Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne PWT2004

Transkrypt

Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne PWT2004
www.pwt.et.put.poznan.pl
Konrad Płachecki
Marcin Godlewski
Sławomir Przyłucki
Politechnika Lubelska
Katedra Elektroniki
ul. Nadbystrzycka 38a
20-618 Lublin
[email protected]
2004
Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne
Poznań 9 - 10 grudnia 2004
METODY AKTYWNEGO ZARZĄDZANIA PRZEPŁYWEM PAKIETÓW W SIECIACH IP
Streszczenie: W obecnych czasach wymagania stawiane
sieciom IP zostały znacznie zróżnicowane poprzez aplikacje
wymagające odmiennych poziomów usług sieciowych QoS
(ang. Quality of Service). Dodatkowo, wzrastający udział
transmisji czasu rzeczywistego RTP, wymusza poszukiwanie nowych metod aktywnego zarządzania obsługą pakietów w węzłach sieci. Autorzy wskazują możliwości wykorzystania mechanizmów adaptacyjnych AQM (ang. Active
Queueing Management) do poprawy wydajności układów
zarządzania przepływem pakietów.
1. WSTĘP
Zapewnienie wymaganej jakości transmisji jest zagadnieniem bardzo złożonym, na który wpływ ma wiele
parametrów o charakterze niestacjonarnym (zmiany topologii, natężenia oraz zawartości ruchu).
W 1993 roku publikacja Floyda i Jacobsona „Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance” [8] wskazała na nowe kierunki poszukiwań optymalizacji obsługi transmisji w sieciach komputerowych. Na
przestrzeni dziesięciu lat od tej publikacji, po wielu godzinach symulacji nie udało się znaleźć dobrego rozwiązania stawianego przez autorów problemu. Przyczyną
takiego stanu rzeczy jest to, że problem optymalnego
przesyłu danych w sieciach jest wypadkową zasad funkcjonowania dwu mechanizmów: protokołu TCP oraz
algorytmów buforowania pakietów w przełącznikach
sieciowych – mechanizmy obsługi zatorów [2].
Przełączniki sieciowe w heterogenicznych sieciach
pakietowych muszą dbać o zapewnienie jakości transmisji dla wszystkich klas ruchu, ze szczególnym uwzględnieniem klas najbardziej uprzywilejowanych. W przypadku małych sieci o niewielkiej liczbie przepływów
możliwe jest wykorzystanie mechanizmów rezerwacji
zasobów, bazujących na architekturze usług zintegrowanych IntServ. W sieciach rozległych konieczne jest poszukiwanie mechanizmów zdecentralizowanych o dużej
autonomiczności i dużej skalowalności. Przykładem
takiego rozwiązania może być architektura DivServ [1].
Stworzenie globalnego obserwatora, posiadającego wiedzę o aktualnym stanie całej sieci i wyznaczającego
optymalną trasę transportu pakietów, wydaje się być
nierealne. Dlatego decyzje o sterowaniu przepływem
pakietów w sieciach rozległych, muszą być podejmowane lokalnie, przez poszczególne węzły, tylko na podstawie obserwacji ich otoczenia. Zagadnienie sterowania
przepływem pakietów sprowadza się więc do analizy
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
wielu skorelowanych ze sobą cech środowiska, tj.: prędkości transmisji, kosztu przesyłu, priorytetu ważności,
długości kolejek, przy uwzględnieniu obranego wskaźnika jakości, np. czasu przetwarzania pakietów w węźle
przełączającym, czy maksymalnej przepustowości [5].
