““Φοιτητικό ΕύρηκαΦοιτητικό Εύρηκα”” 2009 2009

Σύγκριση Στατικής και Δυναμικής Δρομολόγησης σε Σύγκριση Στατικής και Δυναμικής Δρομολόγησης σε Δίκτυα με Εναλλασσόμενους Χάρτες ΣυνδεσιμότηταςΔίκτυα με Εναλλασσόμενους Χάρτες ΣυνδεσιμότηταςΣύγκριση Στατικής και Δυναμικής Δρομολόγησης σε Σύγκριση Στατικής και Δυναμικής Δρομολόγησης σε Δίκτυα με Εναλλασσόμενους Χάρτες ΣυνδεσιμότηταςΔίκτυα με Εναλλασσόμενους Χάρτες Συνδεσιμότητας

Σωτήριος – Άγγελος ΛέναςΣωτήριος – Άγγελος ΛέναςΙωάννης ΚόμνιοςΙωάννης Κόμνιος

Βασίλης ΤσαουσίδηςΒασίλης Τσαουσίδης

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΥπολογιστώνΤμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

ComNet GroupComNet Group

Ποιος είναι ο σκοπός της εργασίας; Ο καθορισμός κατάλληλων κριτηρίων, ώστε να διευκολυνθεί η

απόφαση χρήσης δυναμικής ή στατικής δρομολόγησης σε δίκτυα με εναλλασσόμενους χάρτες συνδεσιμότητας

Τι είναι οι χάρτες συνδεσιμότητας; Δεδομένης μιας υπάρχουσας τοπολογίας, στους χάρτες

συνδεσιμότητας ορίζονται τα χρονικά διαστήματα για τα οποία η κάθε σύνδεση παραμένει ενεργή

Πιθανές εφαρμογές Επίγεια δίκτυα με μεγάλη καθυστέρηση διάδοσης,

υψηλό αριθμό σφαλμάτων και διακοπτόμενη συνδεσιμότητα, πχ ad-hoc ή ασύρματα δίκτυα

Διαπλανητικά δίκτυα (IPN)ComNet GroupComNet Group 1/171/17

Στόχος της εργασίας και ΕφαρμογέςΣτόχος της εργασίας και Εφαρμογές

ComNet GroupComNet Group 2/172/17

Συνδεσιμότητα και ΔρομολόγησηΣυνδεσιμότητα και Δρομολόγηση

Στατική Δρομολόγηση Δρομολόγηση πακέτων μέσω μιας συγκεκριμένης διαδρομής Δεν έχει διαχειριστικό κόστος

Παραδείγματα: Συντομότερη Διαδρομή, ΠλημμύραΣυντομότερη Διαδρομή, Πλημμύρα

Δυναμική Δρομολόγηση Εφαρμόζεται σε τοπολογίες που παρέχουν εναλλακτικές

διαδρομές Απόφαση σχετικά με το ποια διαδρομή θα ακολουθήσουν τα

προς αποστολή δεδομένα Παραδείγματα: Distance Vector, Link StateDistance Vector, Link State

Δρομολόγηση → Εύρεση Βέλτιστης Διαδρομής;

Υπάρχουν περιπτώσεις όπου ο επανυπολογισμός και η δρομολόγηση δεδομένων από εναλλακτικές διαδρομές, πιθανά να κοστίζει περισσότεροκοστίζει περισσότερο από το να είχε επιλεχθεί στατική δρομολόγηση

Διακοπές συνδεσιμότηταςΔιακοπές συνδεσιμότητας σε συνδυασμό με υψηλή υψηλή καθυστέρηση διάδοσης καθυστέρηση διάδοσης (PD)(PD)

Διακοπές συνδεσιμότηταςΔιακοπές συνδεσιμότητας σε συνδυασμό με τοπολογίες των οποίων ο χαρακτήραςχαρακτήρας είναι λιγότερο δυναμικόςλιγότερο δυναμικός

ComNet GroupComNet Group 33/17/17

Ορισμός προβλήματοςΟρισμός προβλήματος

Τοπολογίες ΠειραμάτωνΤοπολογίες Πειραμάτων

Χρησιμοποιήθηκαν οι εξής δύο τοπολογίες:

Επιλέχθηκαν λόγω των εναλλακτικών διαδρομών που παρέχουν προς τον παραλήπτη τοπολογία τοπολογία aa Η βέλτιστη διαδρομή έχει σαφές πλεονέκτημα ως

