МЕТОД ИЕРАРХИЧЕСКОЙ МЕЖДОМЕННОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ В ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ МЕЖКОНЦЕВОГО КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ

Предметом дослідження в статті є процеси міждоменної маршрутизації із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування. Мета роботи – розробити метод ієрархічної міждоменної маршрутизації із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування по показнику середньої міжкінцевої затримки пакетів в мультидоменній програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі. У статті вирішуються наступні завдання: розробка та дослідження методу ієрархічної міждоменної маршрутизації із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування. Використовуються такі методи: теорія графів, теорія тензорів, теорія ієрархічних багаторівневих систем, теорія масового обслуговування та методи математичного програмування. Отримано наступні результати: розроблено та досліджено метод ієрархічної міждоменної маршрутизації у програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування, який дозволяє на підставі балансування навантаження в доменах телекомунікаційної мережі забезпечити заданий рівень QoS за показниками продуктивності та середньої міжкінцевої затримки пакетів. Висновки: В роботі запропоновано метод ієрархічної міждоменної маршрутизації у програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі із забезпеченням якості обслуговування за показниками пропускної здатності і середньої міжкінцевої затримки пакетів. Новизною метода є те, що виконання QoS-вимог щодо середньої міжкінцевої затримки пакетів здійснюється не на підставі попереднього нормування її значень за доменами, а шляхом введення та реалізації дворівневої координації маршрутних рішень відповідно до принципу цільової координації. В основу запропонованого методу покладено декомпозиційну потокову модель міждоменної маршрутизації, а для отримання в аналітичному вигляді умов забезпечення міжкінцевої якості обслуговування використано тензорний опис кожного з мережних доменів. Використання запропонованого методу ієрархічної міждоменної маршрутизації дозволяє без перерозподілу канального ресурсу, а лише на підставі балансування навантаження в доменах ТКМ забезпечити заданий рівень QoS за показниками продуктивності та середньої міжкінцевої затримки пакетів. Децентралізація обчислень маршрутів в кожному з доменів мережі на підставі використання локальної інформації про їх стан дозволяє підвищити масштабованість маршрутних рішень, а введення процедур координації дозволяє забезпечити погодженість у роботі SDN-контролерів доменів з точки зору забезпечення QoS. Дослідження запропонованого методу на ряді розрахункових прикладів підтвердила його збіжність до оптимальних рішень за кінцеву кількість ітерацій координаційної процедури.The subject of research in the article is the processes of inter-domain routing with ensuring the end-to-end quality of service. The aim of the work is to develop a method of hierarchical inter-domain routing with ensuring the end-to-end quality of service in terms of average end-to-end packet delay in a multi-domain software-defined telecommunications network. The following tasks are solved in the article: development and research the hierarchical inter-domain routing method with ensuring the end-to-end quality of service. The following methods are used: graph theory, tensor theory, theory of hierarchical multi-level systems, queuing theory, and mathematical programming methods. The following results were obtained: the method of hierarchical inter-domain routing in a software-defined telecommunications network with the provision of end-to-end quality of service has been developed and investigated, which allows, based on load balancing in the telecommunication network domains, to provide a specified level of QoS in terms of performance and average end-to-end packet delay. Conclusions: The paper proposes a method of hierarchical inter-domain routing in a software- defined telecommunications network with ensuring the quality of service in terms of bandwidth and average packet end-to-end delay. The novelty of the method is that the implementation of QoS requirements for the average end-to-end packet delay is carried out not on the basis of preliminary normalization of its values by domain, but through the introduction and implementation of two-level coordination of route solutions in accordance with the principle of target coordination. The proposed method is based on a decomposition flow-based model of inter-domain routing, and to obtain in an analytical form the conditions for ensuring the end-to-end quality of service, a tensor description of each of the network domains is used. Using the hierarchical inter-domain routing method allows to reassign the channel resource, but only on the basis of load balancing in the telecommunication network domains, to provide the specified level of QoS in terms of performance and average end-to-end packet delay. Decentralization of route computations in each of the network domains based on the use of local information about their state makes it possible to increase the scalability of route decisions, and the introduction of coordination procedures ensures consistency in the work of telecommunication domain controllers in terms of QoS. The investigation of the proposed method on a number of computational examples confirmed its convergence to optimal solutions with a finite number of iterations of the coordination procedure.