RU2731437C1 - Method, apparatus and system for optimizing unbalanced transport communication network - Google Patents
Method, apparatus and system for optimizing unbalanced transport communication network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731437C1 RU2731437C1 RU2019123821A RU2019123821A RU2731437C1 RU 2731437 C1 RU2731437 C1 RU 2731437C1 RU 2019123821 A RU2019123821 A RU 2019123821A RU 2019123821 A RU2019123821 A RU 2019123821A RU 2731437 C1 RU2731437 C1 RU 2731437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- information
- communication network
- unbalanced
- priority
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/04—Processing captured monitoring data, e.g. for logfile generation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
- H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level
- H04L43/0882—Utilisation of link capacity
Abstract
Description
Предлагаемые технические решения объединены единым изобретательским замыслом и относятся к области телекоммуникационных сетей связи, в частности, к синтезу транспортной сети связи с коммутацией пакетов.The proposed technical solutions are united by a single inventive concept and relate to the field of telecommunication communication networks, in particular, to the synthesis of a transport communication network with packet switching.
Для удобства описания способа, устройства и системы для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи введем ряд определений.For the convenience of describing the method, device and system for optimizing an unbalanced transport communication network, we introduce a number of definitions.
Логический канал – путь, по которому данные передаются от одного порта к другому (см. Якубайтис, Э.А. Информационные сети и системы: справочная книга / Э.А. Якубайтис. – Москва: финансы и статистика, 1996. – 118 с.).A logical channel is a path through which data is transmitted from one port to another (see Yakubaitis, E.A. Information networks and systems: reference book / E.A. Yakubaitis. - Moscow: finance and statistics, 1996. - 118 p. ).
Процедура согласования двумя конечными узлами сети некоторых параметров процесса обмена пакетами называется установлением логического соединения. Параметры, о которых договариваются два взаимодействующих узла, называются параметрами логического соединения (см. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – 5 издание – Санкт-Петергбург: Питер, 2017. – 90 с.).The procedure for two end nodes of the network to agree on some parameters of the packet exchange process is called establishing a logical connection. The parameters that two interacting nodes agree on are called the parameters of the logical connection (see Olifer, V.G. Computer networks. Principles, technologies, protocols: textbook for universities / V.G. Olifer, N.A. Olifer. - 5th edition - St. Petersburg: Peter, 2017 .-- 90 p.).
Протокольный блок данных (ПБД) – блок данных, передаваемый между логическими объектами одного и того же уровня (см. ГОСТ 24402-88).Protocol data unit (PDU) is a data unit transferred between logical objects of the same level (see GOST 24402-88).
В данной работе под разбалансированной по приоритетам транспортной сетью связи будем понимать такую транспортную сеть связи у которой упорядоченные последовательности информационных направлений, полученные в результате ранжирования по интенсивностям протокольных блоков данных разных приоритетов не совпадают.In this work, by a transport communication network unbalanced in terms of priorities, we mean such a transport communication network in which the ordered sequences of information directions obtained as a result of ranking according to the intensities of protocol data blocks of different priorities do not coincide.
Функционирование современных транспортных сетей связи характеризуется наличием большого количества информационных направлений. В каждом информационном направлении передается трафик данных различного приоритета, при этом интенсивности поступления протокольных блоков данных разных приоритетов могут значительно отличаться. Кроме этого к каждому приоритету предъявляются индивидуальные требования по допустимой сетевой задержке протокольных блоков данных. Поэтому задача распределения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети связи является важной и влияет на функционирование всей транспортной сети связи в целом. The functioning of modern transport communication networks is characterized by the presence of a large number of information directions. In each information direction, data traffic of different priority is transmitted, while the rates of arrival of protocol data units of different priorities can differ significantly. In addition, each priority has individual requirements for the permissible network delay of the protocol data units. Therefore, the task of distributing the bandwidth of communication channels of an unbalanced transport communication network is important and affects the functioning of the entire transport communication network as a whole.
Известен способ, устройство и модуль для оптимизации удаленного управления устройствами домашней сети (патент RU 2482613 от 20.05.2003), раскрыт способ управления домашней сетью, которая соединена посредством шлюзового устройства домашней сети к внешней сети, причем упомянутая внешняя сеть содержит, по меньшей мере, один сервер автоконфигурирования (ACS), предназначенный и выполненный для обеспечения автоматического конфигурирования упомянутого устройства. При этом способ содержит контроль сеансов между, по меньшей мере, одним упомянутым устройством и по меньшей мере одним ACS в шлюзовом устройстве домашней сети, при этом упомянутое устройство представляет собой TR-069-совместимое устройство, и упомянутые сеансы являются сеансами TR-069, причем упомянутый контроль содержит интерпретацию и, если необходимо, декодирование сеансов TR-069, чтобы извлекать информацию о конфигурации для поддерживающих TR-069 устройств.There is a known method, device and module for optimizing remote control of home network devices (patent RU 2482613 dated 20.05.2003), a method for controlling a home network is disclosed, which is connected by a gateway device of a home network to an external network, and the said external network contains at least one auto-configuration server (ACS), designed and executed to provide automatic configuration of the said device. The method comprises monitoring sessions between at least one said device and at least one ACS in a gateway device of a home network, wherein said device is a TR-069-compliant device, and said sessions are TR-069 sessions, and said control contains interpretation and, if necessary, decoding of TR-069 sessions in order to extract configuration information for TR-069-enabled devices.
