Development of the dynamic tensor model for traffic management in a telecommunication network with the support of different classes of service

Abstract

Запропоновано модель управління трафіком, яка заснована на тензорному узагальненні нелі-нійних диференціальних рівнянь стану мережі. Це дозволило отримати узгоджене розв'язання задач маршрутизації та розподілу канального ресур-су між потоками різних класів. Рішення дозволяє забезпечити якість обслуговування за показниками середньої пакетної швидкості передачі та затрим-ки пакетів, в тому числі в нестаціонарному режимі роботи інтерфейсів маршрутизаторів мережі Ключові слова: якість обслуговування, управлін-ня трафіком, телекомунікаційна мережа, тензор, динамічна модель, маршрутизація, інтерфейс Предложена модель управления трафиком, основанная на тензорном обобщении нелинейных дифференциальных уравнений состояния сети. Это позволило получить согласованное решение задач маршрутизации и распределения канально-го ресурса между потоками различных классов. Решение позволяет обеспечить качество обслужи-вания по показателям средней пакетной скорости передачи и задержке пакетов, в том числе в неста-ционарном режиме работы интерфейсов маршру-тизаторов сети Ключевые слова: качество обслуживания, уп-равление трафиком, телекоммуникационная сеть, тензор, динамическая модель, маршрутизация, интерфейс UDC 621.391

Advanced Tensor Approach to Fast Reroute With Quality of Service Protection Under Multiple Parameters

“…As shown by the analysis of scientific papers on the formation and development of the theory and methodology of tensor modelling of the infocommunication network (ICN) [13][14][15][17][18][19][20][21], the first step in building a tensor model of a multiservice ICN is the geometrization of its structure. In accordance with the approach proposed by G. Kron [17] and developed in [18][19][20][21], the structure of the ICN will be modeled by a one-dimensional network…”

“…A discrete n-dimensional geometric space is introduced on the structure of a telecommunication network, that is, its size is determined by the number of communication links in the ICN. Depending on the aspect of ICN consideration in the introduced discrete n-dimensional space can be determined by a number of coordinate systems (CS), in which the coordinate axes are different types of basic paths [18][19][20][21]: edges, contours, node pairs, cuts, etc. In the framework of this work, such orthogonal coordinate systems will be adopted, in which the projections of tensors of the main functional parameters of ICN will be further interconnected [19,20]:…”

“…In Fig. 1 shows an example of determining for a network S of basic interpolar paths and internal node pairs, when the nodes 1 u and 9 u were the poles, and the main structural characteristics took the following values: : In the introduced n-dimensional space, the telecommunication network relative to each separately selected packet flow, for which it is necessary to obtain conditions for ensuring the quality of service, can be described using a mixed divalent tensor [17][18][19][20]:…”

“…where j  is average packet delay along the j th coordinate path (s); i  is the average intensity of the packets flow that are transmitted along the i th coordinate path (1/s). In the general case, the components of the mixed divalent tensor Q (2) are interconnected using the corresponding metric tensors [17][18][19][20]:…”

“…As is known [17][18][19][20], the projections of tensors in various coordinate systems are interconnected using linear transformation laws. Then, the transformation of the projection coordinates of the covariant tensor Т during the transition from the coordinate system of the interpolar paths and internal node pairs to the coordinate system of the network edges is carried out as follows:…”