|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Методы управления пропускной способностью при взаимодействии в компьютерных сетяхНИР
Research of methods of network throughput management on interaction of components in computer networks.
- Руководитель НИР: Смелянский Р.Л.
- Ответственные исполнители: Балашов В.В., Бахмуров А.Г.
- Участники НИР: Бабернов В.В., Балашов В.В., Бахмуров А.Г., Волчанинов А.П., Гарькавый И.С., Глонина А.Б., Косачева С.А., Морозова В.Г., Оконишников А.А., Орлова М.А., Писковский В.О., Плакунов А.В., Пуртов Б.С., Путилов Г.К., Рязанов А.М., Рязанова Е.В., Сальников А.Н., Степанов Е.П., Тюшев М.В., Цветкова В.П., Чистолинов М.В., Шатровская Н.А., Шумкин Г.Н.
- Подразделение: Кафедра автоматизации систем вычислительных комплексов
- Срок исполнения: 1 января 2021 г. - 31 декабря 2025 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 7.4.21
- Номер ЦИТИС: 121040600415-2
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Программное и математическое обеспечение эффективного решения актуальных задач на современных вычислительных системах
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к передовым цифровым, интеллектуальным технологиям
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Технологии доступа к широкополосным мультимедийным услугам
-
Рубрики ГРНТИ:
- 50.39.17 Режимы и дисциплина взаимодействия элементов ВС. Алгоритмы и протоколы ВС
- 50.39.19 Организация вычислительного процесса в ВС
- 50.41.23 Программное обеспечение вычислительных сетей
- 50.39.15 Принципы построения и архитектуры ВС. Структура ВС
-
Ключевые слова:
пкс контроллер, протокол bgp, междоменная маршрутизация, распределенные системы
bgp protocol, distributed systems, sdn controller, cross-domain routing -
Описание:
Работа имеет целью исследование и разработку методов организации взаимодействия между абонентами (или подсетями) компьютерной сети в части обеспечения требуемых показателей качества сервиса (в частности, пропускной способности соединения, сквозной задержки) при реализации сетью сложных комплексных сервисов, в том числе с соблюдением ограничений реального времени.
-
Abstract:
Nowadays, due to the progress of cloud, SDN and NFV technologies and performance growth of mobile handhelds, new services come to the life: smart city and house, telemedicine, augmented reality, content delivery networks, industrial Internet of Things. These services tend to become more and more real-time in their nature. Due to the finite velocity of communication signals, there exists a trend to move the processing power from big data centers closer to the user, inspiring such architectural solutions for peripheral computations as Edge Computing, Fog Computing, Mobile Edge Computing, Cloudlets etc. We suggested a generalized concept for peripheral computations – the Hierarchical Edge Computing (HEC) where processing nodes (e.g. micro-DC) are placed on the borders of autonomous systems of Internet providers for certain geographical area (or on the boundaries of a certain subnet, e.g. the subnet of organization). Thus we have a hierarchy of networks. An important problem for Hierarchical Edge Computing is: how to establish a (real-time) connection between processing nodes across networks of (possible) different network operators. The main research problem of this project is the problem of bandwith-on-demand in its various aspects: the rapid change of QoS requirements, variation of network load, equipment failures. Application of modern technologies such as SDN will be explored, with attitude on all layers of the TCP/IP stack. Since a real-time automatic control system also can be a node of the HEC network, a number of network technology/protocol issues as well as data transfer scheduling issues will be under study.
-
Планируемые результаты:
•Описание и характеристики методов агрегации сетевых каналов на различных уровнях модели сетевого взаимодействия открытых систем. •Сравнительный анализ методов статической и динамической агрегации каналов для обеспечения требуемой пропускной способности агрегированного канала. •Анализ применимости технологии программно-конфигурируемых сетей (ПКС) для решения задач агрегации каналов и управления пропускной способностью сети. •Постановка задачи оценки пропускной способности сети для обеспечения QoS для набора потоков данных с заданными свойствами и анализ методов её решения. •Описание и сравнительный анализ методов резервирования пропускной способности сети на случай отказов сетевых элементов. •Описание подходов к унификации физического уровня внутренней и внешней сетей передачи данных УС РВ. •Описание методов организации обмена данными в реальном времени, применимых как внутри УС РВ, так и для связи УС РВ с внешними ЦОД. •Алгоритмы совместного планирования вычислений и информационного обмена в УС РВ с внутренней сетью на базе технологий программно-конфигурируемых сетей (SDN).