2. PRZEPŁYW PAKIETÓW W SIECIACH IP
Protokół TCP uczestniczy w transporcie ponad 85%
danych przesyłanych w sieci [2]. Głównym celem mechanizmów zarządzania zatorami poprzez TCP jest sterowanie parametrami transmisji TCP w połączeniu z
użytkownikiem końcowym. Tylko na podstawie wymiany informacji pomiędzy końcowymi komputerami w
połączeniu TCP mogą być podejmowane decyzje o
zmianie parametrów pojedynczego przepływu TCP. W
przypadku utraty części pakietów pomiędzy komputerami końcowymi reakcja połączenia TCP będzie znacznie
opóźniona, z uwagi na konieczność wymiany informacji
pomiędzy tymi komputerami. W celu zapewnienia dobrych parametrów dynamicznych, łącze TCP wyposażono w mechanizm AIMD (ang. Additive Increse Multiplicative Decrese). Mechanizm AIMD zapewnia powolne
zwiększanie prędkości transmisji, natomiast w przypadku wykrycia gubionych pakietów prędkość jest redukowana o połowę.
Większość problemów związanych z gubieniem pakietów wynika z sytuacji przeciążeń kolejek buforowych
routerów. Ma to miejsce w przypadku ciągłego napływania pakietów przeznaczonych do transmisji przez interfejs, który jest aktualnie zajęty. Domyślnie w takim
przypadku nowo przybywające pakiety są umieszczane
w kolejce FIFO o skończonej długości. W przypadku
wyczerpania zasobów pamięciowych kolejki zachodzi
konieczność odrzucania przybywających pakietów według mechanizmu DT (ang. Drop Tail), czyli odrzucania
ogona kolejki.
Współpraca mechanizmów TCP z układami aktywnego zarządzania AQM jest zagadnieniem złożonym.
Mechanizmy TCP próbują zapełniać dostępne kolejki,
ponieważ nie dostają informacji zwrotnych o wystąpieniu przeciążenia od routera. W momencie przepełnienia
kolejki połączenia TCP wykrywają stan utraty połączenia, w wyniku odrzucania pakietów i braku potwierdzeń
poprawności transmisji od komputera końcowego. Rezultatem tego jest zmniejszenie prędkości transmisji
1
www.pwt.et.put.poznan.pl
TCP. Można powiedzieć, że mechanizmy TCP sterują
odpowiednim wykorzystaniem przepustowości.
W architekturze DivServ opartej o mechanizmy
AQM to przełączniki sieciowe, w obrębie pewnych
fragmentów sieci, decydują o wykorzystaniu przepustowości łącz, poprzez zarządzanie kolejkami pakietów.
Dzięki mechanizmom wcześniejszego odrzucania pakietów, AQM może „ostrzegać” przepływy TCP o konieczności redukcji prędkości transmisji. W przypadku transmisji realizowanych za pomocą protokołu bezpołączeniowego UDP, to mechanizmy aktywnego zarządzania
przepływem pakietów będą zajmować się zapewnieniem
odpowiedniego poziomu usług sieciowych QoS.
Poszukiwanie wydajnego mechanizmu zarządzania
przepływem pakietów w sieciach IP, będzie wymagało
połączenia właściwości protokołu TCP oraz układów
adaptacyjnych aktywnego zarządzania AQM.
•
2. PARAMETRY MECHANIZMÓW AQM
Zadania stawiane mechanizmom AQM wynikają z
charakteru przesyłanych danych. Większość aplikacji
sieciowych umożliwia określenie wydajności mechanizmów QoS w warstwie aplikacji, na podstawie przewidywanej aktywności transmisyjnej nadawcy. Ocena ilościowa tych parametrów koncentruje się głównie na
określeniu: przepustowości, średnim opóźnieniu transmisji w połączeniach „end-to-end”, maksymalnych wartościach opóźnienia, zmienności czasowej opóźnienia
oraz ilości utraconych pakietów. Różne wymagania stawiane przez aplikacje sieciowe pociągają konieczność
znalezienia kompromisu pomiędzy bezpieczeństwem
(niezawodnością) transmisji, a maksymalnym wykorzystaniem łączy transmisyjnych (uzyskiwane przepustowość) [3]. W tab. 1 przedstawione jest zestawienie cech
charakteryzujących transmisje wykorzystujące protokoły
TCP i UDP.
Tab.1. Zestawienie wymagań dotyczących parametrów transmisji: danych i głosu.
•
przetwarzania w węźle komunikacyjnym. Czas
propagacji jest pomijalnie mały w stosunku do
czasu przetwarzania pakietu przez węzeł sieci.
