МЕТОД ОБРОБКИ ТРАФІКУ В ЧЕРГАХ LINUX-МАРШРУТИЗАТОРІВ НА ОСНОВІ НЕЧІТКОЇ ЛОГІКИ

Анотація

У статті розглянуто  застосування нечіткого регулятора для обробки трафіку в черзі Linux-маршрутизатора.

Регулятор на основі нечіткої логіки FLC (Fuzzy Logic Controller) широко застосовується в системах управління для контролю за складними процесами нелінійною динамікою і добре підходить до задач обробки трафіку в чергах маршрутизаторів при перевантаженнях в мережі. З допомогою регулятора FLC можливо запобігати виникненню перевантажень і автоматично вибирати оптимальне значення для ймовірності скидання або маркування пакетів в маршрутизаторі, щоб регулювати інтенсивність вхідного навантаження при великій кількості ТСР-сесій і обмеження швидкості в каналі передачі даних. Здатність регулятора FLC утримувати довжину черги біля заданого значення дозволить прогнозувати затримку пакетів у черги і зменшить джиттер.

Спільне застосування методу FLC з технологією явного повідомлення про перевантаження ECN здатне скоротити втрати пакетів TCP-з'єднань до мінімуму за рахунок використання маркування пакетів замість їх скидання. Використання відкритої платформи на базі операційної системи Linux, дає можливість реалізувати власний метод обробки трафіку на маршрутизаторі, а також скористатися вже реалізованими в Linux технологіями контролю та управління IP-трафіком. Нечіткий регулятор завантажується в маршрутизатор у вигляді розробленого програмного модуля для ядра Linux.

Для оцінки параметрів якості обслуговування трафіку, таких як затримка пакетів при передачі, джиттер, відсоток втрачених пакетів і коефіцієнт використання каналу, при використанні методу FLC, проведені тестові випробування маршрутизатора, як у віртуальному оточенні, так і на апаратній платформі. Одночасно через канал з обмеженою швидкістю передавалося до 100 TCP-сесій плюс трафік UDP c постійною швидкістю.

Не зважаючи на перевантаження розроблений метод FLC продемонстрував здатність утримувати довжину черги біля заданого значення і не допускати переповнення і спустошень черзі в момент перевантаження.

Результати випробувань показують перевагу розробленого методу перед традиційними FLC методами Tail Drop і RED в режимі перевантаження в мережі.