-
Научный задел:
1. Проведён анализ предметной области, разработана концепция иерархических периферийных вычислений. Результаты изложены в работе: Смелянский Р.Л. Иерархические периферийные вычисления // Моделирование и анализ информационных систем – Т. 26, № 1 (2019) – С. 146-149. 2. В ходе выполнения госбюджетной НИР «Управление качеством сервиса в распределенных вычислительных системах и компьютерных сетях с программным управлением», проекта РФФИ «Разработка методов и средств планирования вычислений в модульных вычислительных системах реального времени с использованием имитационных моделей целевых систем», соглашения о предоставлении субсидии 14.607.21.0070 на НИР «Разработка методов и средств планирования вычислений в модульных вычислительных системах реального времени с использованием имитационных моделей целевых систем», соглашения о предоставлении субсидии 05.613.21.0088 на НИР «Исследование и разработка метаоблачной вычислительной среды» накоплен опыт исследований и разработок в области программно-конфигурируемых сетей, облачных инфраструктур, систем реального времени.
- Добавил в систему: Врагова Елена Юрьевна
Соисполнители НИР
| МГУ имени М.В.Ломоносова | Координатор |
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Методы управления пропускной способностью при взаимодействии в компьютерных сетях |
| Результаты этапа: В 2021 году были получены следующие результаты: 1. Рассмотрены методы агрегации маршрутов в сети для достижения требуемой пропускной способности, указаны перспективные методы для сетевого, канального и тренспортного уровней сети, в том числе рассмотрены проблемы многопоточных транспортных протоколов. 2. Показаны преимущества применения ПКС сетей для реализации сервиса "пропускная способность по требованию". Предложен новый оптимальный алгоритм построения набора маршрутов для многопоточных протоколов в ПКС сетях. Проведен сравнительный анализ реактивного и проактивного подхода к управлению в ПКС сетях при реализации указанного сервиса, предложен смешанный подход для устранения выявленных недостатков. По теме НИР опубликовано пять работ. | ||
| 2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Методы управления пропускной способностью при взаимодействии в компьютерных сетях |
| Результаты этапа: 1. Проведён сравнительный анализ статических и динамических методов управления числом потоков в многопоточной маршрутизации. Для дальнейшего количественного анализа выбраны протоколы MPTCP и FDMP. Предложено использовать комбинацию реактивной и проактивной стратегий для реализации многопоточной маршрутизации в программно-конфигурируемых сетях. Разработан алгоритм MCMF для построения маршрутов родственных потоков многопоточного соединения. 2. Выполнен сравнительный анализ каналов передачи данных в УС РВ по критериям «способ управления передачей данных» и «топология». Типы каналов разделены на перспективные для использования «старые унаследованные». Сформулированы требования к обмену по каналам в части ограничений реального времени и поддержки реконфигурируемости сети под различные режимы работы и состав оборудования. Предложено применение программно-конфигурируемых сетей на перспективных типах каналов для решения задачи унификации среды передачи данных. По теме НИР в 2022 г. опубликована 21 работа. | ||
| 3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Методы управления пропускной способностью при взаимодействии в компьютерных сетях |
| Результаты этапа: 1. Разработана постановка задачи оценки пропускной способности сети для обеспечения QoS для набора потоков данных с заданными свойствами, выполнен анализ методов её решения. По результатам анализа сделан вывод о том, что наиболее подходящими методами оценки доступной пропускной способности являются методы Assolo и YAZ, которые минимизируют количество служебного трафика, не используют ограниченно доступные сведения о характеристиках сетевого канала и не полагаются на наличие пользовательского трафика в канале. Также перспективным представляется развитие методов машинного обучения по аналогии с методом pathML для учета истории замеров и адаптивного определения параметров служебного трафика. 2. Предложены и описаны методы организации обмена данными в реальном времени для использования как внутри УС РВ, так и для связи УС РВ с периферийными ЦОД и другими УС РВ, на базе технологии программно-конфигурируемых сетей. Выполнена экспериментальная программная реализация методов в виде приложения для ПКС-контроллера RUNOS, проведено экспериментальное исследование. | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Методы управления пропускной способностью при взаимодействии в компьютерных сетях |
| Результаты этапа: В ходе работ 2024 г. были получены следующие результаты: 1. Создан программный имитационный стенд для экспериментального исследования методов статической и динамической агрегации каналов при многопоточной маршрутизации. С использованием стенда выполнено экспериментальное исследование методов статической и динамической многопоточной маршрутизации и агрегации каналов. Эксперименты показали преимущество динамического метода, заключающееся в том что количество удовлетворенных потоков не меньше, чем для статического метода, с вероятностью не менее 95%. При этом статический метод хорошо работает только на небольших топологиях с количеством узлов меньше 36 и небольшой долей полюсов (т.е. истоков или стоков потока). 2. Разработан метод оценки состояния сетевого канала, в том числе его доступной пропускной способности. Создан программный имитационный стенд для для экспериментального исследования метода при передаче набора потоков данных с заданными характеристиками интенсивности передачи данных. Выполненные на стенде эксперименты выявили область эффективной применимости метода: доступная пропускная способность сетевого канала в интервале от 4 до 400 Мбит/с при общей пропускной способности от 10 до 500 Мбит/с. | ||
| 5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Методы управления пропускной способностью при взаимодействии в компьютерных сетях |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".
Прикрепленные файлы
| № | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
|---|