Віртуалізація мереж – підхід до оптимізації комп’ютерних мереж

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.26565/2304-6201-2024-61-04

Ключові слова:

комп’ютерні мережі, оптимізація мереж, управління мережами, віртуалізація, графові нейронні мережі

Анотація

Мета роботи полягає в дослідженні існуючих методів оптимізації комп’ютерних мереж і аналізі підходу віртуалізації мереж як засобу оптимізації. Об’єктом роботи є процес оптимізації комп’ютерних мереж, а предметом – моделі, методи та інформаційні технології, які застосовуються для оптимізації мереж.

Методи дослідження: методи імітаційного і математичного моделювання, методи оптимізації, методи управління, нейромережеві методи.

У результаті роботи проведений аналіз підходів і методів оптимізації комп’ютерних мереж. Серед них виділені методи оптимізації топології мереж, методи нелінійної оптимізації параметрів і функціональних залежностей, які описують поведінку і стан мережі. Зазначено, що перспективним є впровадження методів машинного навчання у моделі оптимізації комп’ютерних мереж через їх здатність до узагальнення, класифікації та прогнозування можливих зміни в структурі мережі для покращення її ефективності. Основна увага приділена підходу віртуалізації, який дозволяє абстрагуватися від топології мережі, оптимізувати використання ресурсів, покращити безпеку, спростити керування та забезпечити високий рівень доступності. Такі моделі можуть бути адаптовані до конкретних вимог та обмежень. Серед існуючих напрямків віртуалізації детально розглянуті віртуалізація функцій мереж, побудова програмно-конфігурованих мереж і мережі, визначені знаннями.

Висновки: запропоновано поєднати підхід віртуалізації з методами машинного навчання, а саме побудувати модель оптимізації мережі, яка визначається знаннями, на основі графових нейронних мереж. Такий підхід дасть можливість поєднати складний взаємозв’язок між топологією, маршрутизацією та вхідним трафіком мережі і отримувати точні оцінки розподілу затримок і втрат у мережі.

Біографії авторів

  • автор Олександр Зац, афіліація Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, майдан Свободи, 6, Харків, Україна, 61022

    аспірант факультету комп’ютерних наук

  • автор Вікторія Стрілець, афіліація Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, майдан Свободи, 6, Харків, Україна, 61022

    к.т.н., доцент кафедри теоретичної та прикладної системотехніки

  • автор Сергій Шматков, афіліація Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, майдан Свободи, 6, Харків, Україна, 61022

    д.т.н., проф., завідувач кафедри теоретичної та прикладної системотехніки

  • автор Владислав Ющенко, афіліація Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, майдан Свободи, 6, Харків, Україна, 61022

    студент факультету комп’ютерних наук

Посилання

Bashar, Mesfer. Optimization in Computer Networks and Cybersecurity: Ensuring Efficiency and Safety. Global J Technol Optim, 14 (2023): 333. DOI: 10.37421/2229-8711.2023.14.333.

Network Virtualization: Optimization and Reliability: website. URL: https://www.tnsolutions.it/en/network-virtualization-optimization-and-reliability (дата звернення 1.06.2024)

Buhyl B.A., Lavriv O.A., Beshley M.I., Chervenets V.V. Optimization methods for telecommunications networks physical and logical structures. Bulletin of Lviv Polytechnic. Series of Radio Electronics and Telecommunication. 2013. № 766. Pp. 78-83. URL: https://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-paper/2017/jun/5107/12bugillavrivbeshleychervenec.pdf (дата звернення: 01.06.2024)

Ai, Hua, Fan, Yuhong, Zhang, Jilei and Ghafoor, Kayhan Zrar. Topology optimization of computer communication network based on improved genetic algorithm. Journal of Intelligent Systems, vol. 31, no. 1, 2022, pp. 651-659. https://doi.org/10.1515/jisys-2022-0050

Hadi Rezazad. Computer network optimization. Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics, 2011. 3(1), pp. 34 – 46. DOI: 10.1002/wics.135

Koliechkina L.M., Nahirna A.M. A mathematical model of multi-criteria optimization on the set of combinations under the construction of computer networks. Mathematical machines and systems. 2016. № 4. Pp. 68-75.

Haitham Afifi, Sabrina Pochaba, Andreas Boltres, Dominic Laniewski and others. Machine Learning with Computer Networks: Techniques, Datasets and Models. IEEE Access, 2024. 52 p. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3384460.

Ke Liang, Mitchel Myers. Machine Learning Application in the Routing in Computer Networks. ArXiv abs/2104.01946, 2021. URL: https://arxiv.org/pdf/2104.01946 (дата звернення: 25.05.2024)

What is network virtualization? Everything you need to know: website. URL: https://www.techtarget.com/searchnetworking/What-is-network-virtualization-Everything-you-need-to-know (дата звернення: 25.05.2024)

Network Functions Virtualization – Introductory White Paper. SDN and OpenFlow World Congress, 2012. URL: https://portal.etsi.org/NFV/NFV_White_Paper.pdf (дата звернення: 25.05.2024)

Palahin V.V., Yevtushenko I.O., Hozhyi O.O. Virtualization as an environment of realization of network functions. Bulletin of Cherkasy State Technological University, 2021. № 2. Pp. 31-38. DOI: 10.24025/2306-4412.2.2021.234703.

What is Software-Defined Networking? IBM : website. URL: https://www.ibm.com/topics/sdn (дата звернення: 10.05.2024).

Comprehensive Survey on Knowledge-Defined Networking. MDPI : website. URL: https://www.mdpi.com/2673-4001/4/3/25 (дата звернення: 10.05.2024).

NeMo: an application’s interface to intent-based networks : website. URL: http://nemo-project.net/ (дата звернення: 15.05.2024).

Krzysztof Rusek, José Suárez-Varela, Albert Mestres, Pere Barlet-Ros, and Albert Cabellos-Aparicio. Unveiling the potential of Graph Neural Networks for network modeling and optimization in SDN. In Proceedings of the 2019 ACM Symposium on SDN Research (SOSR '19). Association for Computing Machinery, New York, USA, 2019. Pp. 140–151. DOI: https://doi.org/10.1145/3314148.3314357

K. Rusek, J. Suárez-Varela, P. Almasan, P. Barlet-Ros and A. Cabellos-Aparicio. RouteNet: Leveraging Graph Neural Networks for Network Modeling and Optimization in SDN. IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2020. V. 38, № 10. P. 2260–2270. DOI: https://doi.org/10.1109/jsac.2020.3000405.

Завантаження

Опубліковано

2024-05-27

Номер

Розділ

Статті

Як цитувати

Віртуалізація мереж – підхід до оптимізації комп’ютерних мереж. (2024). Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління», 61, 33-43. https://doi.org/10.26565/2304-6201-2024-61-04

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

1 2 > >>