Method of optimization of process of communication of data within the framework of tcp-sessions

В работе проведен анализ существующих версий протокола ТСР, а также перспективных решений в области управления передачей пакетов на транспортном уровне Эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС). Выявлен ряд недостатков математических моделей и методов, положенных в основу данного протокола, устранение которых связано с оптимизацией соответствующих сетевых параметров. Предложен подход к решению задачи оптимизации, основанный на динамической модели ТСРсеансов и учитывающий ряд условий-ограничений, направленных на обеспечение заданных показателей качества и устойчивости ТСР-сеансов.У роботі проведено аналіз існуючих версій протоколу ТСР, а також перспективних рішень в області управління передачею пакетів на транспортному рівні Еталонної моделі взаємодії відкритих систем (ЕМВВС). Виявлено ряд недоліків математичних моделей і методів, покладених в основу даного протоколу, усунення яких пов'язане з оптимізацією відповідних мережевих параметрів. Запропоновано підхід до рішення задачі оптимізації, заснований на динамічній моделі ТСРсеансів і ряд умов-обмежень, направлених на забезпечення заданих показників якості і стійкості ТСР-сеансів, що враховує.The analysis of existent versions of protocol of ТСР is conducted in work, and also perspective decisions in area of management the transmission of packages at transport level of the Standard model of co-operation of the open systems. The row of lacks of mathematical models and methods, fixed in basis of this protocol is exposed, the removal of which is related to optimization of the proper parameters of networks. Approach is offered to the decision of task of optimization, based on the dynamic model of TCP-sessions and taking into account row of terms-limitations, directed on providing of the set indexes of quality and stability of TCP-sessions

Analysis of solving of the singlepath and multipath routing in multistream traffic in telecommunication networks

В данной работе проведен анализ решений задач одно- и многопутевой маршрутизации многопотокового трафика в телекоммуникационных сетях. В результате количественного сравнения решений, полученных для одно- и многопутевой маршрутизации, выработаны рекомендации по области применения и особенностям реализации той или иной стратегии маршрутизации в телекоммуникационной сети в зависимости от ее пропускной способности, числа и интенсивности обслуживаемых потоков.В даній роботі проведено аналіз рішень задач одно- та багатошляхової маршрутизації багатопотокового трафіку у телекомунікаційних мережах. У результаті кількісного порівняння рішень, отриманих для одно- та багатошляхової маршрутизації, вироблені рекомендації по області застосування і особливостям реалізації тієї чи іншої стратегії маршрутизації в телекомунікаційних мережах в залежності від її пропускної здатності, числа та інтенсивності обслуговуваних потоків.In this work we analyze the solutions of the single- and multipath routing in multistream traffic in telecommunication networks. As the result of quantitative comparison of solutions, which obtained for single- and multipath routing, it was developed recommendations for the application and features of the implementation of a strategy for routing in telecommunications networks, depending on its capacity, the number and intensity of serviced stream

Optimization of structural and functional synthesis transport telecommunication network

Предложена динамическая модель структурного и функционального синтеза транспортной телекоммуникационной сети, представленная в пространстве состояний. Модель описывает процесс согласованного решения задач по выбору топологии (ВТ) и пропускных способностей трактов передачи (ВПС ТП), распределения потоков (РП) и ограничения трафика (ОТ), поступающего в транспортную сеть. В модели заложена возможность решения задачи распределения капиталовложений между этапами проектирования согласованно с задачами ВТ, ВПС ТП, РП и ОТ, что является несомненно достоинством предложенного решения. Обоснован к применению критерий оптимальности проектных решений, который учитывает суммарные затраты на структурный и функциональный синтез транспортной телекоммуникационной сети.Запропонована динамічна модель структурного і функціонального синтезу транспортної телекомунікаційної мережі, представлена в просторі станів. Модель описує процес погодженого рішення задач по вибору топології (ВТ) і пропускних здатностей трактів передачі (ВПЗ ТП), розподілу потоків (РП) та обмеження трафіку (ОТ), що надходить у транспортну мережу. У моделі закладена можливість вирішення задачі розподілу капіталовкладень між етапами проектування узгоджено із завданнями ВТ, ВПЗ ТП, РП та ОТ, що є перевагою запропонованого рішення. Обґрунтовано до застосування критерій оптимальності проектних рішень, який враховує сумарні витрати на структурний і функціональний синтез транспортної телекомунікаційної мережі.Proposed a dynamic model of the structural and functional synthesis telecommunications transport network at the state space. The model describes the process of coordinated tasks by choice of topology (CT) and channel bandwidth (CCB), flow distribution (FD) and limit traffic (LT) entering the transport network. The model is the possibility of solving the problem of distribution of investment between the stages of design in concert with the objectives of CT, CCB, FD and LT, which is an advantage of the proposed solution. Justified the use of the criterion of optimal design solution that takes into account the total cost of the structural and functional synthesis transport telecommunication network

