The results of study of the multipath routing tensor model with the quality of service in telecommunication networks

A. V. Lemeshko, O. Yu. Yevsyeyeva, S. V. Garkusha

Abstract


Tensor approach, which is used in the article for the mathematical description of telecommunication systems, allowed us to formulate analytically conditions for ensuring the quality of service at the same time on two factors: the required transmission rate of traffic and the end-to-end delay. The model described is designed to solve routing problems, but can be adapted for other tasks traffic management and design of communication systems. The proposed solution is invariant with respect to the analyzed network structures, service disciplines, and traffic patterns. All these features affect only the dimension and content of metric tensor and the coordinate transformation matrices.

The main object of the study were selected tasks multipath routing. In this regard, the article made modeling and comparative analysis of the proposed and previously known solutions for key indicators of quality of service. The results of numerical analysis demonstrated the advantages of the tensor approach to the modeling of routing problems, which manifested itself in improving the multipath end-to-end delay, the probability of timely delivery of packets and jitter.


Keywords


end-to-end delay; jitter; telecommunication network; tensor model

References


Gerald, R. Ash Traffic Engineering and QoS Optimization of Integrated Voice & Data Networks / R. Gerald. – San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers Inc., 2006 – 512 p.

Lee, G.M. A survey of multipath routing for traffic engineering / G.M. Lee // Lecture Notes in Computer Science (LNCS). – Berlin: Springer-Verlag, 2005. – Vol. 3391. – P. 264–274.

Multipath Network Flows: Bounded Buffers and Jitter / T. Anjali, G. Calinescu, A. Fortin et al. // In proceeding of the 29th conference on Information communications INFOCOM 2010. – IEEE Press Piscataway, 2010. – P. 2714–2720.

Jiancong, C. Multipath routing for video unicast over bandwidth-limited networks / C. Jiancong, S.H.G. Chan // In proceeding of Global Telecommunications Conference GLOBECOM'01. – Vol. 3. – 2001. – P. 1963–1967.

Recommendation ITU-T G.707/Y.1322 Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH). – Geneva: ITU-T, 2007.

Евсеева, О.Ю. Обзор технологических и теоретических решений в области маршрутизации на основе качества / О.Ю. Евсеева, С.В. Гаркуша // Проблеми телекомунікацій. – 2012. – № 3 (8). – С. 24–46. – http://pt.journal.kh.ua/2012/3/1/123_evseeva_review.pdf.

Mohanta Kalyan. Comprehensive Study on Computational Methods for K-Shortest Paths Problem / Kalyan Mohanta // IJCA Open Access Journal. – 2012. –Vol. 40, no. 14. – P. 22–26.

Yen, Jin Y. Finding the K Shortest Loopless Paths in a Network / Jin Y. Yen // Management Science. – 1971. – Vol. 17, no. 11. – P. 712–716.

Minoux, M. Multicommodity network flow models and algoriths in telecommunications / M. Minoux // Handbook of Optimization in Telecommunications / Edited by Mauricio G.C. Resende, Panos M. Pardalos. – Springer, 2006. – P. 163–184.

Лемешко, О.В. Результати порівняльного аналізу потокових моделей маршрутизації в телекомунікаційних мережах / О.В. Лемешко, О.А. Дробот, Д.В. Симоненко // Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. – 2007. – Вип. 1 (13). – С. 66–69.

Поповский, В.В. Динамическое управление ресурсами ТКС: математические модели в пространстве состояний / В.В. Поповский, А.В. Лемешко, О.Ю. Евсеева // Наукові записки УНДІЗ. – 2009. – № 1 (9). – С. 3 – 26.

Лемешко, А.В. Усовершенствование потоковой модели многопутевой маршрутизации на основе балансировки нагрузки / А.В. Лемешко, Т.В. Вавенко // Проблеми телекомунікацій. – 2012. – № 1 (6). – С. 12–29. – http://pt.journal.kh.ua/2012/1/1/121_lemeshko_multipath.pdf.

Корзун, Д.Ж. Использование линейных диофантовых уравнений для моделирования маршрутизации в самоорганизующихся сетях / Д.Ж. Корзун, А.В. Гуртов // Электросвязь. – 2006. – № 6. – С. 34–38.

Крон, Г. Тензорный анализ сетей / Г. Крон. – М.: Сов. радио, 1978. – 719 с.

Лемешко, А.В. Тензорная модель многопутевой маршрутизации агрегированных потоков с резервированием сетевых ресурсов, представленная в пространстве с кривизной / А.В. Лемешко // Праці Украiнского науково-дослiдного iнстиiуту радiо i телебачення. – Одеса: Видання УНДІРТ, 2004. – Вип. №4 (40). – С. 12–18.

Лемешко, А.В. Тензорная геометризация структурно-функционального представления телекоммуникационной системы в базисе межполюсных путей и внутренних разрезов / А.В. Лемешко, О.Ю. Евсеева // Наукові записки УНДІЗ. – Вип. 1(13). – 2010. – С. 14–26.

Kleinrock, L. Queueing Systems. Volume I: Theory / L. Kleinrock. – New York: Wiley Interscience, 1975. – 417 p.

Евсеева, О.Ю. Классификация пространств и базисов, используемых при геометрическом описании структуры телекоммуникационной сети / О.Ю. Евсеева // Радиотехника: Всеукр. межведомств. науч.-техн. сб. – 2009. – Вып. 159. – С. 14–19.

Seok Yo. Dynamic constrained multipath routing for MPLS networks / Seok Yo., Lee Yo., Choi Ya // IEEE International Conference on Computer Communications and Networks, 2001: proceedings of the conference. – Vol. 2, Iss. 1. – Р. 348–353.

Recommendation ITU-T Y.1541. Network performance objectives for IP-based services. – Geneva: ITU-T, 2012. – 57 p.

RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications. RFC 3550 / H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick, V. Jacobson. – 2003.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.