Известен способ, устройство и система совместной оптимизации (RU 2520354 от 10.06.2014 г.) Способ совместной оптимизации, заключающийся в том, что получают информацию о линии связи, информацию о сервере и пропускной способности, информацию о требованиях пользователя в подсети, получают параметр оптимальной маршрутизации и параметр выбора сервера подсети с соответствии с ранее полученной информацией о линии связи, информации о сервере и пропускной способности, информацией о требованиях пользователя, получают оптимальную входную пропускную способность каждого внешнего порта подсети, сравнивают оптимизированную входную пропускную способность виртуального сервера каждого внешнего порта, и если результаты сравнения между оптимизированной входной пропускной способностью и пропускной способностью виртуального сервера всех внешних портов меньше установленного значения ошибки, применяют параметр оптимальной маршрутизации и параметр выбора сервера в подсети. Устройство совместной оптимизации содержит модуль сбора параметров, выполненный с возможностью получения информации о линии связи, информации о сервере и пропускной способности и информации о требованиях пользователя в подсети, где информация о сервере и пропускной способности включает в себя информацию о пропускной способности виртуального сервера для каждого внешнего порта подсети и пропускная способность виртуального сервера является пропускной способностью виртуального сервера вне подсети, и где пропускная способность сервера вне подсети является таковой, которая требуется подсетью через внешний порт, модуль вычислений, выполненный с возможностью получения параметра оптимальной маршрутизации и параметра выбора сервера подсети в соответствии с информацией о линии связи, информацией о сервере и пропускной способности и информацией о требованиях пользователя, и получения оптимизированной входной пропускной способности каждого внешнего порта подсети в соответствии с параметром оптимальной маршрутизации и параметром выбора сервера и модуль вывода, выполненный с возможностью сравнения оптимизированной входной пропускной способности и пропускной способности виртуального сервера для каждого внешнего порта, и если результат сравнения оптимизированной входной пропускной способности и пропускной способности сервера для всех внешних портов меньше установленного значения ошибки, применение параметра оптимальной маршрутизации и параметра выбора сервера в подсети и вывод параметра оптимальной маршрутизации и параметра выбора сервера. Система совместной оптимизации содержит вычислительное устройство, выполненное с возможностью сбора информации о линии связи, информации о сервере и пропускной способности и информации о требованиях пользователя, получения параметра маршрутизации и параметра выбора сервера и получения оптимизированной входной пропускной способности и оптимизированной выходной пропускной способности каждого порта и механизм маршрутизации, выполненный с возможностью преобразования параметра маршрутизации и параметра выбора сервера, полученных вычислительным устройством для совместной оптимизации, в параметр маршрутизации и параметр выбора сервера, применяемых в локальной сети.A known method, device and system for joint optimization (RU 2520354 dated 06/10/2014) A method for joint optimization, which consists in the fact that they receive information about the communication line, information about the server and bandwidth, information about the user's requirements in the subnet, obtain the optimal parameter routing and subnet server selection parameter according to the previously obtained link information, server and bandwidth information, user requirements information, obtain the optimal input bandwidth of each external subnet port, compare the optimized input bandwidth of the virtual server of each external port, and if the comparison between the optimized ingress bandwidth and the virtual server bandwidth of all external ports is less than the specified error value, the optimal routing option and the subnet server selection option are applied. The joint optimization device contains a parameter collection module configured to obtain information about the communication line, information about the server and bandwidth and information about the user's requirements in the subnet, where the information about the server and the bandwidth includes information about the bandwidth of the virtual server for each external subnet port and throughput of the virtual server is the throughput of the out-of-subnet virtual server, and where the out-of-subnet server throughput is that which is required by the subnet through the external port, the computing engine is configured to obtain the optimal routing parameter and the subnet server selection parameter according to information about the communication line, information about the server and bandwidth, and information about the user's requirements, and obtaining the optimized input bandwidth of each external port of the subnet in accordance with the optimal parameter routing and server selection parameter and an output module configured to compare the optimized input bandwidth and the virtual server bandwidth for each external port, and if the comparison result of the optimized input bandwidth and the server bandwidth for all external ports is less than the specified error value, the application the optimal routing parameter and the server selection parameter on the subnet, and displays the optimal routing parameter and the server selection parameter. The joint optimization system contains a computing device configured to collect information about the communication line, information about the server and bandwidth and information about user requirements, obtain the routing parameter and the server selection parameter, and obtain the optimized input bandwidth and optimized output bandwidth of each port and the mechanism routing, configured to convert a routing parameter and a server selection parameter obtained by the joint optimization computing device into a routing parameter and a server selection parameter used in the local network.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ оптимизации транспортной сети связи (патент RU 2680764 от 06.03.2018 г.), заключающийся в том, что получают информацию от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей линий связи, информацию от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивность поступления протокольных блоков данных, требования к качеству обслуживания, информацию о сетевых элементах транспортной сети связи, находят связные структуры для транспортной сети связи по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующей связной структуры, вычисляют оптимальную логическую структуру транспортной сети связи, с использованием информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей линий связи, информации о сетевых элементах транспортной сети связи, информации о найденных связных структурах по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующих связных структур, находят связные структуры на оптимальной логической структуре транспортной сети связи по критерию максимума коэффициента готовности для соответствующих связных структур, вычисляют оптимальное распределение пропускной способности логических каналов транспортной сети связи, с использованием информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных, требований к качеству обслуживания, заполняют таблицы коммутации, топологии и управления ресурсом транспортной сети связи, передают сетевым элементам транспортной сети связи таблицы коммутации, топологии и управления ресурсом The closest in technical essence to the claimed method and selected as a prototype is a method for optimizing the transport communication network (patent RU 2680764 dated 03/06/2018), which consists in the fact that they receive information from the communication operator's network, at least the average delay time and coefficients availability of communication lines, information from the access network, at least the average size of the protocol data units and the intensity of the arrival of the protocol data units, the requirements for the quality of service, information about the network elements of the transport communication network, find the connected structures for the transport communication network according to the criterion of the minimum average delay time for of the corresponding connected structure, calculate the optimal logical structure of the transport communication network, using information from the network of the communication operator, at least the average delay time and availability factors of communication lines, information about the network elements of the transport communication network, information about the found connected structures n on the criterion of the minimum average delay time for the corresponding connected structures, find the connected structures on the optimal logical structure of the transport communication network according to the criterion of the maximum availability factor for the corresponding connected structures, calculate the optimal distribution of the bandwidth of the logical channels of the transport communication network, using information from the access network, as minimum average size of protocol data units and intensity of receipt of protocol data units, requirements for quality of service, fill in the switching tables, topology and resource management of the transport communication network, transmit switching tables, topology and resource management to the network elements of the transport communication network
