Лемешко Олександр Віталійович, Семеняка Максим Вікторович

Модель і метод запобігання перевантаження з активним управлінням чергою на вузлах телекомунікаційної мережі

Запропоновані модель та метод запобігання перевантаження з активним управлінням чергою на вузлах телекомунікаційної мережі. Об’єднання цих двох важливих способів управління чергами в рамках однієї моделі дозволило погоджено вирішити завдання щодо розподілу потоків між чергами, виділення пропускної здатності інтерфейсу для кожної черги, а також превентивного обмеження інтенсивності потоків на інтерфейсі маршрутизатора. З метою адаптації запропонованих рішень до багатоядерної та/або багатопроцесорної архітектури сучасних маршрутизаторів здійснено декомпозиційне представлення розробленої моделі та представлено ієрархічно-координаційний метод запобігання перевантаження з активним управлінням чергою. В результаті це дозволило підвищити масштабованість кінцевих рішень та сприяти покращенню якості обслуговування в цілому.

Ключові слова: балансування, черги, AQM, Traffic Engineering Queues, метод

Lemeshko Alexandr Vitalyevich, Semenyaka Maxim Viktorovich

Models and methods of preventing overload with active queue management on the nodes of the telecommunications network

One of the most important challenges for telecommunication networks nowadays are toughening of requirements to quality of service (QoS) for delivering flows of different types to growing number of users. This results in the need of finding new methods for traffic management in the areas of routing, queues management, packet marking etc. This work is devoted to improving QoS using queue management (QM) mechanisms and presents congestion management (CM) model and method that includes active queue management (AQM) technique. Combining these two important methods (CM and AQM) of queue management within a single approach allows to get coordinated decision of solving flow distribution task, bandwidth allocation for each queue and preventive limitation of queue length to increase QoS. At the same time, formulated task was reduced to solving of a single optimization problem with usage of nonlinear programming. With help of analytical modeling methods performed research of the given model and suggested values of the control variables for investigated structure to get better QoS for user flows. It was taken into account the quality of obtained solutions for different input data (number of flows, their intensity and arrival time distribution, number of allocated queues, link capacity, penalty coefficients). Within a method the centralized queue management task, that is described in the model, was presented in a hierarchical form in order to take into account multicore, multiprocessor architecture of modern network equipment, which also increased the scalability of the final solutions.The main feature of the proposed model and method is the capability to control packet distribution to provide differentiated serving for flows with different class with simultaneous control of queue length to prevent overloading of each queue. This allows to improve firsts of all such QoS indicators as packet loss, delay, jitter without substantial upgrading of the existing network.

Keywords: balancing, queuing, AQM, Traffic Engineering Queues, method.

Лемешко Александр Витальевич, Семеняка Максим Викторович

Модель и метод предотвращения перегрузки с активным управлением очередью на узлах телекоммуникационной сети

Предложены модель и метод управления предотвращения перегрузки с активным управлением очередью на узлах телекоммуникационной сети. Объединение этих двух важных способов управления очередями в рамках одной модели позволило согласовано решить задачи по распределению потоков между очередями, выделению пропускной способности интерфейса для каждой очереди, а также превентивного ограничения интенсивности потоков на интерфейсе маршрутизатора. С целью адаптации предлагаемых решений к многоядерной и/или многопроцессорной архитектуре современных маршрутизаторов осуществлено декомпозиционное представления разработанной модели и представлен иерархическо-координационный метод предотвращения перегрузки с активным управлением очередью. В результате это позволило повысить масштабируемость конечных решений и способствовать улучшению качества обслуживания в целом.

Ключевые слова: балансировка, очереди, AQM, Traffic Engineering Queues, метод