Адаптивное качество обслуживания многоадресной маршрутизации

Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . Пожалуйста, помогите улучшить ее, чтобы сделать ее понятной для неспециалистов , не удаляя технические детали. ( Июнь 2012 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Для проверки этой статьи нужны дополнительные ссылки . Помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без ссылок могут быть оспорены и удалены. Найти источники:  «Адаптивное качество обслуживания многоадресной маршрутизации» – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( май 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

В сетях с несколькими переходами протоколы адаптивной маршрутизации качества обслуживания (AQoS или AQR) ^{[ когда определяется как? ]} становятся все более популярными и имеют многочисленные приложения. Одно из приложений, в котором это может быть полезно, — это мобильные сети ad hoc (MANET).

Адаптивная маршрутизация QoS — это механизм адаптивной маршрутизации с оптимизацией между уровнями . Механизм между уровнями предоставляет актуальную локальную информацию о QoS для алгоритма адаптивной маршрутизации, учитывая влияние мобильности узлов и производительности соединения нижнего уровня. Множественные требования к QoS удовлетворяются путем адаптивного использования механизмов прямой коррекции ошибок и многопутевой маршрутизации на основе текущего состояния сети. Полный механизм маршрутизации включает три части: (1) модифицированный алгоритм динамической маршрутизации источника, который обрабатывает обнаружение маршрута и сбор параметров, связанных с QoS; (2) локальные статистические вычисления и функция мониторинга соединения, расположенные в каждом узле; и (3) интегрированная система принятия решений для расчета количества путей маршрутизации, длины четности кодирования и скоростей распределения трафика.

Беспроводная сеть ad hoc состоит из набора мобильных узлов, соединенных многоскачковыми беспроводными путями с беспроводными передатчиками и приемниками. Такие сети могут быть созданы спонтанно и работать самоорганизующимся образом, поскольку они не полагаются на какую-либо уже существующую сетевую инфраструктуру.

Появление мультимедийных приложений в коммуникациях породило необходимость в обеспечении поддержки мобильного качества обслуживания (QoS) в сетях ad hoc, и таким приложениям требуется стабильный путь для гарантии требований QoS. Однако топология сетей ad hoc является весьма динамичной из-за непредсказуемой мобильности узлов. Кроме того, пропускная способность беспроводного канала ограничена. Поэтому обеспечение QoS в таких сетях является сложным и трудным.

Маршрутизация QoS обычно включает в себя две задачи: сбор и поддержание актуальной информации о состоянии сети и поиск возможных путей для соединения на основе ее требований QoS. В настоящее время существует множество подходов для выполнения маршрутизации QoS, большинство из которых состоят из маршрутизации только через сетевой уровень модели OSI . Некоторые подходы используют как сетевой, так и канальный уровень , но не учитывают поведение между уровнями. Это затрудняет количественную оценку параметров QoS и приводит к рассмотрению QoS, но не гарантирует QoS.

Для решения этой проблемы требуется соответствующее межуровневое сотрудничество. Адаптивные схемы QoS предоставляют информацию о QoS, учитывая влияние мобильности узлов и параметров соединений нижнего уровня на производительность QoS.

Большинство подходов к QoS, как правило, фокусируются только на одном параметре QoS (например, потеря пакетов, сквозная задержка и пропускная способность). Например, хотя многие схемы, связанные с QoS, успешно сокращают потерю пакетов за счет добавления избыточности в пакет, они делают это за счет сквозной задержки. Поскольку потеря пакетов и сквозная задержка обратно пропорциональны, может оказаться невозможным найти путь, который одновременно удовлетворяет ограничениям задержки, потери пакетов и пропускной способности. Некоторые предлагаемые алгоритмы маршрутизации QoS учитывают несколько метрик, но без учета межуровневого взаимодействия. Многопутевая маршрутизация — это еще один тип маршрутизации QoS, который получил много внимания, поскольку он может обеспечить балансировку нагрузки , отказоустойчивость и более высокую совокупную пропускную способность. Хотя этот подход уменьшает потерю пакетов и сквозную задержку, он эффективен и надежен только в том случае, если можно найти связь между количеством путей и ограничениями QoS.

Для реализации адаптивной схемы многопутевой маршрутизации необходимы три функции, распределенные в разных частях сети. Во-первых, необходима модифицированная функция динамической маршрутизации источника. Она обрабатывает обнаружение маршрута и собирает локальную информацию, связанную с QoS, вдоль выбранных маршрутов. Во-вторых, в каждом узле находится функция локального статистического вычисления и мониторинга ссылок. Эта функция используется для поддержки вышеуказанной функции маршрутизации. Она будет управлять и создавать локальную информацию о маршрутизации в каждом узле, которая включает таблицу, связанную с QoS. Третья функция будет отвечать за окончательный процесс принятия решений. Параметры адаптивной маршрутизации выводятся из алгоритма принятия решений на основе ограничений QoS. Это количество N выбранных путей, длина четности k FEC, код и набор {R} скоростей распределения трафика на каждом пути. С помощью этих функций реализуется адаптивная многопутевая маршрутизация QoS.

Требования к качеству обслуживания могут быть основаны либо на задержке, либо на задержке и требовании к пропускной способности, либо на требовании к потере пакетов. Длина четности FEC выводится из разницы между требованием к задержке QoS и средней задержкой на выбранных путях при ограничении потери пакетов. Средняя потеря пакетов в этой схеме FEC достигается за счет использования нескольких путей маршрутизации. В то же время скорость распределения пакетов на каждом пути определяется в соответствии с принципами справедливой потери пакетов и балансировки нагрузки. Обслуживание маршрутизации при тех же гарантиях QoS достигается без увеличения его вычислительной сложности. Это необходимо понимать.

Три функции (функция маршрутизации, функция локального статистического вычисления и мониторинга, а также интегрированная функция принятия решений) реализованы в различных частях мобильной сети. Благодаря распределенной структуре сложность вычислений и реализации схемы маршрутизации снижается. Кроме того, поскольку маршруты обнаруживаются на основе актуальной локальной информации и выбираются путем вычисления оптимизации, параметры маршрутизации (например, количество путей, длина четности FEC и скорость распределения трафика) являются динамическими и оптимизированными. Помимо поддержки нескольких требований QoS, в наш процесс принятия решений включаются балансировка трафика и ресурсы полосы пропускания. Распределенная структура локальной статистики QoS, используемой в маршрутизации, позволяет масштабировать этот механизм поддержки QoS в мобильных сетях. Результаты моделирования показывают, что производительность (т. е. потеря пакетов и сквозная задержка) намного лучше и менее восприимчива к изменениям состояния (т. е. мобильности узлов, мощности передачи, характеристикам канала и шаблону трафика) сети по сравнению со стратегией неадаптивной маршрутизации.

• Список протоколов маршрутизации ad hoc

• «Адаптивная маршрутизация QoS с помощью кросс-уровневого взаимодействия в сетях Ad Hoc», Хонгся Сан и Герман Хьюз, журнал EURASIP по беспроводным коммуникациям и сетям, май 2005 г., Адаптивная маршрутизация QoS