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбранным в качестве прототипа является устройство для оптимизации транспортной сети связи (патент RU 2680764 от 06.03.2018 г.), которое содержит модуль сбора/вывода параметров, выполненный с возможностью получения информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовности линий связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных, требований к качеству обслуживания, информации о сетевых элементах транспортной сети связи, передачи сетевым элементам таблиц коммутации, топологии и управления ресурсом, модуль нахождения связных структур, выполненный с возможностью нахождения связных структур транспортной сети связи по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующей связной структуры и по критерию максимума коэффициента готовности для соответствующих связных структур, модуль структурной оптимизации, выполненный с возможностью вычисления оптимальной логической структуры транспортной сети связи, с использованием информации от сети оператора связи, как минимум времени среднего времени задержки и коэффициентов готовностей линий связи, информации о сетевых элементах транспортной сети связи, информации о найденных связных структурах по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующих связных структур, модуль параметрической оптимизации, выполненный с возможностью вычисления оптимального распределения пропускной способности логических каналов транспортной сети связи, с использованием информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных, требований к качеству обслуживания, модуль содержания, выполненный с возможностью заполнения таблиц коммутации, топологии и управления ресурсом транспортной сети связи и передачи данных таблиц в модуль сбора/вывода параметров.The closest in technical essence to the claimed device and selected as a prototype is a device for optimizing the transport communication network (patent RU 2680764 dated 03/06/2018), which contains a module for collecting / outputting parameters, made with the ability to receive information from the operator's network, at least the average delay time and availability of communication lines, information from the access network, at least the average size of the protocol data units and the rate of arrival of the protocol data units, quality of service requirements, information about the network elements of the transport communication network, transmission of switching tables to network elements, topology and resource management, a module for finding connected structures, configured to find connected structures of a transport communication network according to the criterion of the minimum average delay time for the corresponding connected structure and according to the criterion of maximum availability for the corresponding connected structures, the module structural optimization, made with the possibility of calculating the optimal logical structure of the transport communication network, using information from the operator's network, at least the average delay time and availability factors of communication lines, information about the network elements of the transport communication network, information about the found connected structures according to the minimum criterion the average delay time for the corresponding connected structures, a parametric optimization module, made with the ability to calculate the optimal distribution of the bandwidth of the logical channels of the transport communication network, using information from the access network, at least the average size of the protocol data units and the intensity of the arrival of the protocol data units, quality requirements service, the content module, configured to fill the switching tables, topology and resource management of the transport communication network and transfer the table data to the module for collecting / outputting parameters.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе и выбранной в качестве прототипа является система для оптимизации транспортной сети связи (патент RU 2680764 от 06.03.2018 г.), которая содержит устройство для оптимизации транспортной сети связи, как минимум, три сетевых элемента, выполненные с возможностью заполнения таблиц коммутации, топологии и управления ресурсом транспортной сети связи, причем каждый сетевой элемент соединен с устройством для оптимизации транспортной сети связи каналом управления, сетевые элементы соединены друг с другом физическими и логическими каналами связи.The closest in technical essence to the claimed system and selected as a prototype is a system for optimizing the transport communication network (patent RU 2680764 dated 06.03.2018), which contains a device for optimizing the transport communication network, at least three network elements made with the possibility of filling the tables of switching, topology and resource management of the transport communication network, and each network element is connected to a device for optimizing the transport communication network by a control channel, the network elements are connected to each other by physical and logical communication channels.
Технической проблемой данных аналогов и прототипа является большое число арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи транспортной сети связи. Еще одной технической проблемой является то, что аналоги и прототип не позволяют найти оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети связи, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
Техническим результатом является уменьшение числа арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети связи за счет преобразования полученной информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Еще одним техническим результатом является то, что настоящее изобретение позволяет находить оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети связи, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
Задачей изобретения является создание способа, устройства и системы для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, позволяющих уменьшить число арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети и найти оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержке для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
В заявленном способе эта задача решается тем, что в способе для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, заключающемся в том, что получают информацию от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей каналов связи, информацию от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Согласно одному из частных вариантов реализации при нахождение оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети осуществляются, по крайней мере, следующие этапы: According to one of the particular variants of implementation, when finding the optimal values of the bandwidth of communication channels of an unbalanced transport network, at least the following stages are carried out:
1) на первом этапе определяют оптимальные значения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, учитывая допустимую сетевую задержку только для протокольных блоков данных 1-го приоритета, затем только для 2-го приоритета и так далее вплоть до
2) на втором этапе определяют множества значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, учитывая все возможные комбинации допустимых сетевых задержек для протокольных блоков данных только двух приоритетов, затем только для трех приоритетов и так до тех пор, пока не будут рассмотрены все комбинации допустимых сетевых задержек для протокольных блоков данных всех приоритетов.2) at the second stage, sets of values of the bandwidth of communication channels of an unbalanced transport network are determined, taking into account all possible combinations of admissible network delays for protocol data units of only two priorities, then only for three priorities, and so on until all combinations of admissible network delays for PDUs of all priorities.
3) на третьем этапе определяют множество альтернативных решений задачи параметрической оптимизации, для этого выбирают максимальные значения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети связи, используя множества значений пропускных способностей, которые были определены на втором этапе.3) at the third stage, a set of alternative solutions to the parametric optimization problem is determined, for this, the maximum values of the bandwidth of the communication channels of the unbalanced transport communication network are selected using the sets of bandwidth values that were determined at the second stage.
4) на четвертом этапе из полученного на третьем этапе множества решений выбирают оптимальное решение, которое обеспечивает: выполнение требований по допустимым сетевым задержкам для протокольных блоков данных всех приоритетов и минимальные суммарные затраты, связанные с арендой каналов связи соответствующей пропускной способности.4) at the fourth stage, from the set of solutions obtained at the third stage, an optimal solution is selected that provides: fulfillment of the requirements for admissible network delays for protocol data units of all priorities and the minimum total costs associated with the lease of communication channels of the corresponding bandwidth.
Новая совокупность существенных признаков позволяет достичь указанного технического результата за счет преобразования полученной информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
В заявленном устройстве эта задача решается тем, что устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, содержащее модуль сбора/вывода параметров, выполненный с возможностью получения информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовности каналов связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Благодаря новой совокупности существенных признаков достигается указанный технический результат за счет дополнительно введенных модуля матричных операций, модуля управления сетевыми ресурсами, модуля преобразования данных, что позволяет уменьшить число арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети и найти оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети связи, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
В заявленной системе эта задача решается тем, что в системе для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, состоящей из устройства для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, как минимум пяти сетевых элементов, выполненных с возможностью заполнения таблиц коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи, причем каждый сетевой элемент соединен с устройством для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи каналом управления или логическим каналом управления, сетевые элементы соединены друг с другом каналами связи.In the claimed system, this problem is solved by the fact that in the system for optimizing an unbalanced transport communication network, consisting of a device for optimizing an unbalanced transport communication network, at least five network elements made with the ability to fill in the switching / routing tables, topology and resource management of the unbalanced transport network communication, each network element is connected to a device for optimizing an unbalanced transport communication network by a control channel or a logical control channel, the network elements are connected to each other by communication channels.
Благодаря новой совокупности существенных признаков достигается указанный технический результат за счет использования системы для оптимизации разбалансированной транспортной сети, которая содержит устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети, как минимум пять сетевых элементов, выполненных с возможностью заполнения таблиц коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи, причем каждый сетевой элемент соединен с устройством для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи каналом управления или логическим каналом управления, сетевые элементы соединены друг с другом каналами связи, что позволяет уменьшить число арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети и найти оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети связи, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленных способа, устройства и системы для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the state of the art made it possible to establish that there are no analogs characterized by a set of features that are identical to all features of the claimed method, device and system for optimizing an unbalanced transport communication network. Therefore, the claimed invention meets the “novelty” requirement of patentability.
