7.5.8 Показатели качества маршрутизации

Построение и/или выбор выходных показателей эффективности системы является одним из основных моментов, обеспечивающих ее эффективное функционирование. Понятно, что некорректный выбор выходных показателей может привести к существенным ошибкам при оптимизации любой системы, в том числе алгоритмов маршрутизации (некоторые примеры см. в разделе 7.5.11).

Рис. 7.4.

Конкретный выбор вида показателя (или показателей) эффективности системы определяется специфическими особенностями сети и может иметь целью как увеличение общего числа обслуженных заявок, так и повышение загрузки использования ресурсов сети.

Вероятность отказа заявке является одной из наиболее важных характеристик эффективности работы сети. В более общем виде (см., например, [125]), критерий эффективности может учесть также и доход (в аспекте платы за использованные сетевые ресурсы), полученный сетью от заявки определенного класса :

где

V - набор узлов сети;

- набор пар «источник-адресат»,

- номер класса трафика;

- вероятность отказа, т.е. процент отказов от общего количества заявок на установку в пределах класса к и набора

- интенсивность поступления в сеть заявок класса к и пары ;

- доход сети от установки соединения класса к и пары

В простейшем случае под величиной может пониматься суммарная (по всем линиям маршрута) эквивалентная пропускная способность, выделенная заявке в процессе ее установки.

При необходимости учета дополнительных требований состав показателей должен расшириться. С точки зрения эффективности использования ресурсов сети (буферов, таблиц маршрутизации - преобразования VPI/VCI, и др.) важнейшим показателем является средняя длина маршрута, выражающаяся в количестве составляющих его линий.

С позиции удовлетворения требований к эффективности восстановления соединения после его выхода из строя выходными показателями будут «среднее время восстановления соединения после его отказа» и «вероятность успешного восстановления».

Рассмотренные выше показатели практически неприменимы для динамической маршрутизации сетей ATM, т.к. фактически последняя базируется на алгоритмах кратчайшего пути, которые, в свою очередь, оптимизируют при выборе текущего маршрута только его параметры. В связи с этим интегральные выходные показатели могут использоваться только в следующих случаях:

• в статических потоковых моделях, на стадии инженерного проектирования сети;

• для выбора оптимальных значений параметров алгоритмов динамической маршрутизации на основе имитационного моделирования их работы.

Для динамических алгоритмов маршрутизации, основанных на алгоритмах кратчайшего пути, критерий оптимизации определяется только комбинацией параметров линий текущего маршрута и, тем самым, может лишь косвенно учитывать требования к средним характеристикам по всей сети. Исходя их физического смысла, следующие локальные показатели (т.е. показатели текущего маршрута) должны оказывать существенное влияние на значения глобальных показателей (по всей сети).

1. Показатель-метрика административных весов:

где - длина маршрута (в количестве линий);

- административный вес линии ;

зачастую равен просто 1 - в этом случае алгоритм называют «минимум прыжков» (minimum hops). Очевидно, что минимизация для текущего соединения количества составляющих его линий в принципе должна уменьшать загруженность сети и, тем самым, уменьшать количество отказов поступающим заявкам, а также улучшать характеристики восстановления соединений после отказов.

2. Критериями «баланса пропускной способности» (bandwidth load balancing) являются:

• В части аддитивных критериев-метрик общий вид критерия выглядит так

где - некоторая функция, оценивающая уровень баланса пропускной способности по линии г. Конкретными интерпретациями этого критерия могут быть:

При использовании алгоритмов «конкурирующей маршрутизации» (Competitive Routing динамические стоимости отдельных линий (слагаемые под знаком суммы) могут иметь более сложную зависимость от параметров линий - логарифмическую, экспоненциальную и др.

• В части критерия-атрибута используются следующее выражения

Очевидно, что минимазация для текущего соединения критерия «баланса пропускной способности» в принципе должна уменьшать количество линий с низким значением параметра AvCR и, тем самым, уменьшать количество отказов впредь поступающим заявкам.

3. Критериями «баланса в отличиях маршрутов» (diversity load balancing) являются:

• В части аддитивных критериев-метрик:

• В части критерия-атрибута используются следующие выражения

Очевидно, что минимизация для текущего соединения критерия «баланса в отличиях маршрутов» в принципе должна уменьшать количество линий с высоким значением параметра ANC и, тем самым, улучшать временные и частотные характеристики восстановления маршрутов после отказа одной из линий.