Niektóre aplikacje multimedialne są czułe na
zmiany i zmienność opóźnienia, ponieważ przesyłane informacje są odtwarzane przez odbiornik w czasie rzeczywistym – transmisje RTP.
ilość utraconych pakietów (ang. packet loss
rate) - większość problemów z gubieniem pakietów wynika z sytuacji przeciążeń kolejek buforowych routerów. Ma to miejsce w przypadku
ciągłego napływania pakietów przeznaczonych
do transmisji przez interfejs, który jest aktualnie
zajęty. Z punktu widzenia aplikacji czasu rzeczywistego, także pakiety przybywające do odbiorcy, które przekroczyły krytyczną wartość
opóźnienia (ang. delay bound), są traktowane
przez aplikację jako utracone. Większość aplikacji czasu rzeczywistego posiada zdefiniowany maksymalny poziom tolerancji ilości utraconych pakietów (ang. tolerance level).
przepustowość, pasmo (ang. throughput, bandwidth) – przepustowość w sposób bezpośredni
odzwierciedla ilość informacji, którą sieć jest w
stanie dostarczyć w określonym przedziale czasowym. Uogólniając można stwierdzić, że
większa przepustowość zapewni lepszą jakość
QoS. Nie można jednak przyjmować, że większa przepustowość jest „lekarstwem” na problemy zapewnieniem żądanego poziomu jakości transmisji multimedialnych.
3. ZADANIA MECHANIZMÓW AQM
Duża różnorodność przesyłanych danych przez sieć
wymusza potrzebę uwzględniania poziomu ważności
tych danych w procesie zarządzania ruchem, w przypadku wystąpienia zatorów w sieci. Rozróżnianie ważności
danych jest możliwe dzięki mechanizmom klasyfikacji
jakości usług QoS. Klasyfikacja pakietów jest podstawowym zadaniem układów AQM realizowanym przez
blok Klasyfikatora, co pokazuje rys 1.
Ruch
przychodzący
Ruch
odrzucony
Klasyfikator
Bufor pamięci dla
Interfejsu
sieciowego
Kolejka 1Kolejka 2 Kolejka 3
Różnorodność wymagań dla zapewnienia jakości
usług w transmisjach multimedialnych zmusiła do określenia najistotniejszych parametrów charakteryzujących
wydajność układów AQM [9]:
• opóźnienie oraz zmienność opóźnienia (ang.
delay, delay jitter) – czas upływający od odebrania pakietu przez jeden węzeł sieci do momentu odebrania przez inny węzeł. Opóźnienie
składa się więc z dwóch czasów: czasu propagacji pakietu przez łącze komunikacyjne i czasu
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
Kolejka wyściowa
Ruch
wychodzący
Rys. 1. Architektura mechanizmu sterowania przepływem pakietów w sieciach IP
2
www.pwt.et.put.poznan.pl
4. RED
RED (ang. Random Early Discard) jest to algorytm
mający za zadanie unikanie przeciążeń poprzez wykorzystywanie istniejących już mechanizmów w protokole
TCP. RED “przewiduje” wystąpienie przeciążenia łącza
i gubi pakiety, sygnalizując tym samym nadawcy, że
powinien ograniczyć transmisje. Miarą przeciążenia jest
średnia długość kolejki pakietów. Prawdopodobieństwo
odrzucenia jest generowane przez funkcję losową miary
przeciążenia, przedziałami liniową i niemalejącą [1].
W przypadku protokołu TCP jest to założenie jak
najbardziej poprawne, ponieważ po zakończeniu przeciążenia TCP potrafi automatycznie powrócić do optymalnej prędkości wysyłania pakietów. Charakterystyczną cechą mechanizmu RED jest to że w odróżnieniu od
pozostałych algorytmów – próbuje zapobiegać przeciążeniu zanim ono wystąpi, a nie tylko zminimalizować
jego skutki w czasie zaistnienia. Wykorzystuje się w tym
celu mechanizmy probabilistyczne. Działanie algorytmu
RED składa się z dwóch głównych części :
a) oszacowanie estymaty średniego rozmiaru kolejki,
avg = (1 − W ) ⋅ avg + W ⋅ Ql
(4.1)
W – stała czasowa filtru, kontrolująca przedział
czasowy, co który obliczane jest avg
Ql – aktualny rozmiar kolejki – aktualny rozmiar kolejki
b) decyzji usunięcia (lub nie) pakietów, według przyjętych wartości krytycznych długości kolejki, co
pokazuje rys. 2.