προς τις υπόλοιπες από άποψη πλήθους ενδιάμεσων κόμβων τοπολογία τοπολογία bb Η βέλτιστη διαδρομή παρουσιάζει ελάχιστη

διαφορά από τις υπόλοιπες (πιο δυναμική σχεδίαση)

ComNet GroupComNet Group 44/17/17

Παράμετροι ΠειραμάτωνΠαράμετροι Πειραμάτων

Τα πειράματα εκτελέστηκαν στον προσομοιωτή δικτύων Network Simulator 2 (NS-2)

Χρησιμοποιείται ένα τυχαίο μοντέλο συνδεσιμότηταςτυχαίο μοντέλο συνδεσιμότητας που ακολουθεί ομοιόμορφη κατανομήομοιόμορφη κατανομή

Κάθε σύνδεση έχει χωρητικότητα 11MbMb

Πρωτόκολλα μεταφοράς: TCPTCP (ftp) και UDPUDP (cbr)

Αλγόριθμος δρομολόγησης: Distance VectorDistance Vector

Στη στατική δρομολόγηση επιλέγεται πάντοτεπάντοτε η συντομότερη συντομότερη διαδρομήδιαδρομή (κόμβοι 0-7-6 ή 0-9-8-7-6)

ComNet GroupComNet Group 55/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (1)Πειραματικά Αποτελέσματα (1)Αυξανόμενη Καθυστέρηση Αυξανόμενη Καθυστέρηση (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

Χρησιμοποιήθηκε ένας δεδομένος χάρτης συνδεσιμότηταςδεδομένος χάρτης συνδεσιμότητας, ο οποίος ακολουθεί ομοιόμορφη κατανομή

Αποτελέσματα για το πρωτόκολλο UDP

ComNet GroupComNet Group 66/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (Πειραματικά Αποτελέσματα (22))Αυξανόμενη Καθυστέρηση Αυξανόμενη Καθυστέρηση (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

Αποτελέσματα για το πρωτόκολλο TCP

ComNet GroupComNet Group 77/17/17

Τυχαίο μοντέλο συνδεσιμότηταςΤυχαίο μοντέλο συνδεσιμότητας, το οποίο ρυθμίζει τον συνολικό χρόνο πτώσεων των συνδέσεων ανάλογα με κάποιο επιθυμητό ποσοστό επί του συνολικού χρόνου εκτέλεσης του πειράματος

Αποτελέσματα για το πρωτόκολλο UDP

ComNet GroupComNet Group 88/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (3)Πειραματικά Αποτελέσματα (3)Βαθμιαία αύξηση του ποσοστού διακοπής των συνδέσεων Βαθμιαία αύξηση του ποσοστού διακοπής των συνδέσεων επί του συνολικού χρόνου αποστολής δεδομένων επί του συνολικού χρόνου αποστολής δεδομένων (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

ComNet GroupComNet Group 99/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (4)Πειραματικά Αποτελέσματα (4)Βαθμιαία αύξηση του ποσοστού διακοπής των συνδέσεων Βαθμιαία αύξηση του ποσοστού διακοπής των συνδέσεων επί του συνολικού χρόνου αποστολής δεδομένων επί του συνολικού χρόνου αποστολής δεδομένων (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

Αποτελέσματα για το πρωτόκολλο TCP

Μελετούμε με στατιστικές μεθόδουςστατιστικές μεθόδους την υπεροχή της στατικής ή δυναμικής δρομολόγησης στη τοπολογία a Για μεγάλη καθυστέρηση διάδοσης, της τάξης των 600600msms Με χρήση του πρωτοκόλλου TCPTCP

Χρησιμοποιήθηκε ένα τυχαίοτυχαίο μοντέλο πτώσεων και ανόδων των συνδέσεων των κόμβων.

Έγινε δειγματοληψία 60 σεναρίων60 σεναρίων Κάθε σενάριο Νέος χάρτης συνδεσιμότητας

ComNet GroupComNet Group 1100/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (5)Πειραματικά Αποτελέσματα (5)Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

Τα ποσοστιαία αποτελέσματα φαίνονται παρακάτω

Δυναμική Δρομολόγηση

Στατική Δρομολόγηση

Υπερτερεί a 4 b 56

Υστερεί c 56 d 4

Σύνολο 60 60

ComNet GroupComNet Group 1111/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (Πειραματικά Αποτελέσματα (66))Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

Χρησιμοποιήθηκε η δοκιμασία χ-τετράγωνοχ-τετράγωνο για σύγκριση ποιοτικών παρατηρήσεων κατά ζεύγηκατά ζεύγη

