Examination of robust D - stability of TCP - DCR protocol

• Autorzy: Klamka J. , Tańcula J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents non-linear mathematical model of a computer network with a part of wireless network. The article contains an analysis of the stability of the network based on TCP-DCR, which is a modification of the traditional TCP. Block diagram of the network model was converted to a form in order to investigate the D-stability using the method of the space of uncertain parameters. Robust D-stability is calculated for constant delays values.

PL

W pracy przedstawiono nieliniowy model matematyczny sieci komputerowej w postaci układu dwóch równań różniczkowych ze skupionym zmiennym w czasie opóźnieniem we współrzędnych stanu. Przedstawiono model w postaci schematu blokowego, a następnie dokonano przekształceń schematu zgodnie z linearyzacją równań. Wydajność aplikacji w dużym stopniu zależy od stosowanego w sieci algorytmu zarządzania kolejką. Aktywne zarządzanie kolejką (Active Queue Management) w rozpatrywanym modelu sieci komputerowej polega na zastosowaniu algorytmu RED (Random Early Detection) w sprzężeniu zwrotnym. Jeśli przyjąć, że sieć komputerowa jest specyficznym układem dynamicznym to możemy poddać badaniu stabilnści taki układ. Analityczne metody badania D-stabilności mogą być trudne do sprawdzenia, dlatego w niniejszej pracy zaproponowano metody graficzne znane z literatury. Przedstawiono również przykłady liczbowe badania stabilności dla rzeczywistej sieci komputerowej. Wykorzystano metodę częstotliwościową oraz metodę przestrzeni niepewnych parametrów quasi-wielomianów, która jest rozwinięciem klasycznej metody podziału D. Polega ona na wyznaczeniu w przestrzeni niepewnych parametrów quasi-wielomianów zbioru takich wartósci niepewnych parametrów, dla których jest on asymptotycznie stabilny. Przy użyciu tej metody określono granice obszaru odpornej D-stabilności. Wyznaczenie granic stabilności układu pozwoli zaprojektować sieć bezprzewodową bardziej wydajną, szybszą i odporną na błędy.

Słowa kluczowe

EN

computer networks; D-stability; TCP-DCR protocol

• Wydawca: Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Theoretical and Applied Informatics
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 24, No. 4
• Strony: 327--344
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Klamka J.

autor

Tańcula J.

• Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej PAN w Gliwicach,

Bibliografia

• 1. M. Busłowicz: Odporna stabilność układów dynamicznych liniowych stacjonarnych z późnieniami. Wydawnictwa Politechniki Białostockiej, Białystok 2002.
• 2. M. Busłowicz: Stabilność układów liniowych stacjonarnych o niepewnych parametrach. Dział Wydawnictw i Poligrafii, Białystok 1997.
• 3. A. Tanenbaum: Sieci komputerowe, Wydawnictwo Helion, Gliwice 2004.
• 4. C.V. Hollot, V. Misra, D. Towsley, Wei Bo Gong: A Control Theoretical Analysis of Red, Infocom 2001, Vol. 3 p. 1510-1519.
• 5. C.V. Hollot, V. Misra, D. Towsley, Wei Bo Gong: Analysis and Design of Controllers for AQM Routers Supporting TCP Flows, IEEE System and Control Methods for Communication Networks 2002, Vol. 47, No. 6.
• 6. S. Bhandarkar, N. Sadry, A.L.N. Reddy, N. Vaidya: TCP-DCR: A novel protocol tolerating wireless channel errors, IEEE Transaction on Mobile Computing 2005, Vol. 4 No. 5.
• 7. T. Czachórski, K. Grochla, F. Pekergin: Stability and Dynamics of TCP-NCR(DCR) protocol in presence of UDP flows, Proceedings of Third international EURO-NGI network of excellance conference on Wireless systems and mobility in next generation internet 2006, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg p. 241-254.
• 8. M. Hassan, J. Raj: Wysoko wydajne sieci TCP/IP, Wydawnictwo Helion, Gliwice 2004.