p B = max p ⋅
avg − MinTH
MaxTH − MinTH
(4.2)
MinTH – minimalny rozmiar kolejki, zanim zacznie
się odrzucanie,
MaxTH – „miękkie” maksimum, poniżej wartości
którego algorytm będzie starał się utrzymać.
100%
Prawdopodobieńst
wo odrzucenia
Obsługa zatorów w sieciach teleinformatycznych
jest jednym z najważniejszych zadań układów sterowania przepływem pakietów. Realizacja tych zadań jest
możliwa poprzez:
•
wykrywanie możliwości wystąpienia zatoru i celowe wcześniejsze odrzucanie pakietów,
•
buforowanie pakietów w pamięci według założonego mechanizmu priorytetów,
•
przydział dostępu do kolejki wyjściowej – planowanie.
Mechanizmy sterowania przepływem pakietów w
sieciach podzielić można na: układy wczesnego wykrywania przeciążeń – RED, REM oraz układy „rozładowania” zatorów – układy kolejkowania pakietów [2]
Algorytmy RED i REM skupiają się na zagadnieniu
ciągłego monitorowania stanu łącz, intensywności ruchu
oraz wolnych zasobów sprzętowych przełącznika. Na
podstawie tych informacji podejmowane są decyzje o
wcześniejszym odrzucaniu pakietów, aby nie dopuścić
do wystąpienia zatoru w sieci. Układy te nie kontrolują
poprawności (niezawodności) transmisji, przenosząc to
zadanie do warstwy transportowej TCP i UDP [1].
Mechanizmy buforowania, kolejkowania, zamiast
odrzucać pakiety, w przypadku przeciążenia łącza ruchem, mogą je tymczasowo przechowywać w jednej lub
kilku kolejkach (w zależności od zastosowanego mechanizmu kolejkowania). W odróżnieniu od filtrowania,
kolejkowanie nie określa ostatecznie losu pakietu. Dopiero gdy zapełnienie pasma utrzymuje się przez dłuższy
czas na wysokim poziomie, pakiet może pozostać odrzucony.
Obecne stosowane układy sterowania przepływem
danych zaimplementowane w routerach bazują głównie
na nie rekonfigurowalnych strumieniach, począwszy od
prostych kolejek FIFO dla ruchu równoprawnego, przez
kolejki proporcjonalne zależne od klasyfikacji pakietów
– WFQ, do niestandardowych kolejek preferowanych
PQ [4 6]. Wykorzystanie prostych algorytmów kolejkowania powoduje duże prawdopodobieństwo odrzucenia
przychodzącego pakietu. W przypadku transmisji dźwięku VoIP ilość odrzuconych pakietów powyżej 5%
wszystkich przesłanych powoduje przerywanie i gubienie strumienia audio. Dedykowane algorytmy LLQ, kolejkowania pakietów dla ruchu multimedialnego, bazują
na kolejce priorytetowej [9]. W praktyce oznacza to, że
przesyłana transmisja multimedialna przywłaszcza sobie
całe dostępne pasmo, uniemożliwiając jednoczesną
transmisję innych danych. Z uwagi na to, że wzrasta
ilość transmisji multimedialnych czasu rzeczywistego,
np. VoIP, które są przenoszone przez protokół RTP
(UDP), konieczne jest poszukiwanie nowych rozwiązań
układów sterowania ruchem, zapewniających dobrą jakość transmisji dla wszystkich rodzajów przesyłanych
usług. Rozwiązania te powinny posiadać cechy zarówno
układów przeciwdziałania przeciążeniom, jak i mechanizmów „rozładowywania” zatorów. Podstawą do badań
będą znane mechanizmy przeciwdziałania przeciążeniom
w sieciach pakietowych REM i RED.