Για ένα βαθμό ελευθερίας και για στατιστική σημαντικότητα της τάξης του 99,9% βρίσκουμε ότι

90,1333>>10,8390,1333>>10,83και, κατά συνέπεια, η μηδενική υπόθεση απορρίπτεται

Επομένως, οι δύο μέθοδοι διαφέρουν σημαντικά και η στατικήστατική δρομολόγηση υπερτερείυπερτερεί της δυναμικής

ComNet GroupComNet Group 1122/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (7)Πειραματικά Αποτελέσματα (7)Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις (Τοπολογία (Τοπολογία aa))

Επανεξέταση της βαθμιαίας αύξησης ποσοστού διακοπής των συνδέσεων, χρησιμοποιώντας αυτή την φορά μια πιο δυναμική τοπολογία

ComNet GroupComNet Group 1133/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (Πειραματικά Αποτελέσματα (88))Βαθμιαία αύξηση του ποσοστού διακοπής των συνδέσεων Βαθμιαία αύξηση του ποσοστού διακοπής των συνδέσεων επί του συνολικού χρόνου αποστολής δεδομένων επί του συνολικού χρόνου αποστολής δεδομένων (Τοπολογία (Τοπολογία bb))

Ακολουθήθηκε η ίδια πειραματική μεθοδολογία και στατιστική ανάλυση

Τα ποσοστιαία αποτελέσματα φαίνονται παρακάτω

Δυναμική Δρομολόγηση

Στατική Δρομολόγηση

Υπερτερεί a 43 b 17

Υστερεί c 17 d 43

Σύνολο 60 60

ComNet GroupComNet Group 1155/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (Πειραματικά Αποτελέσματα (99))Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις (Τοπολογία (Τοπολογία bb))

Για ένα βαθμό ελευθερίας και για στατιστική σημαντικότητα της τάξης του 99,9% βρίσκουμε ότι

22,533322,5333>>10,83>>10,83και, κατά συνέπεια, η μηδενική υπόθεση απορρίπτεται

Επομένως, οι δύο μέθοδοι διαφέρουν σημαντικά και η δυναμικήδυναμική δρομολόγηση υπερτερείυπερτερεί της στατικής

ComNet GroupComNet Group 1166/17/17

Πειραματικά Αποτελέσματα (Πειραματικά Αποτελέσματα (1010))Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις Τυχαίες διακοπές και συνδέσεις (Τοπολογία (Τοπολογία bb))

ΣυμπεράσματαΣυμπεράσματα

Η επιλογή ενός τύπου δρομολόγησης σε δίκτυα με εναλλασσόμενους χάρτες συνδεσιμότητας δεν αποτελεί μια δεν αποτελεί μια εύκολη απόφασηεύκολη απόφαση

Παρατηρούμε μια τάση επικράτησης της στατικής δρομολόγησης έναντι της δυναμικής για μεγάλες τιμές καθυστέρησης διάδοσης

Η απόδοση της στατικής δρομολόγησης δείχνει να επηρεάζεται αρνητικά σε μεγαλύτερο βαθμό από ότι η δυναμική δρομολόγηση για μεγάλα ποσοστά απώλειας συνδεσιμότητας

Σε τοπολογίες με λιγότερο δυναμικό χαρακτήρα, η στατική δρομολόγηση επιτυγχάνει καλύτερη απόδοση για ένα εύρος πιθανών παραμέτρων δικτύου

ComNet GroupComNet Group 1177/17/17

ΒιβλιογραφίαΒιβλιογραφία

Clausen T. and Jacquet P. (2003), Optimized Link State Routing Protocol (OLSR), IETF RFC 3626, Internet Engineering Task Force, URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt

Floyd S., Henderson T. and Gurtov A. (2004), The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm, IETF RFC 3782, Internet Engineering Task Force, URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc3782.txt

Hedrick C. (1988), Routing Information Protocol, IETF RFC 1058, Internet Engineering Task Force, URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc1058.txt

Postel J. (1980), User Datagram Protocol, IETF RFC 768, Internet Engineering Task Force, URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc768.txt

Texeira R, Shaikh A., Griffin T. and Rexford J. (2004), Dynamics of hot-potato routing in IP networks, Proceedings of ACM SIGMETRICS

“The Network Simulator NS-2” (2009), URL: http://www.isi.edu/nsnam/ns/

ComNet GroupComNet Group

Τέλος ΠαρουσίασηςΤέλος Παρουσίασης

Ευχαριστώ για την προσοχή σας!

Ερωτήσεις;;;

ComNet GroupComNet Group