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Algoritmo per l’ottimizzazione della distribuzione del traffico su una rete

 

Conoscendo anche le caratteristiche di ciascun link è possibile valutare la supportabilità del traffico e verificare se talune richieste di flusso non potranno essere soddisfatte a causa di congestioni.

Se il carico sulla rete è supportabile i percorsi tra tutte le coppie di macchine che si scambiano dati saranno lasciati inalterati; se il carico invece non fosse supportabile si cercherà di individuare nuovi percorsi tra i router in modo da far diminuire la quantità di traffico che insiste sui link che rappresentano colli di bottiglia.


I nuovi percorsi sono calcolati applicando l’algoritmo di Dijkstra, ma l’aspetto innovativo consiste nel fatto che ai link vengano attribuiti pesi diversi in funzione della distribuzione del traffico sulla rete; in particolare nel caso in cui anche un solo link dell’area presa in considerazione risulti congestionato vengono rideterminati i “pesi” di tutti i link. Il peso di un link aumenterà nel caso in cui il traffico da supportare sia maggiore di quello supportabile, sarà diminuito nel caso opposto; in tal modo taluni flussi dovrebbero prendere percorsi alternativi risolvendo alcune congestioni. Questa procedura di modifica dei pesi e ricalcolo dei percorsi, alla ricerca di una situazione di totale supportabilità, si può ripetere anche più volte.


Ora ci si pone il problema di chi debba effettuare le operazioni sopra descritte, in modo da non dover però modificare le strutture di rete; per questo si è pensato ad un supervisore per ciascuna rete o sottorete, il Bandwidth Broker (BB), che risieda su uno dei router. Il BB è in grado di rilevare, tramite scambio di pacchetti, le eventuali situazioni di congestione ed off-line è in grado di ricalcolare i percorsi. Il BB inoltre, conoscendo tutta la situazione del traffico in transito sulla rete, può simulare la situazione che si stabilisce dopo il ricalcolo dei percorsi e valutare la supportabilità del traffico.



Con questa procedura ci si è posti a metà tra il routing ed il traffic engineering; i risultati di ottimale distribuzione del traffico non saranno quelli raggiungibili dal traffic engineering in quanto quest’ultimo consente di instradare pacchetti tra due router su più percorsi permettendo così lo sfruttamento totale della banda passante sui link. Tuttavia la procedura proposta migliora le prestazioni offerte dal routing senza la necessità di modificare le strutture di rete già presenti.
Dalle sperimentazioni effettuate è stato dimostrato che, applicando l’algoritmo proposto, la quantità di traffico supportabile aumenta sino al 70-80% nel caso migliore; la bontà dell’algoritmo dipende da molteplici fattori: in primis dalla funzione scelta per modificare i costi dei link. In secondo luogo, se le congestioni sono dovute non ad una cattiva distribuzione del traffico ma al transito di una quantità di pacchetti fisicamente non supportabile, allora il miglioramento apportato dall’algoritmo è nullo (in questo caso anche con il traffic engineering le cose non cambiano un gran che!!)


In definitiva, senza incidere sulle costose infrastrutture di rete, si è riusciti ad “allargare la banda efficace” in una porzione di rete.

Il codice per simulare quanto descritto è stato scritto in linguaggio C ed è stato compilato su piattaforma LINUX.

Francesco Tranaso - per WinTricks

 


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