50%
MinTH
MaxTH
0%
0%
50%
100%
Stan okupowania kolejki
Rys. 2. Wykres zależności prawdopodobieństwa odrzucania pakietów w funkcji średniej długości kolejki
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
3
www.pwt.et.put.poznan.pl
5. FUZZY AQM
Dominującym współcześnie trendem w dziedzinie
poprawy wydajności działania układów zarządzania
przepływem pakietów jest propozycja wyposażenia ich
w zdolność adaptacji do warunków panujących w sieci
teleinformatycznej [10 11]. Zdolność adaptacji może
zostać zrealizowana poprzez dodanie członu nadrzędnego, którego zadaniem będzie gromadzenie wiedzy i
wnioskowanie o poprawności przyjętych decyzji na temat sposobu zrządzania przesyłem pakietów, co pokazano na rys.3.
WEJŚCIE
WYJŚCIE
Kolejka
wyjściowa
Układ buforowania
Klasyfikator
Sterownik z logiką
rozmytą
Baza reguł sterowania
CZŁON NADRZĘDNY
Rys. 3. Układ adaptacyjny AQM z logiką rozmytą.
Jednostka nadrzędna, w oparciu o wnioskowanie w
logice rozmytej, będzie miała możliwość kontrolowania
poszczególnych elementów wykonawczych całego układu sterowania przepływem pakietów [5].
Zastosowanie sterownika logiki rozmytej FLC (ang.
Fuzzy Logic Controller) do wyznaczania prawdopodobieństwa odrzucania pakietów, pozwala na wykorzystanie wiedzy „a-priori” w procesie sterowania pracą mechanizmu AQM. Wiedza ta ma zastosowanie w procesie
doboru funkcji przynależności oraz bazy reguł sterowania. Budowa regulatora FLC jest przedstawiona na rys.
4.
Wejście
Wyjście
Bufory kolejkujące pakiety
DeFuzz
Fuzzy
Maszyna
wnioskująca
Fuzz
Fuzzy
Baza reguł
Kontroler logiki rozmytej
Rys. 5. Przestrzeń sterowania regulatora FLC.
Stałe wartości progów średniej długości kolejki
(MinTH, MaxTH), zostały zastąpione przez zmienne
wypracowywane przez sterownik FLC. Analizując przestrzeń sterowania można stwierdzić, że regulator FLC
dokonuje aproksymacji funkcji prawdopodobieństwa
odrzucania. Dzięki temu uzyskuje się „bardziej miękki”
proces przełączania.
Przedstawiona koncepcja mechanizmu Fuzzy AQM,
wykorzystuje do wyznaczenia wartości prawdopodobieństwa odrzucenia pakietu dwie informacje:
a) różnicę wartości aktualnej i oczekiwanej długości
kolejki:
e(kT ) = Q − Ql
(5.1)
b) wartość poprzednią różnicy e(kT) obliczaną jako:
e(kT − T )
(5.2)
Wykorzystanie tych informacji przez kontroler FLC jest możliwe po zastosowaniu operacji fuzyfikacji, czyli rozmywania.
Polega ona na przekształceniu bieżącej wartości ostrej (punktowej) zmiennej wejściowej regulatora w zbiór rozmyty [7].
Na podstawie aktualnych wartości wejść regulatora oraz
bazy reguł, program, nazywany maszyną wnioskującą, wysuwa wniosek w postaci wyjściowego zbioru rozmytego. We
wnioskowaniu opartym na pojedynczej regule każda pojedyncza reguła jest odpalana oddzielnie. W wyniku złożenia sfuzyfikowanego wejścia ostrego i relacji rozmytej reprezentującej
k-tą regułę otrzymuje się zbiór wyjściowy dla tej reguły o odpowiedniej funkcji przynależności. Funkcje przynależności
dobierane są na podstawie doświadczenia i intuicji projektanta. Rys. 6 przedstawia dobór funkcji przynależności dla sygnałów wejściowych.
Rys. 4. Budowa regulatora FLC.