Предметом исследования в статье являются процессы междоменной маршрутизации с обеспечением межконцевого качества обслуживания. Цель работы – разработать метод иерархической междоменной маршрутизации с обеспечением межконцевого качества обслуживания по показателю средней межконцевой задержки пакетов в мультидоменной программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети. В статье решаются следующие задачи: разработка и исследование метода иерархической междоменной маршрутизации с обеспечением межконцевого качества обслуживания. Используются следующие методы: теория графов, теория тензоров, теория иерархических многоуровневых систем, теория массового обслуживания и методы математического программирования. Получены следующие результаты: разработан и исследован метод иерархической междоменной маршрутизации в программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети с обеспечением межконцевого качества обслуживания, который позволяет на основании балансировки нагрузки в доменах телекоммуникационной сети обеспечить заданный уровень QoS по показателям производительности и средней межконцевой задержки пакетов. Выводы: В работе предложен метод иерархической междоменной маршрутизации в программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети с обеспечением качества обслуживания по показателям пропускной способности и средней межконцевой задержки пакетов. Новизной метода является то, что выполнение QoS-требований по средней межконцевой задержке пакетов осуществляется не на основании предварительного нормирования ее значений по доменам, а путем введения и реализации двухуровневой координации маршрутных решений в соответствии с принципом целевой координации. В основу предложенного метода положена декомпозиционная потоковая модель междоменной маршрутизации, а для получения в аналитическом виде условий обеспечения межконцевого качества обслуживания использовано тензорное описание каждого из сетевых доменов. Использование метода иерархической междоменной маршрутизации позволяет без перераспределения канального ресурса, а лишь на основании балансировки нагрузки в доменах телекоммуникационной сети обеспечить заданный уровень QoS по показателям производительности и средней межконцевой задержки пакетов. Децентрализация вычислений маршрутов в каждом из доменов сети на основе использования локальной информации об их состоянии позволяет повысить масштабируемость маршрутных решений, а введение процедур координации позволяет обеспечить согласованность в работе SDN-контроллеров доменов с точки зрения обеспечения QoS. Исследование предложенного метода на ряде расчетных примеров подтвердило его сходимость к оптимальным решениям конечным количеством итераций координационного процедуры

МЕТОД ІЄРАРХІЧНОЇ МІЖДОМЕННОЇ МАРШРУТИЗАЦІЇ У ПРОГРАМНО-КОНФІГУРОВАНІЙ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІЙ МЕРЕЖІ ІЗ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯМ МІЖКІНЦЕВОЇ ЯКОСТІ ОБСЛУГОВУВАННЯ

The subject of research in the article is the processes of inter-domain routing with ensuring the end-to-end quality of service. The aim of the work is to develop a method of hierarchical inter-domain routing with ensuring the end-to-end quality of service in terms of average end-to-end packet delay in a multi-domain software-defined telecommunications network. The following tasks are solved in the article: development and research the hierarchical inter-domain routing method with ensuring the end-to-end quality of service. The following methods are used: graph theory, tensor theory, theory of hierarchical multi-level systems, queuing theory, and mathematical programming methods. The following results were obtained: the method of hierarchical inter-domain routing in a software-defined telecommunications network with the provision of end-to-end quality of service has been developed and investigated, which allows, based on load balancing in the telecommunication network domains, to provide a specified level of QoS in terms of performance and average end-to-end packet delay. Conclusions: The paper proposes a method of hierarchical inter-domain routing in a software- defined telecommunications network with ensuring the quality of service in terms of bandwidth and average packet end-to-end delay. The novelty of the method is that the implementation of QoS requirements for the average end-to-end packet delay is carried out not on the basis of preliminary normalization of its values by domain, but through the introduction and implementation of two-level coordination of route solutions in accordance with the principle of target coordination. The proposed method is based on a decomposition flow-based model of inter-domain routing, and to obtain in an analytical form the conditions for ensuring the end-to-end quality of service, a tensor description of each of the network domains is used. Using the hierarchical inter-domain routing method allows to reassign the channel resource, but only on the basis of load balancing in the telecommunication network domains, to provide the specified level of QoS in terms of performance and average end-to-end packet delay. Decentralization of route computations in each of the network domains based on the use of local information about their state makes it possible to increase the scalability of route decisions, and the introduction of coordination procedures ensures consistency in the work of telecommunication domain controllers in terms of QoS. The investigation of the proposed method on a number of computational examples confirmed its convergence to optimal solutions with a finite number of iterations of the coordination procedure.