Базуков Ярослав Ігорович, Чакрян Вадим Хазарович, Акулинічев Артем Аркадійович, Мартинчук Олександр Олександрович

Лабораторне дослідження методу обслуговування черг, заснованого на класах, на маршрутизаторах IP-мереж

Встановлено, що одними з ключових технологічних засобів забезпечення якості обслуговування, управління трафіком та розподілу канального та буферного ресурсу є механізми організації та обслуговування черг пакетів. Однак, суттєвим недоліком більшості існуючих механізмів обслуговування черг є значні адміністративні налаштування, об’єм яких різко збільшується при зростанні кількості організованих черг. Тому автоматизація налаштувань комунікаційного обладнання засобами мережного програмування з використанням середовища Python є певним виходом із ситуації. Це дозволить скоротити час налаштування та зменшити ймовірність помилки адміністратора. В роботі обрано для дослідження оптимізаційний метод обслуговування черг. Він ґрунтується на оптимізації процесів агрегування потоків та збалансованого розподілу пропускної здатності між класовими чергами. В статті наведено методику лабораторного експерименту. В межах експерименту функції автоматизованого налаштування були делеговані на сервер мережі, на якому було розгорнуто середовище Python. Цей сервер в експерименті відповідав за збір інформації про стан мережі та розрахунок керуючих параметрів, які визначали порядок обслуговування класових черг. Як приклад, у процесі дослідження здійснювалась автоматизація налаштувань класових черг, створених за допомогою механізму CBWFQ. Результати експерименту підтвердили адекватність використаної моделі розрахунків та обраного для дослідження методу обслуговування черг. На сервері забезпечувалось коректне розв’язання оптимізаційних задач за допомогою відповідних бібліотек Python, а результати розрахунків засобами мережного програмування надалі віддалено автоматизовано налаштовувалися на відповідному інтерфейсі маршрутизатора. Шляхом перевірки стану маршрутизатора та його інтерфейсів підтверджено коректність проведеного експерименту. В подальшому методика лабораторного експерименту може бути розширена та доповнена задачами тестування мережі з погляду аналізу поточних значень основних показників якості обслуговування пакетів.

Ключові слова: метод, експеримент, черги, CBWFQ, мережа, програмування

Bazukov Yaroslav, Chakrian Vadym, Akulinichev Artem, Martynchuk Oleksandr

Laboratory Study of Class-Based Queue Management Method on IP Network Routers

It has been established that packet queue organization and servicing mechanisms are among the key technological tools for ensuring quality of service, traffic management, and allocation of link and buffer resources. However, a significant drawback of most existing queue servicing mechanisms is the considerable amount of administrative configuration required, which increases sharply as the number of organized queues grows. Therefore, automating the configuration of communication equipment using network programming tools in the Python environment is a viable solution to this problem. This approach enables the reduction of configuration time and the decrease in the likelihood of administrative errors. The study focuses on an optimization-based method for queue servicing. This method is based on optimizing flow-aggregation processes and on the balanced allocation of bandwidth among class-based queues. The article presents a methodology for a laboratory experiment. During the experiment, automated configuration functions were delegated to a network server running a Python environment. In the experiment, this server was responsible for collecting network-state information and calculating control parameters that determined the servicing order of class-based queues. As an example, the study implemented automated configuration for class-based queues created using the CBWFQ mechanism. The experimental results confirmed the adequacy of the computational model and the selected queue-servicing method. The server ensured the correct solution of optimization problems using appropriate Python libraries, and the resulting calculations were subsequently applied via network programming to remotely and automatically configure the corresponding router interface. Verification of the router state and its interfaces confirmed the correctness of the conducted experiment. In future work, the laboratory experiment methodology may be extended and supplemented with network testing tasks focused on analyzing current values of key packet quality-of-service indicators.

Keywords: method, experiment, queues, CBWFQ, network, programming