مسیریابی توزیع شده و مهندسی ترافیک در شبکه های چند سرویسی با ملاحظه هزینه انتها به انتها

هدف شبکه های نسل جدید فراهم کردن شرایطی است که علاوه بر پوشش کاربردهای موجود، امکان پوشش کاربردهایی که در آینده بوجود می آیند نیز وجود داشته باشد. یکی از نکاتی که می بایست در ارائه مکانیزم های جدید مسیریابی مورد توجه قرار گیرد، پاسخ گویی به چالش های پیش روی شبکه های نسل جدید است. مسیریابی در این شبکه ها باید توزیع ترافیک ورودی را برای مصرف بهینه منابع و یافتن مسیرها مبتنی بر کیفیت مورد نظر کاربران، مهندسی کند. نکته دیگری که در طراحی مکانیزم های مسیریابی از اهمیت به سزایی برخوردار است ، وجود قابلیت پیاده سازی توزیع شده در الگوریتم مسیریابی می باشد. در طول سال های اخیر تحقیقات زیادی برای فراهم کردن کیفیت سرویس و یا مهندسی ترافیک باتوجه به اهداف شبکه از جمله مصرف بهینه منابع انجام شده و نتایج بسیار خوبی حاصل شده است. این رساله نیز به تحقیق در مورد الگوریتم های مسیریابی مناسب برای شبکه های نسل جدید می پردازد. رویکرد این رساله به دست آوردن مکانیزمی برای مسیریابی است که بطور همزمان بهینگی مصرف منابع و کیفیت سرویس ارائه شده به کاربران را مورد توجه قرار دهد.برای رسیدن به چنین مکانیزمی از حل تحلیلی مدل ریاضی مسأله مسریابی استفاده خواهد شد. ویژگی اصلی مدل مورد نظر ما، وجود توأمان شرایط لازم برای حل تحلیلی و قابلیت پیاده سازی الگوریتم حل در انواع شبکه های داده است. بنابراین مسیریابی به صورت یک مسأله بهینه سازی محدب، مقید و مشتق پذیر فرمول بندی و مدل می شود. در این رساله محدود بودن هزینه انتها به انتها به عنوان معیار کیفیت سرویس نشست ها در نظر گرفته می شود. در گام اول با فرض وجود محدودیت بر روی حداکثر هزینه نشست ها، مسأله فرمول بندی می شود. در این حالت نشان می دهیم که مدل ارائه شده با انجام یک تغییر متغیر خطی می تواند مدل کننده مسیریابی در شبکه های مدار مجازی و یا شبکه های دیتاگرام باشد. در گام بعدی با فرض اعمال محدودیت بر روی هزینه متوسط نشست ها فرمول یندی مسأله تغییر داده می شود. برای حل تمامی این مسائل بهینه سازی محدب و مقید، یک روش حل مناسب و کارآمد با هدف رسیدن به یک الگوریتم توزیع شده انتخاب می شود. در این راستا برای حل مسائل بهینه سازی، قیود مناسب انتخاب و دوگان جزئی مسأله نوشته شده و برای حل آن نیز از روش زیر مشتق استفاده می شود. این رساله با ارائه یک فرمول بندی مناسب و انتخاب روش کارآمد مناسب برای حل مسأله نشان می دهد که با پیاده سازی شکل اصلاح شده ای از الگوریتم مسیریابی کمترین تأخیر در کنار یک مکانیزم توزیع شده تبادل اطلاعات می توان مسیرهای بهینه و منطبق با محدودیت کیفیت سرویس را بدست آورد. علاوه بر اثبات تحلیلی همگرایی الگوریتم حل مسأله، با انجام شبیه سازی هم همگرایی الگوریتم های توزیع شده نشان داده می شود. نتایج شبیه سازی نشان دهنده صحت عملکرد این الگوریتم ها در استفاده بهینه از منابع شبکه و تبعیت از محدودیت های مورد نظر کاربران می باشد. بر اساس نتایج شبیه سازی نشان داده می شود که این مکانیزم مسیریابی در اتواع شبکه های سوئیچ بسته قابل پیاده سازی می باشد