Narzędzia help

Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
first last
cannonical link button

http://yadda.icm.edu.pl:80/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-article-BUJ6-0022-0064

Czasopismo

Theoretical and Applied Informatics

Tytuł artykułu

Traffic enginering for industrial networks

Autorzy Morawski, M. 
Treść / Zawartość http://taai.iitis.pl/taai http://journals.pan.pl/dlibra/journal/104397
Warianty tytułu
PL Zarządzanie ruchem w sieciach przemysłowych
Języki publikacji EN
Abstrakty
EN The paper presents the results of our further work on the new method of the traffic engineering. In our method we use an adaptive multipath unidirectional routing based on the Minimum Delay Routing principle [10, 11, 30-33]. The routing problem considered in our work is focused on the traffic specific for industrial applications and Iow performance links, esp. wireless. In such situation the regular on-off Iow volume traffic is interlaced with the intensive stream and/or datagram traffic. The traffic specific for control of technological processes requires quite Iow bandwidth, reconciles with even large single (not clustered) data loss, but does not tolerate delays. These cause significantly different requirements than in typical networks. The paper extends our previous results considering TCP traffic by maintaining paths and overall network stability in hard traffic conditions. In the presented approach, we assume that the values of link costs in all links and all metrics are not exactly known, and we consider them as uncertain values. Such an approach, together with associated forwarding method allows to assimilate well known routing algorithms (typically different for wired and wireless parts of networks) to the behaviour close to optimal, and therefore, to obtain significantly shorter latencies, jitter, nearly no loses, better throughput for data flows, than in the case of usage pure standard or uniform algorithms. The paper strictly extends the work published in [24].
PL Systemy automatyki przemysłowej, aczkolwiek powszechne, ograniczone są jednak wysokimi kosztami inwestycyjnymi i - w mniejszym stopniu - kosztami użytkowania. Zastosowanie tu tanich, łatwo dostępnych, uniwersalnych rozwiązań stosowanych w sieciach ogólnego przeznaczenia pozwoliłoby zmniejszyć bardzo znacząco koszty zakupu i użytkowania takich systemów. Artykuł przedstawia dalsze wyniki prac nad oryginalną metodą zarządzania ruchem w sieci ach. Metoda ta oparta jest na zasadzie Minimum Delay Routing [10, 11, 30-33] stanowiącej podstawę wielu algorytmów rutowania. Zagadnienia poruszane w niniejszym artykule są skupione na ruchu charakterystycznym dla sieci przemysłowych i dla łączy stosunkowo mało wydajnych i stratnych. Typowym przykładem łączy tego typu są łącza bezprzewodowe, w szczególności oparte o standardy WPAN. Typowy ruch związany z utrzymaniem procesu technologicznego jest ruchem wymagającym stosunkowo małego pasma, większość aplikacji tu stosowanych toleruje też stosunkowo dużą stopę strat, jeżeli tylko nie są to straty "seryjne". Jednak w każdym przypadku dla ciągłości działania systemu jako całości wymagane są bardzo małe opóźnienia sieciowe i ich nierównomierność. Dlatego też rzadko ruch generowany przez omawiany typ aplikacji jest ruchem strumieniowym, częściej jest to ruch datagramowy. Sytuacja ta jednak zmienia się w sytuacji transmisji alarmów i zdarzeń, dla których wymagana jest zerowa stopa strat, ale też wymagania w stosunku do opóźnień są znacznie mniejsze, zatem komunikacja strumieniowa jest tu właściwa. W związku z powyższym w rzeczywistości łącze jest współdzielone pomiędzy różne rodzaje ruchu. W pracy niniejszy założono, że wartości kosztów poszczególnych łączy nie są stałymi wartościami ustawionymi przez administratora, ale są wartościami adaptującymi się do zmieniających się warunków działania sieci. Rozwiązanie to jest jednak niestabilne [17]. Dlatego też, zamiast stosowania dla określenia jakości poszczególnych łączy wartości określonych liczbami, w pracy zaproponowano zastosowanie liczb niepewnych, które należy rozumieć w ten sposób, że jakość poszczególnych łączy jest estymowana z pewną dokładnością (Fig. 1) za pomocą prostych filtrów IIR pierwszego rzędu określonych równaniami (1), (3) i (4). Takie podejście, wraz z towarzyszącym mu sposobem bifurkacji przepływów w łączach pozwala na uzyskanie zadowalających parametrów pracy sieci nawet w warunkach bardzo silnych zmian wielkości przepływów pojawiających się najczęściej jako wynik awarii.
Słowa kluczowe
EN traffic engineering   routing   QoS   industrial networks  
Wydawca Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk
Czasopismo Theoretical and Applied Informatics
Rocznik 2007
Tom Vol. 19, No. 4
Strony 239--254