Предметом исследования в статье являются процессы междоменной маршрутизации с обеспечением межконцевого качества обслуживания. Цель работы – разработать метод иерархической междоменной маршрутизации с обеспечением межконцевого качества обслуживания по показателю средней межконцевой задержки пакетов в мультидоменной программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети. В статье решаются следующие задачи: разработка и исследование метода иерархической междоменной маршрутизации с обеспечением межконцевого качества обслуживания. Используются следующие методы: теория графов, теория тензоров, теория иерархических многоуровневых систем, теория массового обслуживания и методы математического программирования. Получены следующие результаты: разработан и исследован метод иерархической междоменной маршрутизации в программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети с обеспечением межконцевого качества обслуживания, который позволяет на основании балансировки нагрузки в доменах телекоммуникационной сети обеспечить заданный уровень QoS по показателям производительности и средней межконцевой задержки пакетов. Выводы: В работе предложен метод иерархической междоменной маршрутизации в программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети с обеспечением качества обслуживания по показателям пропускной способности и средней межконцевой задержки пакетов. Новизной метода является то, что выполнение QoS-требований по средней межконцевой задержке пакетов осуществляется не на основании предварительного нормирования ее значений по доменам, а путем введения и реализации двухуровневой координации маршрутных решений в соответствии с принципом целевой координации. В основу предложенного метода положена декомпозиционная потоковая модель междоменной маршрутизации, а для получения в аналитическом виде условий обеспечения межконцевого качества обслуживания использовано тензорное описание каждого из сетевых доменов. Использование метода иерархической междоменной маршрутизации позволяет без перераспределения канального ресурса, а лишь на основании балансировки нагрузки в доменах телекоммуникационной сети обеспечить заданный уровень QoS по показателям производительности и средней межконцевой задержки пакетов. Децентрализация вычислений маршрутов в каждом из доменов сети на основе использования локальной информации об их состоянии позволяет повысить масштабируемость маршрутных решений, а введение процедур координации позволяет обеспечить согласованность в работе SDN-контроллеров доменов с точки зрения обеспечения QoS. Исследование предложенного метода на ряде расчетных примеров подтвердило его сходимость к оптимальным решениям конечным количеством итераций координационного процедуры.Предметом дослідження в статті є процеси міждоменної маршрутизації із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування. Мета роботи – розробити метод ієрархічної міждоменної маршрутизації із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування по показнику середньої міжкінцевої затримки пакетів в мультидоменній програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі. У статті вирішуються наступні завдання: розробка та дослідження методу ієрархічної міждоменної маршрутизації із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування. Використовуються такі методи: теорія графів, теорія тензорів, теорія ієрархічних багаторівневих систем, теорія масового обслуговування та методи математичного програмування. Отримано наступні результати: розроблено та досліджено метод ієрархічної міждоменної маршрутизації у програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі із забезпеченням міжкінцевої якості обслуговування, який дозволяє на підставі балансування навантаження в доменах телекомунікаційної мережі забезпечити заданий рівень QoS за показниками продуктивності та середньої міжкінцевої затримки пакетів. Висновки: В роботі запропоновано метод ієрархічної міждоменної маршрутизації у програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі із забезпеченням якості обслуговування за показниками пропускної здатності і середньої міжкінцевої затримки пакетів. Новизною метода є те, що виконання QoS-вимог щодо середньої міжкінцевої затримки пакетів здійснюється не на підставі попереднього нормування її значень за доменами, а шляхом введення та реалізації дворівневої координації маршрутних рішень відповідно до принципу цільової координації. В основу запропонованого методу покладено декомпозиційну потокову модель міждоменної маршрутизації, а для отримання в аналітичному вигляді умов забезпечення міжкінцевої якості обслуговування використано тензорний опис кожного з мережних доменів. Використання запропонованого методу ієрархічної міждоменної маршрутизації дозволяє без перерозподілу канального ресурсу, а лише на підставі балансування навантаження в доменах ТКМ забезпечити заданий рівень QoS за показниками продуктивності та середньої міжкінцевої затримки пакетів. Децентралізація обчислень маршрутів в кожному з доменів мережі на підставі використання локальної інформації про їх стан дозволяє підвищити масштабованість маршрутних рішень, а введення процедур координації дозволяє забезпечити погодженість у роботі SDN-контролерів доменів з точки зору забезпечення QoS. Дослідження запропонованого методу на ряді розрахункових прикладів підтвердила його збіжність до оптимальних рішень за кінцеву кількість ітерацій координаційної процедури