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The results of the search for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the features of the claimed object, have shown that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the influence of the transformations envisaged by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the "inventive step" requirement of patentability.
Для более понятной иллюстрации технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения ниже приведено краткое описание сопроводительных чертежей. Очевидно, что сопроводительные чертежи в нижеследующем описании относятся только к некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения и специалисты в данной области техники могут без труда получить другие чертежи на основе этих сопроводительных чертежей.To more clearly illustrate technical solutions according to embodiments of the present invention, a brief description of the accompanying drawings is provided below. Obviously, the accompanying drawings in the following description relate only to certain embodiments of the present invention, and those skilled in the art can easily derive other drawings based on these accompanying drawings.
на фиг. 1 – способ оптимизации разбалансированной транспортной сети связи;in fig. 1 - a way to optimize an unbalanced transport communication network;
на фиг. 2 – устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи;in fig. 2 - device for optimizing an unbalanced transport communication network;
на фиг. 3 – система для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи;in fig. 3 - a system for optimizing an unbalanced transport communication network;
на фиг. 4 – фрагмент разбалансированной транспортной сети связи;in fig. 4 - a fragment of an unbalanced transport communication network;
на фиг. 5 – оптимальные логические структуры разбалансированной транспортной сети связи.in fig. 5 - optimal logical structures of an unbalanced transport communication network.
Ниже будут полностью и четко описаны технические решения для вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи. Должно быть, очевидно, что варианты осуществления, описанные ниже, являются только частью настоящего изобретения, а не всеми возможными вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения и не использующие творческий подход, попадают под объем охраны настоящего изобретения.Below, technical solutions for embodiments of the present invention will be fully and clearly described with reference to the accompanying drawings. It should be obvious that the embodiments described below are only part of the present invention and not all possible embodiments of the present invention. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention and not using creativity fall within the protection scope of the present invention.
Реализация заявленного способа заключается в следующем (фиг. 1).The implementation of the claimed method is as follows (Fig. 1).
101. Получают информацию от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей каналов связи, информацию от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивность поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и
102. Преобразуют полученную информацию от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей линий связи, информацию от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивность поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
103. Определяют связные структуры для разбалансированной транспортной сети связи по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующей связной структуры.103. Determine the connected structures for the unbalanced transport communication network according to the criterion of the minimum average delay time for the corresponding connected structure.
104. Вычисляют оптимальную логическую структуру разбалансированной транспортной сети связи, с использованием информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации о сетевых элементах разбалансированной транспортной сети связи, информации о найденных связных структурах по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующих связных структур.104. Calculate the optimal logical structure of an unbalanced transport communication network, using information from the operator's network, at least the average delay time and availability factors of communication channels, information about network elements of an unbalanced transport communication network, information about the found connected structures according to the criterion of minimum average delay time for the corresponding connected structures.
В качестве примера поясним обобщенный алгоритм, реализующий вычисление оптимальной логической структуры методом ветвей и границ, который включает пять действий.As an example, let us explain a generalized algorithm that computes the optimal logical structure by the branch and bound method, which includes five steps.
Д1. Формируется список комбинаций, который содержит только одну пустую комбинацию (состояние, когда ни одному элементу сети связи не приписан ни один ресурс). Для этой комбинации в неиспользованном ресурсе определяется самый надежный и самый ненадежный ресурс и производится расчет верхней и нижней границы значение коэффициента готовности транспортной сети связи.D1. A list of combinations is formed, which contains only one empty combination (a state when no resource is assigned to any element of the communication network). For this combination, the most reliable and most unreliable resource is determined in the unused resource and the upper and lower bounds are calculated for the value of the availability factor of the transport communication network.
Д2. Из списка комбинаций выбирается очередная комбинация, на основании которой формируются новые комбинации путем рассмотрения всех возможных вариантов назначения очередному элементу транспортной сети связи того или иного ресурса из списка ресурсов, но с учетом уже использованного ресурса.
Д3. Для каждой новой комбинации находится неиспользованный ресурс, в котором определяется самый надежный и самый ненадежный ресурс, и производится расчет верхней и нижней границы значение коэффициента готовности транспортной сети связи.D3. For each new combination, an unused resource is found, in which the most reliable and most unreliable resource is determined, and the upper and lower bounds of the value of the availability factor of the transport communication network are calculated.
Д4. Если есть не рассмотренные комбинации в списке комбинаций, тогда возврат к Д2. Если все комбинации в списке рассмотрены, тогда в новом списке комбинаций определяется наибольшее значение нижней границы коэффициента готовности транспортной сети связи. После чего с этим значением сравниваются все значения верхних границ коэффициента готовности транспортной сети связи, при этом комбинации, у которых значение верхних границ меньше удаляются из нового списка комбинаций как не перспективные.D4. If there are not considered combinations in the list of combinations, then return to D2. If all combinations in the list are considered, then in the new list of combinations the highest value of the lower bound of the availability of the transport communication network is determined. After that, all the values of the upper bounds of the availability factor of the transport communication network are compared with this value, while the combinations for which the value of the upper bounds is less are removed from the new list of combinations as not promising.
Расчет верхней и нижней границы значения коэффициента готовности транспортной сети связи производится по методике описанной в ГОСТ Р 55111-2008 г.The calculation of the upper and lower boundaries of the value of the availability factor of the transport communication network is carried out according to the method described in GOST R 55111-2008.
Для наглядности на фиг. 5 представлены оптимальные логические структуры, полученные с помощью кратчайших маршрутов (фиг. 5а), остовых деревьев (фиг. 5б), гамильтоновых цепей (фиг. 5в) и циклов (фиг. 5г).For clarity, FIG. 5 shows the optimal logical structures obtained using the shortest routes (Fig. 5a), spanning trees (Fig. 5b), Hamiltonian chains (Fig. 5c) and cycles (Fig. 5d).
105. Находят связные структуры на оптимальной логической структуре разбалансированной транспортной сети связи по критерию максимума коэффициента готовности для соответствующих связных структур. 105. Find connected structures on the optimal logical structure of an unbalanced transport communication network according to the criterion of the maximum availability factor for the corresponding connected structures.