Opis fizyczny Bibliogr. 34 poz., rys.
Twórcy
autor Morawski, M.
Bibliografia
[1] [Online]. Available: http://www.athernet-powerlink.org
[2] [Online]. Available: http://www.opcfoundation.org
[3] [Online]. Available: http://ieee1451.nist.gov
[4] “EIGRP Protocol". [Online]. Available: http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/technologies.tech.note09186a0080093f07.shtml
[5] “Network simulator NS-2". [Online]. Available: http://www.isi.edu/nsnam/ns/
[6] ARINC, ARINC Specification 629 Multi-transmitter data bus, Aeronautical Radio INC, 2551 Riva Road Annapolis, Maryland, 1990.
[7] Bertsekas D. P.: Network Optimization: Continuous and Discrete Models. Athena Scientific, Belmont, Massachusetts, 1998.
[8] Czumaj A.: “Selfish routing on the internet", Department of Computer Science, New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ 07102, USA, Tech. Rep. grant CCR-0105701, May 15 2003. [Online]. Available: http://www.cs.njit.edu/czumaj/PUBLICATIONS/Selfish-Routing-Survey.pdf
[9] Callaway E.H.: Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols. CRC Press, 2004.
[10] Gallager R.: A minimum delay routing algorithm using distributed computation, IEEE Transactions On Communication, vol. 25, no. 1, pp. 73-84, January 1977.
[11] Garcia-Luna-Aceves J.J., Vutukury S., Zaumen W.T.: A practical approach to minimizing delays in internet routing protocols, in IEEE ICC, Vancouver, Canada, June 6–10 1999.
[12] Grzech A.: Sterowanie ruchem w sieciach teleinformatycznych. Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2002, in polish.
[13] Hopps C.: Analysis of an equal-cost multi-path algorithm, RFC, Tech. Rep. 2992, November 2000.
[14] Jacobson V.: Modified TCP congestion avoidance algorithm, end2end-interest mailing list, Tech. Rep., 20 April 1990.
[15] Jonsson L.-E., Pelletier G., Sandlund K.: Robust Header Compression (ROHC): A linklayer profile for IP/UDP/RTP, RFC, Tech. Rep. 4362, January 2006. [Online]. Available: ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc4362.txt
[16] Juszczak M., Morawski M., Bartoszewicz A.: Multipath routing in mpls networks – a survey, Journal of Applied Computer Sciences (JACS), no. 1, pp. 7-30, 2006.
[17] Khanna A., Zinky J.: The revised ARPANET routing metric, in SIGCOMM. ACM, August 1989, pp. 45-56.
[18] Kodialam M., Lakshman T.: Minimum interference routing with applications to MPLS traffic engineering, in INFOCOM, Tel Aviv, Israel, March 2000, pp. 884-893.
[19] Kopetz H.: Real-Time Systems. Design Principles for Distributed Embedded Applications, 2nd ed., ser. The Kluwer international Series in egnineering and computer science, Real-Time Systems. Boston/Dordrecht/London: Kluwer Academic Publishers, 1998.
[20] La R., Anatharam V.: Optimal routing control: Game theoretic approach, in 36th conference on decision and Control, San Diego, USA, December 1997, pp. 2910-2915.
[21] Mitchell R.: Profibus: a pocket guide. ISA, 2004.
[22] Morawski M.: Multipath routing that supports QoS, in Sieci Komputerowe, Zakopane, Poland, 24–26 June 2005, pp. 171-182.
[23] —, Uncertain metrics applied to QoS multipath routing, in 5th International Workshop on Design of Reliable Communication Networks, DRCN’05, Island of Ischia, Naples – Italy, 16–19 October 2005, pp. 353-360.
[24] —, Optimal adaptive routing with efficient flapping prevention, in Proceedings of 4th Polish-German Teletraffic Symposium PGTS, Wrocław, Poland, 20–21 September 2006, pp. 85-94.
[25] Murthy C., Manoj B.: Ad-Hoc Wireless Networks. Prentice Hall Communication, 2004.
[26] Åström K.,Wittenmark B.: Computer-controlled systems, 3rd ed. Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall, 1997.
[27] Perros H.G.: Connection-oriented Networks SONET/SDH, ATM, MPLS adn OPTICAL NETWORKS, John Wiley & Sons Inc., 2005.
[28] Srikant R.: The Mathematics of Internet Congestion Control, Birkhäuser, 2003.
[29] Thompson H.: Wireless and internet communication technologies for monitoring and control, Control Engineering Practice, vol. 12, pp. 781-791.
[30] Vutukury S., Garcia-Luna-Aceves J.J.: A practical framework for minimum-delay routing in computer networks, Journal of High Speed Networks, vol. 8, no. 4, pp. 241-263, 1999.
[31] —, A simple approximation to minimum-delay routing, in ACM SIGCOMM, Cambridge, Massachusetts, September 1–3, 1999.
[32] —, A traffic engineering approach based on minimum-delay routing, in IEEE IC3N, Las Vegas, Nevada, USA, October 16–19, 2000.
[33] —, MPATH: a loop-free multipath routing algorithm, Journal of Microprocessors and Microsystems (Elsevier), vol. 24, pp. 319-327, 2001.
[34] Wolkenhauer O.: Data Engineering: Fuzzy Mathematics in Systems Theory and Data Analysis. John Wiley & Sons, Inc, 2001.
Kolekcja BazTech
Identyfikator YADDA bwmeta1.element.baztech-article-BUJ6-0022-0064
Identyfikatory