Baza reguł, nazywana również modelem lingwistycznym jest główną częścią regulatora rozmytego FLC
[7]. Zawiera ona strategię sterowania w postaci zbioru
reguł zapisanych w języku naturalnym, języku uwzględniającym ludzki sposób postrzegania zjawisk. Baza reguł
może być przedstawiona w trzech równoważnych formach: jeżeli-to, relacyjnej lub tablicowej. Na rys. 5
przedstawiono, wyznaczoną na podstawie bazy reguł,
przestrzeń sterowania dla sterownika dwu-wejściowego.
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
Rys. 6. Funkcje przynależności dla sygnału wejścia.
4
www.pwt.et.put.poznan.pl
Następnie w celu uzyskania wszechobejmującego wyjściowego zbioru rozmytego dokonuje się połączenia
znaczeń zbiorów wyjściowych dla poszczególnych reguł
za pomocą sumy. Operacja ta nazywana jest agregacją
zbiorów wyjściowych. Jeżeli reguły regulatora reprezentowane są przez implikacje typu min (Mamdaniego), to
wyjściowe zbiory nazywane są zbiorami ściśniętymi
(ang. compress). Jeśli natomiast użyto implikacji typu
iloczyn (Larsena), to zbiory wyjściowe stanowią zbiory
skalowane (ang. scale). Przykład wyznaczania, dla określonych funkcji przynależności, wartości wyjściowej
pokazany jest na rys. 7.
rys. 8. Jeśli funkcje przynależności nie będą się
przecinać to będzie istniała taka wartość wejściowa, która nie będzie mogła być porównana
z poprzednikiem reguły. Wtedy żadna z reguł
nie odpali i w rezultacie nie zostanie obliczona
żadna zmienna sterująca.
a)
Rys. 8. Poziom przecięcia trójkątnych funkcji przynależności
•
b)
Rys. 7. a) funkcja przynależności dla wartości wyjściowej, b) graficzna interpretacja wnioskowania dla implikacji typu min.
W literaturze [10 12] spotykane są propozycje wykorzystania kontrolera FLC do zarządzania przepływem
pakietów w sieciach IP. Rozwiązania te często nie
uwzględniają dynamiki zmian długości kolejki, a bazują
tylko na aktualnym jej stanie. Uwzględnianie dynamiki
zmian długości kolejki, estymowanej przez różnice wartości długości w kolejnych chwilach czasowych e(kT)e(kT-T), powinno zapewnić większą stabilność długości
kolejki. Zapewnienie stabilności długości kolejki pozwoli z kolei na utrzymywanie, w miarę stałego, poziomu
opóźnienia przetwarzania pakietów w węźle sieci. Zadanie stabilizacji będzie wypracowywane przez kontroler
FLC, który dodatkowo będzie musiał tłumić nagłe „eksplozje” ruchu.
W celu zapewnienia poprawnej pracy regulatora
FLC funkcje przynależności powinny spełniać następujące warunki:
• warunek przecięcia, tzn. sąsiednie funkcje
przynależności powinny przecinać się dla stopnia przynależności µ∈ (0,5 ; 0,8), tak jak na
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
warunek szerokości, tzn. prawa szerokość jednej z sąsiadujących ze sobą funkcji przynależności reprezentujących wartości lingwistyczne
zmiennej wejściowej powinna być równa lewej
drugiej i obie powinny być równe długości
przedziału pomiędzy wartościami szczytowymi,
tak jak to pokazuje rys. 9.
Rys. 9. Funkcje przynależności ze spełnionym warunkiem szerokości.
Jeżeli warunek szerokości jest spełniony to dla łagodnych zmian e od eszczyt 1 do eszczyt 2, po wnioskowaniu oraz
zastosowaniu defuzyfikacji metodą środka ciężkości,
sygnał sterujący również łagodnie zmienia się od uszczyt 1
do uszczyt 2 , co przedstawia rys. 10.
Rys. 10. Zmiana sygnału sterującego.