106. Находят оптимальные значения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, с использованием информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Нахождение оптимального распределение пропускной способности каналов связи разбалансированной транспортной сети связи, включает 4 этапа.Finding the optimal distribution of the bandwidth of communication channels of an unbalanced transport communication network includes 4 stages.
1 этап. Определяют оптимальные значения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, учитывая допустимую сетевую задержку только для протокольных блоков данных 1-го приоритета, затем только для 2-го приоритета и так далее вплоть до
В качестве примера поясним 1 этап, реализующий вычисление оптимального значения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, учитывая допустимую сетевую задержку только для протокольных блоков данных (ПБД) 1-го приоритета или только
Д1. Рассчитывают начальные значения пропускных способностей каналов связи (КС), используя математический аппарат матричного исчисленияD1. Calculate the initial values of the bandwidth of communication channels (CS) using the mathematical apparatus of the matrix calculus
где
Д2. Рассчитывают вектор значений пропускных способностей каналов связи на очередном итерационном шаге при условии выполнения требований только для допустимой сетевой задержки ПБД 1-го приоритета, используя математический аппарат матричного исчисления
где
Д3. Рассчитывают сумму модуля отклонения между пропускными способностями каналов связи, полученными на предыдущем и очередном итерационном шагах, используя математический аппарат матричного исчисленияD3. Calculate the sum of the modulus of the deviation between the communication channel capacities obtained at the previous and next iterative steps, using the mathematical apparatus of the matrix calculus
где функция
Д4. Проверяют условие
2 этап. Определяют множества значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, учитывая все возможные комбинации допустимых сетевых задержек для протокольных блоков данных только двух приоритетов, затем только для трех приоритетов и так до тех пор, пока не будут рассмотрены все комбинации допустимых сетевых задержек для протокольных блоков данных всех приоритетов.
В качестве примера поясним обобщенный алгоритм, реализующий 2 этап, который включает четыре действия.As an example, let us explain a generalized algorithm that implements
Д1. Формируют вектор, элементами которого являются все возможные сочетания из активных ограничений.D1. A vector is formed, the elements of which are all possible combinations of active restrictions.
Д2. Выбирают из сформированного вектора очередной вариант из активных ограничений.
Д3. Используя очередной вариант для активных ограничений и результаты решения, полученные на 1-ом этапе формируют множества значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, используя математический аппарат матричного исчисленияD3. Using the next option for active constraints and the results of the solution obtained at the 1st stage form the sets of values of the bandwidth of the communication channels of the unbalanced transport network, using the mathematical apparatus of the matrix calculus
где
Д4. Проверяют условие, что были исследованы все варианты из активных ограничений. Если условие выполняется, то множество значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети найдено. Иначе повторяют действия Д1– Д3.D4. Check the condition that all options from active constraints have been investigated. If the condition is met, then the set of values of the bandwidth of the communication channels of the unbalanced transport network is found. Otherwise, repeat actions D1 – D3.
3 этап. Определяют множество альтернативных решений задачи параметрической оптимизации, для этого выбирают максимальные значения пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети, используя множества значений пропускных способностей, которые были определены на втором этапе.Stage 3. A set of alternative solutions to the parametric optimization problem is determined; for this, the maximum values of the bandwidth of the communication channels of the unbalanced transport network are selected using the sets of bandwidth values that were determined at the second stage.
4 этап. Выбирают оптимальное решение из полученного на третьем этапе множества решений, которое обеспечивает: выполнение требований по допустимым сетевым задержкам для протокольных блоков данных всех приоритетов и минимальные суммарные затраты, связанные с арендой каналов связи соответствующей пропускной способности.
В качестве примера поясним 4 этап, который включает семь действий.As an example, let us explain
Д1. Выбирают из множества альтернативных решений задачи параметрической оптимизации, очередное решение, которое следует проверить на оптимальность.D1. Choose from a variety of alternative solutions of the parametric optimization problem, the next solution, which should be checked for optimality.
Д2. Проверяют очередное решение на предмет отсутствия отрицательных значений сетевой задержки ПБД 1-го приоритета в каждом канале связи, затем проверяют ПБД 2-го приоритета и так далее вплоть до ПБД
Д3. Проверяют очередное решение на предмет отсутствия отрицательных значений сетевой задержки ПБД 1-го приоритета в разбалансированной транспортной сети связи, затем проверяют ПБД 2-го приоритета и так далее вплоть до ПБД
Д4. Проверяют очередное решение на предмет того, что сетевая задержка ПБД 1-го приоритета в разбалансированной транспортной сети связи удовлетворяет ограничению, введенному для ПБД 1-го приоритета, затем, что сетевая задержка для ПБД 2-го приоритета удовлетворяет ограничению, введенному для ПБД 2-го приоритета и так далее вплоть до ПБД
Д5. Проверяют очередное решение на предмет того, что суммарные затраты, связанные с арендой каналов связи для анализируемой комбинации активных ограничений меньше чем суммарные затраты, связанные с арендой каналов связи для оптимальной комбинации активных ограничений.E5. The next decision is checked for the fact that the total costs associated with the lease of communication channels for the analyzed combination of active restrictions is less than the total costs associated with the lease of communication channels for the optimal combination of active restrictions.
Д6. Проверяют факт того, что для очередного решения задачи параметрической оптимизации одновременно выполняются условия Д2-Д5. Если все условия выполняются, тогда очередное решение становится оптимальным решением. Если хотя бы одно условие из Д2-Д5 не выполняется, тогда оптимальное решение остается без изменений.D6. Check the fact that for the next solution of the parametric optimization problem, conditions D2-D5 are simultaneously satisfied. If all conditions are met, then the next solution becomes the optimal solution. If at least one condition from D2-D5 is not met, then the optimal solution remains unchanged.
Д7. Проверяют условие, что были исследованы все альтернативные решения задачи параметрической оптимизации. Если условие выполнено, то оптимальное решение найдено. Иначе повторяются действия Д1-Д6 до тех пор, пока не будет выполнено условие в Д7.
107. Формируют таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи в матричном виде.107. Tables of switching / routing, topology and resource management of the unbalanced transport communication network are formed in matrix form.
Таблицы коммутации/маршрутизации разбалансированной транспортной сети связи формируют с использованием связных структур, найденных по критерию максимума коэффициента готовности для соответствующей связной структуры. Таблицы топологии разбалансированной транспортной сети связи заполняют с использованием вычисленной оптимальной логической структуры разбалансированной транспортной сети связи. Таблицы управления ресурсом заполняют с использованием найденных оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети связи.Switching / routing tables of an unbalanced transport communication network are formed using connected structures found by the criterion of the maximum availability factor for the corresponding connected structure. The unbalanced transport communication network topology tables are populated using the calculated optimal logical structure of the unbalanced transport communication network. The resource control tables are filled using the found optimal values of the bandwidth of the communication channels of the unbalanced transport communication network.
