Journal influence
Higher Attestation Commission (VAK) - К1 quartile
Russian Science Citation Index (RSCI)
Bookmark
Next issue
№4
Publication date:
09 September 2024
Optimal routing using the network congestion criterion
The article was published in issue no. № 4, 2013 [ pp. 173-176 ]Abstract:The article considers the network information flow model with reroute messages for any number of switching nodes and links. There are criteria for optimizing with time-delay messages and the maximum network congestion, restrictions for the capacity of the channels and the conservation of flows in the network. An example of a network consisting of five nodes and seven channels of communication is described. It is shown that the problem of optimal routing refers to non-linear optimization of several variables function with inequality constraints and equations. Inequality constraints are formulated for channel capacity and the type of equations for the conservation of flows in the network nodes according to their division into input node, output node and intermediate nodes. Based on the standard fmincon function, a program as developed in MatLab. It allows finding the optimal distribution of flows in the network consisting of an arbitrary number of nodes and links according the topological structure of the network, the input flow and capacity of channels. The article shows the results of the optimum flow separation calculation using criteria of congestion and delays for the considered example. The analysis of changes in the criteria of maximum load at different intensities of the input stream is made. It is shown that the determination of the optimum distribution of channels load while separating each channel to any number of lines can be done using analytical optimization techniques. There are results of the calculation of the optimum flow separation on two links by load for the considered example.
Аннотация:Рассмотрена потоковая модель информационной сети с альтернативной маршрутизацией сообщений для произвольного количества коммутационных узлов и каналов связи. Сформулированы критерии оптимизации по времени задержки сообщений и максимальной загруженности сети, ограничения на пропускные способности каналов и условия сохранения потоков в сети. Рассмотрен пример сети, состоящей из пяти узлов и семи каналов связи. Показано, что задача оптимальной маршрутизации относится к классу задач нелинейной оптимизации функции нескольких переменных с ограничениями типа неравенств и равенств. Сформулированы ограничения типа неравенств для пропускных способностей каналов и типа равенств для условия сохранения потоков в узлах сети с учетом их разбиения на узел-вход, узел-выход и промежуточные узлы. На основе стандартной функции fmincon в среде MatLab разработана программа, позволяющая по топологической структуре сети, входному потоку и пропускным способностям каналов найти оптимальное распределение потоков в сети, состоящей из произвольного количества узлов и каналов связи. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков по критериям загруженности и задержки для рассмотренного примера. Проведен анализ изменения критерия максимальной загруженности при различных интенсивностях входного потока. Показано, что определение оптимального распределения нагрузки каналов при разделении каждого канала на произвольное количество линий связи может быть выполнено с помощью аналитических оптимизационных методов. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков на две линии связи по критерию загруженности для рассмотренного примера.
Authors: Dmitriev G.A. (kirsanich@mail.ru) - Tver State Technical University, Tver, Russia, Ph.D, Margolis B.I. (borismargolis@yandex.ru) - Tver State Technical University, Tver, Russia, Ph.D, Muzanna M.M. (mohamed1984a@yahoo.com) - Tver State Technical University, Tver, Russia | |
Keywords: optimal routing, switching node, communication channel, the average message delay, maximum load carrying capacity, capacity, nonlinear optimization, inequality constraints and equations, input stream, topology, information network |
|
Page views: 12962 |
Print version Full issue in PDF (7.95Mb) Download the cover in PDF (1.45Мб) |
Permanent link: http://swsys.ru/index.php?page=article&id=3680&lang=&lang=en&like=1 |
Print version Full issue in PDF (7.95Mb) Download the cover in PDF (1.45Мб) |
The article was published in issue no. № 4, 2013 [ pp. 173-176 ] |
Perhaps, you might be interested in the following articles of similar topics:
- Решение задачи оптимальной маршрутизации по критерию средней задержки
- Синтез магистральных телекоммуникационных сетей
- Синтез структуры абонентских телекоммуникационных сетей
- Организация адаптивной вычислительной системы потоковой обработки данных
- Методология построения потоков данных в сложных аппаратно-программных комплексах
Back to the list of articles