5
www.pwt.et.put.poznan.pl
6. WNIOSKI I PLANY NA PRZYSZŁOŚĆ
Trudno jest jednoznacznie znaleźć uniwersalne rozwiązanie zapewniające gwarancję jakości przesyłanych
informacji w sieciach z komutacją pakietów. Dla małych
sieci lokalnych możliwe jest stosowanie architektury
IntServ, co zapewni duży poziom niezawodności transmisji. W przypadku dużych systemów rozproszonych
problem sterowania poprzez sieć na odległość jest uciążliwy z powodu „nieprzewidywalności” zachowania
transmisji. Poprawę zapewnienia jakości transmisji uzyska się przez zastosowanie architektury DivServ, wyposażonej w zaawansowane algorytmy sterowanie przepływem danych AQM.
Pojawiające się w literaturze propozycje poprawy
działania znanych algorytmów AQM koncentrują się
głównie wokół wykorzystania układów sztucznej inteligencji w procesie przełączania. Niestety pojawiające się
propozycje rozwiązań przedstawiają koncepcje oparte
główne na symulacjach. Rzadko poruszane są także problem implementacji sprzętowej. Dlatego ważne jest
uwzględnienie w procesie projektowania, pewnych
ograniczeń wynikających z możliwości realizacji sprzętowej (np. czasu wypracowania sterowania w porównaniu z opóźnieniem w dostarczeniu pakietu).
Autorzy wskazują na możliwość wykorzystania, w
procesie zarządzania przepływem pakietów w węźle
sieci, sterownika logiki rozmytej. Podkreślają także konieczność uwzględnienia warunków przecięcia i szerokości w procesie projektowania FLC, dla prawidłowej
pracy regulatora.
W odniesieniu do innych rozwiązań, opisywany
przez autorów, mechanizm uwzględnia dynamikę zmian
długości kolejki w procesie podejmowania decyzji. Wydaje się, że powinno poprawić to warunki stabilizacji
długości kolejki. Stabilizacja długości kolejki jest istotna
z uwagi na, opracowywany przez autorów, projekt wykorzystania układów programowalnych FPGA do realizacji sterownika FLC oraz zarządzania pamięcią buforów.
[8] Floyd S., Jacobson V.: Random Elary Detection
Gateways for Congestion Avoidance, IEEE ACM
Transactions on Networking 1993
[9] Shin J., Lee D., Kuo J.: Quality of Service for Internet Multimedia, Prentice Hall PTR 2003
[10] Yannis A.P., Runtong Z., Konikoglau V.: Fuzzy
Systems for Queueing Control, London, SpringerVerlag, January 2004
[11] Floyd S., Gummandi R., Shenker S.: Adaptive RED:
An Algorithm for Incrasing the Robustness of
RED’s Active Queue Management, AT&T Center
for Internet Research at ICSI, August 2001
[12] Wang Ch., Li B., Sohraby K., Peng Y.: AFRED: An
Adaptive Fuzzy-based Control Algorithm for Active
Queue Management, Proceedings of the 28th Annual IEEE International Conference on Local
Computer Networks, 2003
SPIS LITERATURY
[1] Grzech A.: Sterowanie ruchem w sieciach teleinformatycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, 2002
[2] Papir Z.: Ruch telekomunikacyjny i przeciążenia sieci
pakietowych, WKŁ Warszawa 2001
[3] RFC 2309: Recommendations on Queue Management and Congestion Aviodance in the Internet,
April 1998
[4] Płachecki K.: Dyskretna symulacja układów kolejkowania, Ogólnopolskie Warsztaty Doktoranckie,
Istebna 2003
[5] Płachecki K.: Możliwości sterowania przepływem
cyfrowych sygnałów pomiarowych za pomocą
układów
FPGA,
"Ważenie-DozowaniePakowanie", 07/08 2003 strona 8-10
[6] Cottet F., Delacroix J.,Kaiser C., Mammeri Z.:
Scheduling in Real-Time Systems, Wiley, 2002
[7] Rutkowska D., Piliński M., Rutkowski L.: Sieci neuronowe, algorytmy genetyczne i systemy rozmyte,
PWN, Warszawa Łódź, 1999
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
6

Podobne dokumenty