старший преподаватель кафедры инфокоммуникационных систем Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры инфокоммуникационных систем Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Актуальность. Рост трафика реального времени (видеосвязь, стриминг, облачные сервисы) предъявляет повышенные требования к качеству обслуживания в сетях. Традиционные методы балансировки нагрузки, ориентированные только на загрузку узлов сети, не учитывают потерю пакетов, задержку и джиттер. Существует потребность в усовершенствованных алгоритмах балансировки для программно-конфигурируемых сетей, способных динамически учитывать, как нагрузку трафика на узлы сети, так и его качественные характеристики.
Цель: разработка, теоретическое обоснование и экспериментальная апробация методики балансировки сетевого трафика на базе комбинированного параметра качества для программно-конфигурируемых сетей, обеспечивающей соблюдение требований к качеству обслуживания клиентского трафика.
Методы: теоретический анализ SLA операторов связи для выявления ключевых параметров качества обслуживания в сетях, математическое моделирование и формализация процедуры нормализации разнородных параметров качества, метод балансировка трафика на основе модифицированного алгоритма Enhanced Weighted Round–Robin, с использованием разработанного программного обеспечения имитационного моделирования балансировки трафика в сети SDN.
Решение. Разработана методика динамической балансировки, с интегрированным расчетом комбинированного параметра качества обслуживания в сетях. Предложен механизм нормализации параметров качества в единый весовой коэффициент на основе анализа отраслевых стандартов. Экспериментально доказана эффективность: методика обеспечила равномерное распределение нагрузки и улучшение комбинированного показателя качества обслуживания в сетях на 46 % по сравнению с методикой балансировки только по нагрузке.
Новизна. Впервые разработана оригинальная адаптивная модель математической нормализации разнородных параметров Quality of Service. Создано специализированное программное обеспечение для имитационного моделирования и визуализации метода балансировки с учетом Quality of Service.
Практическая значимость. Разработка готового инструмента для моделирования и тестирования устойчивости инфраструктуры. Демонстрация практической реализации интеллектуальной балансировки для внедрения в контроллеры SDN.
Actuality. The growth of real-time traffic places increased demands on the quality of service in networks. Traditional load balancing methods, focused only on network node loading, do not take packet loss, delay, and jitter into account. There is a need for advanced balancing algorithms for software-configurable networks capable of dynamically taking into account both the traffic load on network nodes and its quality characteristics.
Purpose: development, theoretical justification, and experimental testing of network traffic balancing techniques based on a combined quality parameter for software-configurable networks, ensuring compliance with client traffic service quality requirements.
Methods: theocritical analysis of SLA communication operators to identify key parameters of the quality of service to all networks, mathematical modeling and formalization of the normalization procedure of various quality parameters, traffic balancing method based on the modified Enhanced Weighted Round-Robin algorithm, with the use of developed software for simulating traffic balancing in SDN networks. The solution. Development
analysis of dynamic balancing techniques, with integrated calculation of the combined service quality parameter in networks. A mechanism for normalization of quality parameters is proposed.
Experimentally proven effectiveness: the algorithm ensured uniform distribution of the load and improved the combined indicator of the quality of service in networks by 46% compared to the method of load balancing only.
Novelty. For the first time, an original adaptive model of mathematical normalization of various Quality of Service parameters was developed. Specialized software was created for simulation modeling and visualization of the balancing method taking into account Quality of Service.
Practical significance. Development of a ready-made tool for modeling and testing infrastructure stability. Demonstration of practical implementation of intellectual balancing for implementation in SDN controllers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.