ГЛАВА 2
АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ ОБЪЕМА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ КОЛИЧЕСТВА УЗЛОВ ДОМЕНА И
СТЕПЕНИ СВЯЗНОСТИ
2.1. Формирование двухуровневой структуры системы конструирования трафика.
Для того, чтобы использовать Ad hoc сети на очень большом масштабе,
одноуровневые протоколы маршрутизации (реактивных или проактивных) являются
неприемлемыми. Действительно, такого рода протоколы маршрутизации становятся
неэффективными для большого масштаба беспроводных сетей из-за полосы
пропускания (flooding of control messages – лавинная маршрутизация сообщений
контроля) и обработка служебных сигналов и данных (routing table computation –
маршрутизация таблицы вычисления). Одно общеизвестное решение проблемы
масштабируемости заключается в представлении иерархической маршрутизации путем
группировки ближних узлов в домене, а также путем использования гибридной схемы
маршрутизации: классический проактивный подход внутри каждого домена и
реактивный подход между доменами ([[ciii]], [[civ]]). Такая организация также
показывает множественные преимущества, такие как синхронизация станций в группе
или более легкое определение новых сервисных зон.
В работе [[cv]] рассмотрены вопросы многоуровневой структуры сети и вопросы
оптимизации процедуры маршрутизации в масштабируемых мобильных сетях.
Дальнейшее развитие эти вопросы получили в работе [[cvi]].
Компьютерная сеть может быть представлена в виде неориентированного
нагруженного графа: G = (V, E), где: V ={vi | i=1,2,…,n} – множество вершин
графа, E ={ei,j | i=1,2,…,n; j=1,2,…,m} – множество ребер графа, инцидентных
смежным вершинам vi и vj. Каждому ребру ei,j графа G = (V, E) сопоставлено
некоторое значение его веса, wi,j = (ci,j, di,j, pi,j), где: ci,j – стоимость
передачи информации; а di,j – задержка передачи информации; pi,j - вероятность
удаления ребра ei,j из графа. Соответственно, выражение si,j = 1– pi,j
характеризует устойчивость канала передачи данных между смежными абонентскими
системами. Устойчивость Sn,m пути Pn,m является функцией от устойчивости всех
ребер данного пути, то есть Sn,m = ¦( si,j ч " ei,j О Pn,m ).
С целью повышения эффективности функционирования компьютерная сеть разбивается
на домены, соответственно, граф компьютерной сети разбивается на подграфы G =
{Gi | i=1,2, …,m }. При этом конструирование трафика осуществляется на
внутридоменном и междоменном уровнях. Для этого используются контролеры
доменов, в качестве которых выступают интеллектуальные агенты конструирования
трафика. Как правило, способы конструирования трафика внутри доменов отличаются
от способов конструирования трафика между доменами. При этом эффективность
каждого из этих методов зависит от размера и структуры доменов.
С целью оптимизации процедуры ремаршрутизации в работе разбиение мобильной сети
на домены сведено к задаче формирования на заданном множестве V ={vi |
i=1,2,…,n} вершин графа G = (V, E) нечетких множеств с максимальной суммой
кардинальных чисел . Выражение представляет собой пару , где: - функция
принадлежности vi нечеткому множеству Aj, изменяющаяся в пределах [0,1]. На
основании значения определяется целесообразность формирования и хранения
маршрутной информации для вершины vi в контролере домена Dj. При условии 0.5
ЈЈ1 в контролере домена Dj для вершины vi формируется и поддерживается
маршрутная информация. Значение = 1 соответствует неподвижному узлу, для
которого маршрутная информация формируется только в одном из контролеров
домена. При значениях = 0.5 маршрутная информация одновременно формируется в
двух смежных доменах. Это дает возможность сократить время ремаршрутизации при
перемещении мобильного узла.
В результате формируется двухуровневая структура системы конструирования
трафиком. На первом уровне реализуется конструирование трафиком внутри доменов,
на втором – между доменами. Конструирование трафика осуществляется на основе
агентной технологии, при этом агенты располагаются в контролерах доменов.
Каждый агент отвечает за конструирование трафика внутри своего домена.
Конструирование между доменами осуществляется в результате взаимодействия
агентов между собой.
2.2. Выбор и обоснование критериев оптимальной структуры доменов мобильной
компьютерной сети
В процессе функционирование мобильной компьютерной сети осуществляется
реконфигурация доменов с целью сокращения времени передачи информации и
оптимизации сетевого трафика.
В качестве критерия выбора структуры и размера доменов служит эффективность
передачи данных, которая равна:
(2.1)
где: Wn – количество переданных полезных данных,
Wсл - количество служебной информации.
В качестве одного из критериев эффективности динамической маршрутизации служит
объем служебного трафика, который должен стремится к минимуму. Определим
факторы, влияющие на объем служебного трафика в мобильной сети.
Объем служебного трафика представляет собой функцию от частоты реконфигураций
домена (Fr) и количества узлов NVi в домене Vi:
С увеличением числа реконфигураций домена, объем служебного трафика в домене
увеличивается по нелинейному закону, за счет чего резко падает эффективность
передачи данных. При определенных условиях это может привести к неустойчивой
работе сети.
Следовательно, для уменьшения объема служебного трафика в домене частота
реконфигураций на заданном промежутке времени ДТ и количество узлов домена
должно стремиться к минимуму:
Таким образом, оптимальный размер домена можно охарактеризовать с помощью
коэффициента k:
,
(2.2)
Таким образом, объем служебного трафика зависит от частоты реконфигураций
домена и количества узлов в дом
- Київ+380960830922