| Περίληψη |
Η παροχή ποιότητας υπηρεσίας (Quality of Service QoS), δηλαδή η παροχή κάποιου είδους εγγυήσεων όσο αφορά την ποιότητα της εξυπηρέτησης της κίνησης σε δίκτυα IP, αποτελεί ένα πρόβλημα που έχει προκαλέσει μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Μεταξύ των διαφόρων λύσεων που έχουν προταθεί για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, η αρχιτεκτονική των διαφοροποιημένων υπηρεσιών (Differentiated Services DiffServ ή DS) έχει συγκεντρώσει ίσως την μεγαλύτερη προσοχή, προτείνοντας ένα μικρό σύνολο μηχανισμών, οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή ποιότητας υπηρεσίας απ άκρη σ άκρη πάνω από το Internet ή άλλα δίκτυα IP. Μεταξύ των διαφορετικών μοντέλων εξυπηρέτησης πακέτων που εισάγει η αρχιτεκτονική DiffServ, το μοντέλο εξυπηρέτησης Assured Forwarding (AF) προσφέρεται για την παροχή υπηρεσιών σε εφαρμογές με ελαστικές απαιτήσεις σε ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Έχει αποδειχτεί όμως ότι με χρήση των υπαρχόντων μηχανισμών παροχής υπηρεσιών τύπου AF, εμφανίζονται φαινόμενα ανισότητας τόσο σε δίκτυα με περίσσευμα χωρητικότητας κατά τη διαμοίραση αυτού μεταξύ των διαφόρων εφαρμογών, όσο και σε δίκτυα όπου η χωρητικότητα δεν επαρκεί για την εξυπηρέτηση του συνόλου των εφαρμογών, και στα οποία η ανισότητα αφορά την υποβάθμιση της διαπερατότητας (throughput) που βιώνει ξεχωριστά κάθε εφαρμογή. Δύο βασικοί μηχανισμοί της αρχιτεκτονικής DiffServ είναι το μαρκάρισμα πακέτων στις εισόδους του δικτύου σύμφωνα με το συμβόλαιο κίνησης (traffic contract), και η διαφορετική μεταχείριση μαρκαρισμένων πακέτων στο εσωτερικό του δικτύου. Η παρούσα εργασία προτείνει και μελετάει προσαρμόσιμους αλγορίθμους μαρκαρίσματος, στους οποίους ο ρυθμός μαρκαρίσματος προσαρμόζεται στις αλλαγές του μίγματος κίνησης ώστε να επιτυγχάνεται δίκαιη διαμοίραση της χωρητικότητας, σε διαφορετικά σενάρια κίνησης. Μελετούνται δύο διαφορετικά μοντέλα δίκαιης διαμοίρασης πόρων, η διαμοίραση μεγιστοποίησης του ελαχίστου (μοντέλο max-min fairness) και η αναλογική διαμοίραση με βάση το ύψος της δεσμευμένης χωρητικότητας κάθε εφαρμογής, και προτείνονται διαφορετικοί μηχανισμοί μαρκαρίσματος για κάθε μοντέλο. Εξετάζεται επίσης η υλοποίηση των προσαρμόσιμων μηχανισμών μαρκαρίσματος με τη χρήση κεντρικοποιημένων μεσιτών εύρους ζώνης (Bandwidth Brokers) που θα λαμβάνουν τις αποφάσεις προσαρμογής των μηχανισμών μαρκαρίσματος. Εκτενή πειράματα προσομοίωσης για διαφορετικά σενάρια κίνησης δείχνουν ότι οι προτεινόμενοι μηχανισμοί επιτυγχάνουν πολύ υψηλή απόδοση όσο αφορά την ισότητα διαμοίρασης πόρων, και αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά όλους τους διαφορετικούς παράγοντες που προκαλούν τα φαινόμενα ανισότητας, καταφέρνοντας ταυτόχρονα να διατηρούν την πολυπλοκότητά τους σε χαμηλά επίπεδα.
|
Προσαρμόσιμοι αλγόριθμοι μαρκαρίσματος κίνησης για δίκαιη διαμοίραση πόρων σε δίκτυα διαφοροποιημένων υπηρεσιών
