Encaminamiento en redes con calidad de servicio

Abstract

Esta tesis se centra en el estudio de los algoritmos de asignación de coste para encaminamiento en redes con calidad de servicio. El objetivo basico de estos algoritmos es maximizar la utilización de los recursos de red. Este costo esta directamente relacionado con otros controles como es el caso de control de admisión de llamadas, el cual determina los recursos ocupados en los distintos enlaces. Se ha investigado el comportamiento de diversos algoritmos de asignación de coste en dos diferentes tecnologias de red: ATM(Asynchronous Transfer Mode) e IP (Internet Protocol) con calidad de servicio. En ATM se presenta una extensión del algoritmo ASDR(Adaptive State Dependent Routing). El problema que suelen presentar los algoritmos desarrollados para trabajar en entornos multiclase es que precisan de una alta carga computacional. A fin de resolver este problema se utiliza una Red Neuronal Artificial (RNA) que reduce drásticamente el tiempo de computo. Ademas la RNA es capaz de adaptarse a las variaciones que se producen roducir en el control de admisión de llamada sin necesidad de supervision humana. Asi mismo, para mejorar el rendimiento de algoritmo ASDR basico se han desarrollado metodos de predicción del ancho de banda cursado por los enlaces. En IP, al contrario que las redes ATM, el trafico no esta perfectamente caracterizado y, por lo tanto, no se puede hablar de una serie de clases claramente definidas, circunstancia que hace que los algoritmos de asignación de costes, anteriormente usados, presenten un pobre rendimiento, lo que obliga a usar otras funciones. De esta manera, y simulando una red de area extensa real, se ha estudiado el rendimiento de funciones que no precisan conocer el numero de clases de trafico existentes en el sistema, bastándoles conocer los recursos ocupados por cada flujo para seleccionar el camino. Estos algoritmos presentan un buen rendimiento en sistemas de dificil caracterizacion. Tambien se ha analizado el rendimiento de los algoritmos de asignacion de coste en condiciones de imprecision, situacion en la cual es preciso recolectar cada cierto tiempo informacion acerca del estado en el que se encuentra el sistema. Este estudio se ha realizado desde una doble vertiente,y por otro, se ha investigado el rendimiento de las distintas funciones de coste a fin de conocer a su sensibilidad en estas condiciones hostiles, en las que los nodos carecen de un conocimiento actualizado del estado de la red. Igualmente se han propuesto mejoras a los algoritmos de busqueda de camino con multiples restricciones. A pesar de que, en principio, este es un problema NP-completo, estos algoritmos son capaces de encontrar dicho camino en un tiempo polinomico. De hecho, en este trabajo se presentan un algoritmo capaz de encontrar el camino de coste minimo y que simultaneamente verifica que se cumplan las diversas restricciones solicitadas. Finalmente, se ha analizado la repercusión que sobre el rendimiento de una red realista presenta la distribución de la duracion de las llamadas, probando, bajo diversas circunstancias, que esta resulta practicamente irrelevante.