108. Преобразуют таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи из матричного вида в скалярный вид.108. Converting the tables of switching / routing, topology and resource management of the unbalanced transport communication network from a matrix form to a scalar form.
109. Передают сетевым элементам разбалансированной транспортной сети связи таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом.109. Transfer to the network elements of the unbalanced transport communication network switching / routing tables, topology and resource management.
Заявленный способ для оптимизации сети связи позволяет достичь указанного технического результата за счет преобразования полученной информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи (фиг. 2) состоит из модуля маршрутизации 201, модуля синтеза топологии 202, модуля управления сетевыми ресурсами 203, модуля преобразования данных 204, модуля данных 205, модуля матричных операций 206, модуля управления сетевыми ресурсами 207, модуля сбора/вывода параметров 208, при этом все модули в устройстве соединены посредством общей внутренней шины AXI4, которая выступает в качестве средства обмена информацией между модулями.A device for optimizing an unbalanced transport communication network (Fig. 2) consists of a routing module 201, a topology synthesis module 202, a network resource management module 203, a data conversion module 204, a data module 205, a matrix operations module 206, a network resource management module 207, a module collection / output of parameters 208, while all the modules in the device are connected through a common internal bus AXI4, which acts as a means of information exchange between the modules.
Модуль маршрутизации 201, выполненный с возможностью нахождения связных структур разбалансированной транспортной сети связи по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующей связной структуры и по критерию максимума коэффициента готовности для соответствующих связных структур.The routing module 201 is configured to find the communication structures of the unbalanced transport communication network according to the criterion of the minimum average delay time for the corresponding communication structure and according to the criterion of the maximum availability for the corresponding communication structures.
Модуль синтеза топологии 202, выполненный с возможностью вычисления оптимальной логической структуры разбалансированной транспортной сети связи, с использованием информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации о сетевых элементах разбалансированной транспортной сети связи, информации о найденных связных структурах по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующих связных структур.Topology synthesis module 202, configured to calculate the optimal logical structure of an unbalanced transport communication network using information from the operator's network, at least the average delay time and availability factors of communication channels, information about network elements of an unbalanced transport communication network, information about the found communication structures according to the criterion of the minimum average delay time for the corresponding connected structures.
Модуль управления сетевыми ресурсами 203, выполненный с возможностью нахождения оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети связи, с использованием информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Модуль преобразования данных 204, выполненный с возможностью преобразования полученной информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициенты готовностей каналов связи, информации от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Модуль данных 205, выполненный с возможностью заполнения таблиц коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи в матричном виде и передачи данных таблиц в модуль сбора/вывода параметров.Data module 205, configured to fill in the switching / routing tables, topology and resource management of the unbalanced transport communication network in matrix form and transfer the table data to the parameter acquisition / output module.
Модуль матричных операций 206, предназначенный для реализации математического аппарата матричного исчисления. Module of matrix operations 206, designed to implement the mathematical apparatus of matrix calculus.
Модуль административного управления 207, выполненный с возможностью управления и конфигурирования устройства, вывода информации на монитор служебной информации.Administrative control module 207, configured to control and configure the device, output information to the service information monitor.
Модуль сбора/вывода параметров 208, выполненный с возможностью получения информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовности каналов связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Модули 201-208 могут быть реализованы по известной схеме, например, на платформе Programmble Flow controller NEC PF6800 (http://www.sdxcentral.com/products/nec-programmbleflow- controller).Modules 201-208 can be implemented according to a well-known scheme, for example, on the NEC PF6800 Programmble Flow controller platform (http://www.sdxcentral.com/products/nec-programmbleflow controller).
Все модули в устройстве для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи соединены посредством общей внутренней шины AXI4, которая выступает в качестве средства обмена информацией между модулями.All modules in the device for optimizing an unbalanced transport communication network are connected via a common internal bus AXI4, which acts as a means of information exchange between the modules.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
На модуль сбора/вывода параметров 208 поступает информация от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей каналов связи, информация от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивность поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Благодаря новой совокупности существенных признаков достигается указанный технический результат за счет дополнительно введенных модуля матричных операций, модуля управления сетевыми ресурсами, модуля преобразования данных, что позволяет уменьшить число арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети и найти оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети связи, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
Система для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи (фиг. 3) содержит устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи, как минимум пять сетевых элементов, выполненных с возможностью заполнения таблиц коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи, причем каждый сетевой элемент соединен с устройством для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи каналом управления или логическим каналом управления, сетевые элементы соединены друг с другом каналами связи.The system for optimizing an unbalanced transport communication network (Fig. 3) contains a device for optimizing an unbalanced transport communication network, at least five network elements configured to fill the switching / routing tables, topology and resource management of the unbalanced transport communication network, each network element being connected with a device for optimizing an unbalanced transport communication network by a control channel or a logical control channel, network elements are connected to each other by communication channels.
Устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи выполнено по п. 2 формулы данного изобретения.A device for optimizing an unbalanced transport communication network is made according to
В качестве сетевых элементов могут быть использованы коммутаторы либо маршрутизаторы, которые поддерживают открытые протоколы OpenFlow или SSH.Switches or routers that support the open protocols OpenFlow or SSH can be used as network elements.
Любой сетевой элемент может быть реализован по известной схеме, например, как описано в патенте RU № 2584471 от 20.05.2016 г. или в виде коммутатора Programmble Flow PF5340-48XP-6Q (см. www.nstor.ru/ru/news/lenta/nec_pf5340_48xp_6q_32qp.html).Any network element can be implemented according to a known scheme, for example, as described in patent RU No. 2584471 dated 20.05.2016, or in the form of a Programmble Flow PF5340-48XP-6Q switch (see www.nstor.ru/ru/news/lenta /nec_pf5340_48xp_6q_32qp.html).
Устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети взаимодействует с сетевыми элементами с использованием, например, открытых протоколов OpenFlow или SSH.An unbalanced transport optimization device communicates with network elements using, for example, OpenFlow or SSH.
Интерактивный процесс функционирования системы для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи описан ниже.The interactive process of the system functioning to optimize the unbalanced transport communication network is described below.
Сетевые элементы разбалансированной транспортной сети связи передают информацию о включённых/выключенных физических портах в устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи.The network elements of an unbalanced transport communication network transmit information about enabled / disabled physical ports to the device to optimize the unbalanced transport communication network.
