ارائه الگوریتم جدید توزیع یکنواخت بار در شبکه مترو اترنت با استفاده از پروتکل درخت پوشای چندگانه

انعطاف پذیری، سرعت زیاد، سادگی و ارزان قیمت بودن تکنولوژی اترنت در کنار افزایش روز افزون استفاده از این تکنولوژی در شبکه های محلی، اترنت را به عنوان یک تکنولوژی عالی برای استفاده در شبکه های مترو مطرح کرده است. اما با توجه به اینکه اترنت مخصوص شبکه های کوچک محلی طراحی شده است، گسترش آن به شبکه های بزرگ مترو با چالش هایی همراه می باشد. یکی از چالش های پیش رو در شبکه های مترو اترنت، ایجاد تعادل بار در شبکه می باشد. در شبکه های مترو اترنت با توجه به بزرگی شبکه و تعداد بسیار زیاد کاربران شبکه و همچنین ارائه سرویس های متنوع و با پهنای باند بالا، چگونگی استفاده از تمام ظرفیت شبکه مسئله ای حیاتی می باشد. در نتیجه در شبکه های مترو اترنت جهت مدیریت بهتر منابع شبکه، موضوع مهندسی ترافیک به عنوان یکی از موضوعات مهم مورد توجه در این نوع شبکه ها واقع شده است. در شبکه های محلی اترنت از پروتکل درخت پوشا جهت جلوگیری از ایجاد حلقه در شبکه استفاده می شود. در پروتکل درخت پوشا تمام کاربران شبکه از یک درخت پوشای مشترک استفاده می کنند. بنابراین با توجه به تعداد زیاد کاربران در شبکه مترو اترنت، پروتکل درخت پوشا استفاده بهینه ای از منابع شبکه را به دست نداده و توانایی پیاده سازی مهندسی ترافیک در شبکه مترو اترنت را ندارد. یک راه کار مناسب استفاده از پروتکل درخت پوشای چندگانه می باشد. پروتکل درخت پوشای چندگانه اجازه ساخت چندین درخت را برای شبکه می دهد که می توان از طریق اعمال راه کارهای مهندسی ترافیک در این پروتکل، ساخت درخت های پوشا را به نحوی انجام داد که استفاده از منابع شبکه بهینه شده و تعادل بار در لینک های شبکه به وجود آید. در این پایان نامه روشی برای پیاده سازی مهندسی ترافیک در شبکه مترو اترنت با استفاده از درخت های پوشای چندگانه ارائه می شود. این روش توزیع بار بهتری را در لینک های شبکه موجب شده و از ایجاد اضافه باری در لینک های شبکه جلوگیری می کند. الگوریتم ارائه شده، برای ساخت درخت های پوشای چندگانه، از هزینه لینک پویا استفاده می کند. در این الگوریتم از یک رابطه نمایی برای به روز کردن هزینه لینک استفاده می شود. در این رابطه نمایی، هزینه لینک رابطه نمایی معکوس با ترافیک لینک دارد. همچنین در الگوریتم پیشنهادی از یک راه کار فیدبک برای یافتن درخت پوشای بهینه استفاده می شود. در این راه کار در صورتی که بر اثر ساخت درخت در شبکه و اعمال ترافیک به آن، لینکی دچار اضافه باری شده باشد، الگوریتم با اختصاص وزن مناسب به لینک ها، ساخت درخت را مجددا انجام می دهد. این رویه تا به دست آمدن درخت مناسب تکرار می شود. انتخاب گره ریشه یکی دیگر از بخش های مهم ساخت درخت پوشا می باشد. در الگوریتم ارائه شده گره ای با بیشترین مجموع ترافیک ورودی و خروجی به عنوان گره ریشه هر درخت انتخاب می شود. زیرا می توان تمام پورت های گره ریشه را در حالت فعال قرار داد تا بدین وسیله از اشباع لینک های گره ریشه جلوگیری کرده و همچنین توزیع مناسب تری برای ترافیک ها به دست آید. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی الگوریتم، نشان دهنده استفاده مناسب از تمام لینک های شبکه می باشد. این نتایج نشان می دهند که در الگوریتم پیشنهادی به خوبی از ایجاد اضافه باری در لینک های شبکه جلوگیری شده است، توزیع بار در لینک ها یکنواخت تر بوده و همچنین میانگین بار روی لینک های شبکه مناسب می باشد.