طراحی کنترل کننده تصادفی جهت کمینه سازی واریانس طول صف در شبکه های انتقال داده

گسترش روز افزون شبکه اینترنت و افزایش تعداد کاربران، پدیده ای به نام تراکم به وجود آورده است. تراکم یکی از مشکلات اصلی در زمینه مهندسی ترافیک در اینترنت است که ناشی از بیشتر شدن تقاضای پهنای باند از ظرفیت شبکه و یا ازدیاد حجم داده در بافر مسیریاب های شبکه می باشد. تراکم باعث بروز مشکلات زیادی در شبکه مانند افزایش تأخیر، عدم استفاده از پهنای باند موجود شبکه، سرریز بافر مسیریاب ها، تلفات داده و در نهایت پدیده شکست تراکم می گردد. روش های مختلفی برای کنترل تراکم در شبکه موجود است، که از آن جمله می توان کنترل تراکم در سمت فرستنده-گیرنده (روش انتها به انتها) و کنترل تراکم در سمت مسیریاب ها (روش میانی) را نام برد. در روش انتها به انتها با افزودن مکانیزم های پرهیز از تراکم به پروتکل شبکه با پدیده تراکم برخورد می گردد. در روش کنترل تراکم در مسیریاب ها، که مدیریت صف فعال نام دارد، سعی بر این است که با نظارت و کنترل طول صف در بافر مسیریاب ها از بروز تراکم جلوگیری گردد. روش های مدیریت صف فعال اهداف مختلفی مانند کاهش تأخیر در شبکه، کاهش نرخ تلفات داده، افزایش گذردهی و به وجود آوردن عدالت بین کاربران شبکه دارند. در این پایان نامه کنترل کننده ای جهت مدیریت صف فعال در شبکه های اینترنتی با پروتکل معروف tcp (پروتکل کنترل انتقال) طراحی شده است. هدف از طراحی کنترل کننده در این پایان نامه پایدارسازی طول صف حول مقدار مطلوب و کاهش نوسانات تأخیر به منظور افزایش کارایی شبکه می باشد. بدین منظور ابتدا به معرفی و مرور شبکه های کامپیوتری و اجزای مختلف آن ها، مطالعه پروتکل های مختلف و مدل سازی جریان سیال شبکه های tcp پرداخته شده است. در ادامه پدیده تراکم مورد مطالعه قرار گرفته و روش های مختلف مدیریت صف فعالی که تاکنون برای جلوگیری از تراکم ارائه گردیده اند معرفی شده است. سپس به تنظیم پارامترهای دو روش غالب مدیریت صف فعال، یعنی روش red و روش pid، توسط الگوریتم ژنتیک به منظور کاهش جیتر (نوسانات تأخیر) در شبکه پرداخته شده است. در انتها روش کنترل کننده حداقل واریانس تعمیم یافته برای سیستم های غیرخطی به منظور مدیریت صف فعال برای پایدارسازی طول صف حول مقدار مطلوب و کاهش جیتر در شبکه ارائه شده است. با انجام شبیه سازی توسط نرم افزار شبیه ساز شبکه ns2 کارایی و عملکرد این روش در مقایسه با روش های موجود و عملی red و pi بررسی شده است.