В устройстве для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи:In a device for optimizing an unbalanced transport communication network:
1. Модуль сбора/вывода параметров получает информацию от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей каналов связи, информацию от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
2. Модуль преобразования данных преобразует полученную информацию от сети оператора связи, как минимум среднее время задержки и коэффициенты готовностей каналов связи, информацию от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных и интенсивность поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
3. Модуль маршрутизации находит связные структуры разбалансированной транспортной сети связи такие, как кратчайшие маршруты, остовые деревья, гамильтоновы цепи и циклы по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующих связных структур, найденные связные структуры передают в модуль синтеза топологии. 3. The routing module finds the connected structures of the unbalanced transport communication network, such as shortest routes, spanning trees, Hamiltonian chains and cycles according to the criterion of the minimum average delay time for the corresponding connected structures, the found connected structures are transferred to the topology synthesis module.
4. Модуль синтеза топологии вычисляет оптимальную логическую структуру разбалансированной транспортной сети связи, с использованием информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации о сетевых элементах разбалансированной транспортной сети связи, информации о найденных связных структурах по критерию минимума среднего времени задержки для соответствующих связных структур. Оптимальная логическая структура разбалансированной транспортной сети связи передается в модуль маршрутизации, в модуль управления сетевыми ресурсами разбалансированной транспортной сети связи и в модуль данных (в данном модуле заполняют таблицы топологии разбалансированной транспортной сети связи). 4. The topology synthesis module calculates the optimal logical structure of an unbalanced transport communication network using information from the operator's network, at least the average delay time and availability factors of communication channels, information about network elements of an unbalanced transport communication network, information about the found communication structures according to the minimum criterion the average delay time for the corresponding connected structures. The optimal logical structure of the unbalanced transport communication network is transmitted to the routing module, to the network resource management module of the unbalanced transport communication network and to the data module (in this module, the topology tables of the unbalanced transport communication network are filled in).
5. Модуль маршрутизации находит связные структуры разбалансированной транспортной сети связи такие, как кратчайшие маршруты, остовые деревья, гамильтоновы цепи и циклы по критерию максимума коэффициента готовностей для соответствующих связных структур. Найденные связные структуры передаются в модуль данных для заполнения таблиц коммутации/маршрутизации разбалансированной транспортной сети связи и в модуль управления сетевыми ресурсами разбалансированной транспортной сети связи.5. The routing module finds connected structures of an unbalanced transport communication network, such as shortest routes, spanning trees, Hamiltonian chains and cycles based on the criterion of the maximum availability factor for the corresponding connected structures. The found connected structures are transmitted to the data module for filling in the switching / routing tables of the unbalanced transport communication network and to the network resource management module of the unbalanced transport communication network.
6. В модуль управления сетевыми ресурсами разбалансированной транспортной сети связи поступает информация от сети доступа, как минимум средний размер протокольных блоков данных, интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го так далее вплоть до
7. Модуль данных принимает информацию о связных структурах, найденных по критерию максимума коэффициента готовности для соответствующих связных структур, и заполняет таблицы коммутации. Принимает информацию об оптимальной логической структуре разбалансированной транспортной сети связи и заполняет таблицы топологии. Принимает информацию об оптимальных значениях пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети связи и заполняет таблицы управления ресурсом. Все таблицы заполняются в матричном виде и передаются в модуль преобразования данных.7. The data module receives information about the connected structures found according to the criterion of the maximum availability factor for the corresponding connected structures, and fills in the switching tables. Receives information about the optimal logical structure of an unbalanced transport communication network and fills in the topology tables. Receives information about the optimal values of the bandwidth of the communication channels of the unbalanced transport communication network and fills in the resource management tables. All tables are filled in matrix form and transferred to the data conversion module.
8. Модуль преобразования данных преобразует полученные таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсами разбалансированной транспортной сети связи из матричного вида в скалярный вид и далее передает таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсами в модуль сбора/вывода параметров.8. The data conversion module converts the received tables of switching / routing, topology and resource management of the unbalanced transport communication network from matrix form to scalar form and then transmits the switching / routing, topology and resource management tables to the module for collecting / outputting parameters.
9. Модуль сбора/вывода параметров передает таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом сетевым элементам разбалансированной транспортной сети связи.9. The module for collecting / outputting parameters transmits the tables of switching / routing, topology and resource management to the network elements of the unbalanced transport communication network.
Сетевые элементы разбалансированной транспортной сети связи принимают таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом. На основании данных таблиц сетевые элементы заполняют свои таблицы коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом. На основе заполненных таблиц коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом осуществляют управление физическими портами. The network elements of an unbalanced transport communication network adopt switching / routing, topology and resource management tables. Based on these tables, network elements populate their switching / routing, topology, and resource management tables. Physical ports are managed based on the completed switch / routing tables, topology, and resource management.
Благодаря новой совокупности существенных признаков достигается указанный технический результат за счет использования системы для оптимизации разбалансированной транспортной сети, которая содержит устройство для оптимизации разбалансированной транспортной сети, как минимум пять сетевых элементов, выполненных с возможностью заполнения таблиц коммутации/маршрутизации, топологии и управления ресурсом разбалансированной транспортной сети связи, причем каждый сетевой элемент соединен с устройством для оптимизации разбалансированной транспортной сети связи каналом управления или логическим каналом управления, сетевые элементы соединены друг с другом каналами связи, что позволяет уменьшить число арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети и найти оптимальные значения пропускных способностей каналов связи в разбалансированной транспортной сети связи, при этом выполнив требования по допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных как 1-го, так и 2-го и так далее вплоть до
Правомерность теоретических предпосылок проверялась на фрагменте разбалансированной транспортной сети связи (фиг. 4) с помощью сетевого симулятора OMNet++ при следующих исходных данных:The validity of the theoretical premises was tested on a fragment of an unbalanced transport communication network (Fig. 4) using the OMNet ++ network simulator with the following initial data:
- число сетевых узлов
- число информационных направлений равно 8, причем в каждом информационном направлении передаются протокольные блоки данных 1-го, 2-го и 3-го приоритетов;- the number of information directions is 8, and in each information direction protocol data blocks of the 1st, 2nd and 3rd priorities are transmitted;
- интенсивности поступления протокольных блоков данных в разные информационные направления представлены в таблицах 1–2;- the rates of arrival of protocol data blocks in different information directions are presented in Tables 1–2;
- значение допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных 1-го приоритета равно 0,13 (с), для протокольных блоков данных 2-го приоритета равно 0,2 (с), для протокольных блоков данных 3-го приоритета равно 0,3 (с).- the value of the admissible network delay for the 1st priority PDU is 0.13 (s), for the 2nd priority PDU is 0.2 (s), for the 3rd priority PDU is 0.3 ( from).