A MODEL OF FAULT-TOLERANT ROUTING OF MULTICAST AND BROADCAST FLOWS IN MPLS-NETWORK

Предложена модель отказоустойчивой маршрутизации многоадресных и широковещательных потоков в MPLS-сети. Потоковая модель представлена алгебраическими уравнениями и неравенствами, которые характеризуют состояние MPLS-сети, т.е. загруженность ее каналов связи. В рамках предложенной модели заложена возможность реализовать в соответствии с концепцией Fast ReRoute три основных схемы резервирования: защиты канала, узла и дерева маршрутов. На расчетных примерах показана работоспособность предлагаемой модели отказоустойчивой маршрутизации.Запропоновано модель відмовостійкої маршрутизації багатоадресних та широкомовних потів в MPLS-мережі. Потокова модель представлена алгебраїчними рівняннями і нерівностями, які характеризують стан MPLS-мережі, тобто завантаженість її каналів зв'язку. У рамках запропонованої моделі закладена можливість реалізувати відповідно до концепції Fast ReRoute три основних схеми резервування: захисту каналу, вузла і дерева шляхів. На розрахункових прикладах показана працездатність пропонованої моделі відмовостійкої маршрутизації.A model of fault-tolerant routing multicast and broadcast flows in MPLS-network is proposed in the paper. Threading model represented by algebraic equations and inequalities, which are characterized by the state of MPLS-network, i.e. load its links. In the proposed model is the possibility to implement in accordance with the concept of Fast ReRoute three basic backup scheme: channel protection, node and tree routes. Calculated on the example demonstrates the ability of the proposed a faulttolerant routing model

A MATHEMATICAL MODEL OF FAULT-TOLERANT ROUTING, PRESENTED ALGEBRAIC EQUATIONS OF MPLS-NETWORK STATE

Предлагается потоковая модель отказоустойчивой маршрутизации, представленная алгебраическим уравнениями состояния в MPLS-сети. Модель позволяет для одного потока вычислить два вида пути: основной и резервный. В ходе решения задачи отказоустойчивой маршрутизации в MPLS-сети минимизируется классическая метрика основного и резервного пути. В структуру потоковой модели введены нелинейные ограничения для обеспечения реализации различных схем резервирования: защиты канала, узла и пути.Пропонується потокова модель відмовостійкої маршрутизації, що представлена алгебраїчним рівняннями стану в MPLS-мережі. Модель дозволяє для одного потоку обчислити два види шляхів: основний і резервний. У результаті розв’язання задачі відмовостійкої маршрутизації в MPLS-мережі мінімізується класична метрика основного і резервного шляху. У структуру потокової моделі введені нелінійні обмеження для забезпечення реалізації різних схем резервування: захисту каналу, вузла і маршруту.Design of flow-based model for MPLS Fast ReRoute is proposed in the paper. The model allows for the same flow calculate two types of paths: primary and backup. Depending on the parameters of the model it is possible to implement different schemes of reservation: link, node or path protection. In the course of solving the problem of MPLS Fast Reroute the classical metric of primary and backup paths is minimized. The nonlinear restrictions, which are responsible for prevention of node, link or path intersection of primary and backup routes is introduced in the structure of the model

Use the overlay networks for increasing масштабируемости decisions of the problems of the provision guaranteed quality of service in military wide-area network

Запропоновані основні варіанти реалізації активних технологій на вузлах телекомунікаційних мереж військового призначення при розподілі канальних ресурсів у рамках розв’язання задач щодо забезпечення гарантованої якості обслуговуванняОписан подход для повышения масштабируемости решений задач обеспечения гарантированного качества обслуживания в территориально-распределенных телекоммуникационных системах военного назначения, основанный на использовании оверлейных сетей.Described possibility of the use the overlay networks for increasing масштабируемости at decision of the problems of the provision guaranteed quality of service in military wide-area network

Development and research flow models of dynamic queues balancing on the routers in multiservice telecommunications network

Предложены потоковые модели динамической балансировки очередей на маршрутизаторах телекоммуникационной сети. В рамках предложенных моделей задача балансировки очередей была сведена к решению оптимизационных задач линейного и нелинейного программирования. С помощью потоковых моделей проведено исследование процесса балансировки очередей с различной степенью учета параметров передаваемых потоков.Запропоновані потокові моделі динамічного балансування черг на маршрутизаторах телекомунікаційної мережі. У рамках запропонованих моделей завдання балансування черг було зведено до вирішення оптимізаційних задач лінійного і нелінійного програмування. За допомогою потокових моделей проведено дослідження процесу балансування черг з різним ступенем врахування параметрів переданих потоків.The given work propose a dynamic queues balancing flow models on the routers in telecommunication network. As part of the proposed models the task of queues balancing has been reduced to solving optimization problems in linear and nonlinear programming. This paper provides studying the process of queues balancing with different flow parameters by using flow models

