می دهند


محققان طرح مسیریابی بخش هوشمند را برای مدیریت شبکه توسعه می دهند

مطالعه موردی مکانیسم انتقال تاریخ مسیریابی انحراف را نشان می دهد. اعتبار: بیگ داده کاوی و تجزیه و تحلیل، انتشارات دانشگاه Tsinghua

مهندسی ترافیک توجه بسیاری از تحقیقات را به خود جلب کرده است، به ویژه در سال های اخیر که شبکه ها در اندازه و پیچیدگی رشد می کنند. اپراتورهای شبکه به طور فزاینده ای به روش های بهتری برای مدیریت حجم عظیم داده ای که در شبکه هایشان جریان دارد نیاز دارند. تیمی از محققان یک طرح مسیریابی هوشمند برای مهندسی ترافیک پیشنهاد کرده اند که تعادل بار را با سربار کنترل محدود به دست می آورد.

تحقیقات آنها در مجله منتشر شده است کلان داده کاوی و تجزیه و تحلیل.

به طور سنتی، محققان مهندسی ترافیک مرتبط با شبکه‌های پروتکل اینترنت سنتی (IP) را با تمرکز بر پروتکل‌های مسیریابی IP، مشکلات بهینه‌سازی مسیریابی و همپوشانی در یک شبکه IP مطالعه کرده‌اند. با ورود شبکه نرم افزاری تعریف شده، محققان شروع به تمرکز بیشتر روی مسائل مهندسی ترافیک، از جمله تقسیم ترافیک و طراحی پروتکل کردند.

در شبکه های نرم افزاری تعریف شده، شبکه را می توان به صورت متمرکز با استفاده از نرم افزارهای کاربردی کنترل کرد. شبکه‌های نرم‌افزاری به محققان اجازه می‌دهند تا به مدیریت شبکه کارآمدتری دست یابند و برخی از مسائل مهندسی ترافیک عظیم را که مدیریت آن در شبکه‌های سنتی دشوار است، حل کنند.

با این حال، حتی با شبکه های نرم افزاری تعریف شده، محققان با مسائل مقیاس پذیری دست و پنجه نرم می کردند. بنابراین محققان توجه خود را به مسیریابی بخش معطوف کردند. مسیریابی بخش تکنیکی است که به محققان اجازه می دهد مهندسی ترافیک را در سراسر حوزه های شبکه با سازماندهی مجموعه ای از اطلاعات به نام بسته ها ساده کنند.

محققان دریافتند که با ترکیب مسیریابی بخش با شبکه‌های تعریف‌شده توسط نرم‌افزار، می‌توانند برخی از چالش‌های شبکه تعریف‌شده توسط نرم‌افزار را حل کنند. با این حال، هنوز برخی از مشکلات حل نشده وجود داشت، زیرا مسیریابی بخش، سربار کنترل را به همراه دارد، به این معنی که هدرهای بسته اضافی باید درج شوند. سربار کارایی یک شبکه بزرگ را زمانی که هدرهای بخش بیش از حد طولانی می شوند، به شدت کاهش می دهد.

Laizhong Cui گفت: “مسیریابی بخش یک معماری جدید برای مهندسی ترافیک بوده است، اما سربار کنترل را نیز به همراه دارد و کارایی ارسال را کاهش می دهد. بنابراین ما بر روی چگونگی بهینه سازی عملکرد متعادل کننده بار لینک با سربار کنترل محدود بر اساس مسیریابی بخش تمرکز کردیم.” استاد دانشکده علوم کامپیوتر و مهندسی نرم افزار در دانشگاه شنژن.

محققان طرح مسیریابی بخش هوشمند را برای مدیریت شبکه توسعه می دهند

نمودار کل معماری طرح مسیریابی هوشمند برای مهندسی ترافیک را نشان می دهد. اعتبار: بیگ داده کاوی و تجزیه و تحلیل، انتشارات دانشگاه Tsinghua

برای غلبه بر این چالش ها، تیم تحقیقاتی یک طرح مسیریابی هوشمند برای مهندسی ترافیک پیشنهاد کردند. این امکان متعادل کردن بار با سربار کنترل محدود را فراهم می کند. این تیم با فرمول‌بندی مسئله به‌عنوان یک مسئله نقشه‌برداری که جریان‌های مختلف را به نقاط کلیدی انحراف ترسیم می‌کند، شروع کرد. سپس آنها ثابت کردند که مشکل چند جمله ای سخت غیر قطعی است، راهی برای تعریف مسئله در نظریه پیچیدگی محاسباتی.

سپس برای حل مشکل، آنها یک الگوریتم بهبود یافته بهینه سازی کلونی مورچه ها را توسعه دادند. بهینه سازی کلونی مورچه ها تکنیکی است که از احتمال در حل مسائل بهینه سازی شبکه استفاده می کند. آنها همچنین یک الگوریتم دوم، یک الگوریتم متعادل کننده بار طراحی کردند و عملکرد نظری آن را تجزیه و تحلیل کردند.

Laizhong Cui گفت: “ما دو الگوریتم را برای تحقق هدف متعادل کننده بار و جلوگیری از اضافه بار حمل و نقل پیشنهاد کردیم. تئوری بهینه سازی کلونی مورچه ها و برنامه ریزی خطی ایده ها و دستورالعمل هایی را برای الگوریتم ها ارائه کرد.”

این تیم طرح مسیریابی هوشمند خود را برای مهندسی ترافیک در توپولوژی های مختلف دنیای واقعی ارزیابی کرد. توپولوژی نحوه چیدمان و اتصال عناصر شبکه را توضیح می دهد. نتایج این تیم نشان می‌دهد که الگوریتم‌های آن‌ها بهتر از الگوریتم‌های سنتی عمل می‌کنند. با طرح مسیریابی هوشمند آن‌ها برای مهندسی ترافیک، حداکثر پهنای باند 24.6 درصد کمتر از الگوریتم‌های سنتی است که در توپولوژی شبکه بل کانادا ارزیابی می‌شود.

محققان طرح مسیریابی بخش هوشمند را برای مدیریت شبکه توسعه می دهند

نموداری که عملکرد متعادل کننده بار حداکثر پهنای باند را برای الگوریتم ها در شش توپولوژی انتخاب شده نشان می دهد. اعتبار: بیگ داده کاوی و تجزیه و تحلیل، انتشارات دانشگاه Tsinghua

با نگاهی به تحقیقات آینده، تیم در حال آماده شدن برای آزمایش و بهینه سازی الگوریتم های خود در یک محیط شبکه واقعی است. آنها همچنین قصد دارند طرح خود را با افزودن روش هوش مصنوعی در شبکه های گسترده نرم افزاری توسعه دهند. Cui گفت: “هدف نهایی ما توسعه و به کارگیری راه حل های خود برای اکثر معماری های شبکه برای بهبود عملکرد انتقال شبکه است.”

اطلاعات بیشتر:
شو یانگ و همکاران، مسیریابی بخش هوشمند: به سوی تعادل بار با سربار کنترل محدود، کلان داده کاوی و تجزیه و تحلیل (2022). DOI: 10.26599/BDMA.2022.9020018

ارائه شده توسط انتشارات دانشگاه Tsinghua

نقل قول: محققان طرح مسیریابی بخش هوشمند را برای مدیریت شبکه توسعه می دهند (2022، 5 دسامبر) بازیابی شده در 5 دسامبر 2022 از

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.





منبع