Wireless ATM layouts for chain networks

In this paper we consider the problem of constructing ATM layouts for wireless networks in which mobile users can move along a chain of base stations. We first show that deciding the existence of a layout with maximum hop count h, load l and channel distance d is NP-complete for every fixed value of d greater or equal to 1. We then provide optimal layout constructions for the case d less than or equal to 2. Finally, optimal layout constructions are obtained also for any d within the class of the so-called canonic layouts, that so far have always been shown to be the optimal ones

Virtual path bandwidth distribution and capacity allocation with bandwidth sharing

Broadband high-speed networks, such as B-ISDN, are expected to play a dominant role in the future of networking due to their capability to service a variety of traffic types with very different bandwidth requirements such as video, voice and data. to increase network efficiency in B-ISDN and other such connection oriented networks, the concept of a virtual path (VP) has been proposed and studied in the literature. A VP is a permanent or semi-permanent reservation of capacity between two nodes. Using VPs can potentially reduce call setup delays, simplify hardware, provide quality of service performance guarantees, and reduce disruption in the event of link or node failure.;In order to use VPs efficiently, two problems must be solved. With the objective of optimizing network performance, (1) the VPs must be placed within the network, and (2) network link capacity must be divided among the VPs. Most previous work aimed at solving these problems has focused on one problem in isolation of the other. at the same time, previous research efforts that have considered the joint solution of these problems have considered only restricted cases. In addition, these efforts have not explicitly considered the benefits of sharing bandwidth among VPs in the network.;We present a heuristic solution method for the joint problem of virtual path distribution and capacity allocation without many of the limitations found in previous studies. Our solution method considers the joint bandwidth allocation and VP placement problem and explicitly considers the benefits of shared bandwidth. We demonstrate that our algorithm out-performs previous algorithms in cases where network resources are limited. Because our algorithm provides shared bandwidth, solutions found by our algorithm will have a lower setup probability than a network that does not use VPs as well as a lower loss probability than provided by VPDBA solutions produced by previous algorithms. In addition, our algorithm provides fairness not found in solutions produced by other algorithms by guaranteeing that some service will be provided to each source-destination pair within the network

Dimensionamento de redes ATM multi-serviço : modelos de programação linear inteira

Engenharia ElectrotécnicaEsta tese aborda o problema do dimensionamento de redes ATM (Asynchronous Transfer Mode) num cenário multi-serviço de suporte a serviços com diferentes características de tráfego: serviços conversacionais, serviços de consulta e serviços ponto-multiponto. O problema estudado considera a perspectiva de um operador de telecomunicações que tem como objectivo a determinação da rede física com o menor custo de operação e manutenção possível e que seja capaz de suportar o tráfego esperado para os diferentes serviços com a qualidade de serviço necessária. Os problemas de dimensionamento abordados consideram serviços comutados em que cada serviço é suportado por uma rede lógica constituída por VPCs (Virtual Path Connections) do tipo DBR (Deterministic Bit Rate) e o encaminhamento é fixo (uni-horário e multi-horário). O primeiro problema endereçado é o dimensionamento de redes ATM em que as redes lógicas de suporte a todos os tipos de serviços são constituídas exclusivamente por VPCs extremo-a-extremo. Esta arquitectura tem como principal vantagem a simplificação dos mecanismos de CAC (Call Admission Control) da rede. São propostos modelos de Programação Inteira para este problema. Os modelos desenvolvidos extendem modelos previamente conhecidos para serviços conversacionais de modo a poder ser considerado tráfego assimétrico (característico dos serviços de consulta e serviços pontomultiponto) e a modelização de VPCs em que um dos extremos não é conhecido à partida (característico dos serviços de consulta quando existem múltiplos servidores na rede). É proposto um algoritmo heurístico baseado na técnica da Relaxação Lagrangeana com Optimização por Sub-Gradiente para a resolução dos modelos desenvolvidos em redes de grande dimensão. No entanto, uma arquitectura baseada em VPCs extremo-a-extremo conduz a uma utilização pouco eficiente dos recursos da rede e, para redes de maiores dimensões, torna-se impraticável pelo elevado número de VPCs que exige. Como alternativa, são propostas duas arquitecturas diferentes. Para serviços conversacionais, é proposta uma arquitectura hierarquizada a 2 níveis para as redes lógicas de suporte. Esta arquitectura permite reduzir significativamente o número total de VPCs que é necessário configurar na rede sem contudo permitir que o número máximo de VPCs atravessados por cada ligação seja maior que três (um factor determinante para serviços comutados em que o tempo de estabelecimento de chamada é um parâmetro de qualidade de serviço a ter em consideração). Para serviços ponto-multiponto, é proposta uma arquitectura em árvore para as redes lógicas de suporte. São propostos modelos de Programação Inteira e Programação Inteira Mista para os problemas de dimensionamento da rede com as redes lógicas segundo as arquitecturas propostas. A resolução dos modelos propostos através de um algoritmo de branch-and-bound permite demonstrar que as arquitecturas alternativas propostas conduzem a ganhos significativos nos custos das redes obtidas quando comparados com os custos que se obtêm com redes lógicas baseadas em VPCs extremo-a-extremo

lEEE/ACMTRANS~(’TloNSON!$ET~OKKING.V(N 4.N()6.DECEMBER I996 The Layout of Virtual Paths in ATM Networks

Abstract — We study the problem of designing a layout of virtual paths (VP’s) on a given ATM network. We first define a mathematical model that captures the characteristics of virtual paths. In this model, we define the general VP layout problem, and a mom restricted case; while the general case layout should cater connections between any pair of nodes in the network, the restricted case layout should only cater connections between a specific node to the other nodes. For the latter case, we present an algorithm that finds a layout by decomposing the network into subnetworks and operating on each subnetwork, recursively; we prove an upper bound on the optimality of the resulting layout and a matching lower bound for the problem, that are tight under certain realistic assumptions. Finally, we show how the solution for the restricted case is used as a building block in various solutions to more general cases (trees, meshes, Ii-separable networks, and general topology networks) and prove a lower bound for some of our results. The results exhibit a tradeoff between the efficiency of the call setup and both the utilization of the VP routing tables and the overhead during recovery from link disconnections