Enhancement scalability and performance of fault-tolerant routing solutions in telecommunication networks

На практике реализация отказоустойчивой маршрутизации на основе резервирования сетевых ресурсов, как правило, связана со снижением общей производительности и масштабируемости протокольных решений. В связи с этим предложена потоковая модель, ориентированная на повышение масштабируемости и производительности решений по отказоустойчивой маршрутизации. В структуру модели введены условия, которые отвечают за то, что основной и резервный маршруты отличаются лишь теми сетевыми элементами, для которых организуется резервирование. Это нашло свое отражение в изменении целевой функции в постановке и решении оптимизационной задачи отказоустойчивой маршрутизации. Приведенные численные примеры подтвердили эффективность предложенного решения.На практиці реалізація відмовостійкої маршрутизації на основі резервування мережних ресурсів, як правило, пов'язана зі зниженням загальної продуктивності і масштабованості протокольних рішень. У зв'язку з цим запропонована потокова модель, яка орієнтує на підвищення масштабованості та продуктивності рішень щодо відмовостійкої маршрутизації. До складу моделі введені умови, які відповідають за те, що основний і резервний маршрути відрізняються тільки тими мережними елементами, для яких здійснюється резервування. Це знайшло своє відображення в зміні цільової функції в постановці та розв’язанні оптимізаційної задачі відмовостійкої маршрутизації. Наведені чисельні приклади підтвердили ефективність запропонованого рішення.Effective solution for enhancement scalability and productivity of fault-tolerant routing using the flow-based model was proposed. In practice, the fault-tolerant routing based on reservation of network resources is usually associated with decrease in overall performance and scalability of protocol solutions. In this regard, in structure of the model introduced conditions that are responsible for the fact that the primary and backup routes differed only by network elements for which redundancy provided. This was reflected in modification of objective function within the formulation and solution of optimization problem of the fault-tolerant routing. Numerical examples showed efficiency of the proposed solution

МЕТОДИКА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННЫХ ЗАДАЧ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ РЕСУРСОВ В СЕТЯХ LTE И WIMAX В ФОРМЕ ЗАДАЧ НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

In paper proposed a method of presentation integer problem frequency resource allocation in LTE and WiMAX networks in the form of nonlinear programming problems. The method is based on the fact that the integer character of control variables which are responsible for the order of frequency resource allocation in LTE and WiMAX networks is provided by the additional nonlinear constraints. The transition from the MINLP and MILP problems to nonlinear programming problem solving can significantly reduce the computational complexity of resulting solutions on frequency resource allocation in LTE and WiMAX networks. This is especially important due to the fact that these problems must be solved in real time with minimum requirements for hardware and software of LTE eNodeB or WiMAX Base Station in a permanent increase the number of users (UE and SS).У статті запропонована методика представлення цілочисельних задач розподілу частотних ресурсів у мережах LTE та WiMAX у вигляді задач нелінійного програмування. Методика заснована на тому, що цілочисельність керуючих змінних, що відповідають за порядок розподілу частотного ресурсу в мережах LTE та WiMAX, забезпечується в ході виконання додатково накладених лінійних і нелінійних обмежень. Перехід від задач MINLP і MILP до розв’язання задач нелінійного програмування дозволяє істотно знизити обчислювальну складність при отриманні результуючих рішень щодо розподілу частотного ресурсу в мережах LTE та WiMAX. Це особливо важливо, так як ці задачі повинні розв’язуватися в масштабі реального часу з мінімальними вимогами до програмно-апаратного забезпечення LTE eNodeB або WiMAX Base Station в умовах постійного зростання числа користувачів.В статье предложена методика представления целочисленных задач распределения частотных ресурсов в сетях LTE and WiMAX в виде задач нелинейного программирования. Методика основана на том, что целочисленность управляющих переменных, отвечающих за порядок распределения частотного ресурса в сетях LTE и WiMAX, обеспечивается в ходе выполнения дополнительно накладываемого множества линейных и нелинейных ограничений. Переход от задач MINLP и MILP к решению задач нелинейного программирования позволяет существенно снизить вычислительную сложность при получении результирующих решений по распределению частотного ресурса в сетях LTE и WiMAX. Это особенно важно, т.к. эти задачи должны решаться в масштабе реального времени с минимальными требованиями к программно-аппаратному обеспечению LTE eNodeB или WiMAX Base Station в условиях постоянного роста числа пользователей