خلاصه خبر: مدل سازی و کنترل ازدحام مرتبه کسری برای شبکه TCP

• عنوان: مدل سازی و کنترل ازدحام مرتبه کسری برای شبکه TCP
• ارائه‌کننده: حمیده حمیدیان
• استاد راهنما: دکتر محمد تقی حمیدی بهشتی
• استاد ناظر داخلی اول: دکتر حمید رضا مومنی
• استاد ناظر داخلی دوم: دکتر امین رمضانی
• استاد ناظر خارجی اول: : دکتر حمید خالو زاده (دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی)
• استاد ناظر خارجی دوم: دکتر محمد صالح تواضعی (دانشگاه صنعتی شریف)
• مکان: اتاق سمینار 1-
• تاریخ: 96/12/22
• ساعت: 10:00

چکیده: کنترل ازدحام یکی از مسائل مهم و قابل توجه در شبکه TCP می‌باشد. در تمام الگوریتم‌های کنترل ازدحام شبکه از ساختار مرتبه صحیح غیرخطی و یا خطی سازی شده شبکه TCP استفاده شده است. دلیل اصلی توجه چشمگیر به سیستم‌های مرتبه کسری برای مدل‌سازی سیستم‌های فیزیکی این است که مدل‌های مرتبه کسری به سیستم واقعی نزدیک‌تر می‌باشند. با وجود مزایای مدل‌سازی کسری هنوز هیچ مدل مرتبه کسری برای توصیف شبکه TCP ارائه نشده است. در این رساله، داده‌های زمانی برای شناسایی مرتبه کسری شبکه TCP از نرم‌افزار NS-2 بدست آمده و با استفاده از این داده‌های زمانی و نیز جعبه ابزار Fomcon در متلب، شناسایی مستقیم حلقه بسته مرتبه کسری شبکه انجام می‌شود. نتایج راستی آزمایی مدل کسری حاصله نشان می‌دهد که این مدل رفتار شبکه TCP را به خوبی مدل‌سازی می‌کند و نسبت به مدل مرتبه صحیح، خطای کمتری دارد. پس از شناسایی مدل مرتبه کسری شبکه TCP، کنترلگر کسری PID برای کنترل ازدحام شبکه TCP طراحی می‌گردد. در این رساله برای نخستین بار کنترلگر ازدحام PID مرتبه کسری بر پایه مدیریت صف فعال و با استفاده از روش تفکیک D برای هر دو مدل مرتبه صحیح و مرتبه کسری شبکه طراحی می‌شود. با استفاده از روش تفکیک D، کران‏های پایداری بدست می‏آیند و تمام مقادیر پارامترهای کنترلگر پایدار‏ساز تعیین می‏شوند. با توجه به ماهیت متغیر با زمان بودن پارامتر‌های شبکه، مسئله مهم در طراحی کنترلگر ازدحام این است که کنترلگر حاصله باید به تغییرات پارامتر‌های شبکه مقاوم باشد. لذا در این رساله، پس از بدست آوردن مجموعه کاملی از کنترلگرهای FPID پایدارساز، طراحی کنترلگر ازدحام کسری مقاوم مد‌نظر قرار می‌گیرد. بدین منظور، رئوس شبه چند‌جمله‌ای‌ معادله مشخصه شبکه حلقه بسته TCP/AQM بدست آورده شده و برای هر یک از این رئوس، کران‌های پایداری و متعاقباً نواحی پایداری مشخص می‌گردند. ناحیه پایداری مشترک بین تمامی رئوس شبه چند‌جمله‌ای معادله مشخصه، به تغییرات بازه‌ای پارامتر‌های شبکه حساس نمی‌باشد و منجر به پایداری مقاوم سیستم حلقه بسته می‌گردد. نتایج شبیه سازی حاکی از این است که کنترلگر مرتبه کسری طراحی شده قادر به تنظیم طول صف شبکه (مدل کسری و صحیح) حول طول صف مرجع می‌باشد. این کنترلگر در مقایسه با کنترلگرهای مرتبه صحیح PI، PID و هم‌چنین کنترلگر مرتبه کسری FPI عملکرد بهتری داشته، و منجر به کاهش واریانس طول صف و میانگین احتمال دورریز بسته‌ها می‌شود.
کلمات کلیدیکنترل مرتبه کسری، مدل‌سازی مرتبه کسری، کنترل ازدحام، مدیریت صف فعال، شبکه TCP.