- средний размер протокольных блоков данных
Таблица 1 – Интенсивности поступления протокольных блоков данных в информационные направления (начало)Table 1 - Intensity of receipt of protocol data units in information directions (beginning)
Таблица 2 – Интенсивности поступления протокольных блоков данных в информационные направления (окончание)Table 2 - Intensity of receipt of protocol data units in information directions (end)
Таблица 3 – Результаты, полученные с использованием способа оптимизации разбалансированной транспортной сети связиTable 3 - Results obtained using the method of optimization of an unbalanced transport communication network
Анализ результатов этапа параметрической оптимизации (таблица 3) показывает, что комбинация
Для доказательства технического результата, связанного с уменьшением числа арифметических операций при нахождении оптимальных значений пропускных способностей каналов связи разбалансированной транспортной сети рассмотрим аналитические выражения, с помощью которых решается задача параметрической оптимизации в заявленном изобретении и в прототипе.To prove the technical result associated with a decrease in the number of arithmetic operations when finding the optimal values of the bandwidth of communication channels of an unbalanced transport network, let us consider analytical expressions that solve the problem of parametric optimization in the claimed invention and in the prototype.
В способе прототипе для нахождения оптимальных значений пропускных способностей каналов связи с учетом допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных
где
Количество арифметических операций необходимых для нахождения оптимальных значений пропускных способностей каналов связи определяется следующим выражением
В изобретении для нахождения оптимальных значений пропускных способностей каналов связи с учетом допустимой сетевой задержки для протокольных блоков данных
Количество арифметических операций необходимое для нахождения оптимальных значений пропускных способностей каналов связи определяется следующим выражением
Анализ результатов процедуры параметрической оптимизации показывает что, за счет преобразования полученной информации от сети оператора связи, как минимум среднего времени задержки и коэффициентов готовностей каналов связи, информации от сети доступа, как минимум среднего размера протокольных блоков данных и интенсивности поступления протокольных блоков данных 1-го, 2-го и так далее вплоть до
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019123821A RU2731437C1 (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Method, apparatus and system for optimizing unbalanced transport communication network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019123821A RU2731437C1 (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Method, apparatus and system for optimizing unbalanced transport communication network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731437C1 true RU2731437C1 (en) | 2020-09-02 |
Family
ID=72421680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019123821A RU2731437C1 (en) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Method, apparatus and system for optimizing unbalanced transport communication network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731437C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7248841B2 (en) * | 2000-06-13 | 2007-07-24 | Agee Brian G | Method and apparatus for optimization of wireless multipoint electromagnetic communication networks |
RU2305373C2 (en) * | 2001-07-13 | 2007-08-27 | Редвэйв Текнолоджи Лимитед | System and method for organizing broadband mass information transfer network |
US8315326B2 (en) * | 2000-06-13 | 2012-11-20 | Aloft Media, Llc | Apparatus for generating at least one signal based on at least one aspect of at least two received signals |
RU2585971C1 (en) * | 2012-06-01 | 2016-06-10 | Опера Софтвейр Айрланд Лимитед | Network monitoring and subscriber identification in real time using request triggered device |
US9444752B2 (en) * | 2013-07-12 | 2016-09-13 | Seven Networks, Llc | Distributed caching systems with configurable extended caching optimization |
-
2019
- 2019-07-29 RU RU2019123821A patent/RU2731437C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7248841B2 (en) * | 2000-06-13 | 2007-07-24 | Agee Brian G | Method and apparatus for optimization of wireless multipoint electromagnetic communication networks |
US8315326B2 (en) * | 2000-06-13 | 2012-11-20 | Aloft Media, Llc | Apparatus for generating at least one signal based on at least one aspect of at least two received signals |
RU2305373C2 (en) * | 2001-07-13 | 2007-08-27 | Редвэйв Текнолоджи Лимитед | System and method for organizing broadband mass information transfer network |
RU2585971C1 (en) * | 2012-06-01 | 2016-06-10 | Опера Софтвейр Айрланд Лимитед | Network monitoring and subscriber identification in real time using request triggered device |
US9444752B2 (en) * | 2013-07-12 | 2016-09-13 | Seven Networks, Llc | Distributed caching systems with configurable extended caching optimization |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11082262B2 (en) | Flow entry generating method and apparatus | |
US10542076B2 (en) | Cloud service control and management architecture expanded to interface the network stratum | |
CA2130394C (en) | Method and system for improving the processing time of the path selection in a high speed packet switching network | |
RU2680764C1 (en) | Method, device and system for transport communication network optimization | |
US20160301627A1 (en) | Crossbar switch and recursive scheduling | |
JP6271757B2 (en) | Optical network on chip, and method and apparatus for dynamically adjusting optical link bandwidth | |
WO2018224151A1 (en) | Device and method for providing a network slice | |
US20040220886A1 (en) | Communication signal resource chain assignment for optical networks subject to reach constraints | |
CN111512600A (en) | Method, apparatus and computer program for distributing traffic in a telecommunications network | |
US11729104B1 (en) | Apparatus and method for providing hybrid access coordination | |
US20150043911A1 (en) | Network Depth Limited Network Followed by Compute Load Balancing Procedure for Embedding Cloud Services in Software-Defined Flexible-Grid Optical Transport Networks | |
CN107509126B (en) | Logical topology reconstruction method of optical network, reconstruction controller and optical network system | |
Wang et al. | Hybrid optical-electrical data center networking: Challenges and solutions for bandwidth resource optimization | |
RU2731437C1 (en) | Method, apparatus and system for optimizing unbalanced transport communication network | |
US7466916B2 (en) | Hybrid optical and data networks | |
Lemeshko et al. | Tensor based load balancing under self-similar traffic properties with guaranteed QoS | |
US11838102B2 (en) | Method and systems for optical network dimensioning | |
Lemeshko et al. | Qoe-centric adaptive multipath routing under r-factor with load balancing in sdn | |
US6760310B1 (en) | Optimal allocation of multi-service concentrators | |
RU2684571C1 (en) | Method and system for optimization hierarchical multilevel transport communication network | |
CN116762323A (en) | Switching system, switching network and switching node | |
Saadatpour et al. | QoS improvement in SDN using centralized routing based on feedback | |
CN101252779B (en) | Method and apparatus for choosing policy executing point | |
CN107251517A (en) | The method and device of access net system, processing data bag | |
KR20190002294A (en) | Network infrastructure building system and network infrastructiure building method |