ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА С ДВУМЯ ВХОДАМИ В СИСТЕМЕ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОЧЕРЕДЬЮ ПАКЕТОВ В СЕТЯХ TCP/IP

В статье представлен подход к решению проблемы перегрузок в сетях TCP/IP. Предложен нечеткий регулятор с двумя входами для системы активного управления очередью пакетов в сетях TCP/IP и исследовано его использование в данных системах при случайном изменении нагрузки трафика. Предложенный регулятор имеет два входа, один из которых это значение разницы между текущей длиной очереди, а второй – разница между текущим уровнем использования буфера. На выходе нечеткого регулятора вычисляется значение вероятности отбрасывания пакетов. Математическая модель системы активного управления очередью, которая исследуется, представлена в интерактивной системе MATLAB, где так же продемонстрированы процессы, происходящие в данной системе при случайном изменении нагрузки трафика. Результаты исследований показывают, что AQM-система с нечетким регулятором с двумя входами достаточно стабильно поддерживает заданную текущую длину очереди при достаточно малых значениях вероятности отбрасывания/маркировки пакетов (при желаемом размере очереди q0 = 200 пакетов, среднее значение вероятности отбрасывания/маркировка не больше 3,5×10–3или меньше 0,35% пакетов отбрасывается или маркируется из общего числа поступающих пакетов). Полученные в работе результаты позволят повысить эффективность функционирования и эксплуатации сетей TCP/IP в результате повышения качества передачи данных. Это происходит за счет внедрения предложенного регулятора при проектировании новых более эффективных маршрутизаторов для сетей и минимизации задержки информации.

1. Невдачина О. В., Полоневич А. П. Застосування нечіткого регулятора в системі активного управління чергою. – u-conferences.org/CSPS, 2015.

2. Hollot C. V., Misra V., Towsley D., Gong W. B. «Analysis and design of controllers for AQM routers supporting TCP flows». IEEE/ACM Transactions on Automatic Control, Vol. 47, no. 6, pp. 945–959, June 2002.

3. Hollot C. V., Misra V., Towsley D., Gong W. B. «On Designing Improved Controllers for Routers Supporting TCP Flows», in Proceedings of IEEE INFOCOM’2001, April 2001, 1726–1734.

4. Гостев В. И., Кунах, Н. И., Невдачина, О. В., Кучер С. В. Активное управление очередью пакетов в IP-сетях на базе нечеткой логики // VI Міжнародна науково-технічна конференція «Сучасні інформаційно-комунікаційні технології» COMINFO’2010 – Livadia. 04–08 жовтня 2010 р. Крим, Ялта-Лівадія. – С. 65–66.

5. Гостев В. И., Кунах, Н. И., Невдачина, О. В., Артющик, А. С. Аппроксимация комплексной передаточной функцией звена ПАДЕ n-го порядка (приближением ПАДЕ n-го порядка) звена чистого запаздывания для AQM- систем // Сучасна спеціальна техніка. – 2013. – №. 1. – С. 79–85.

6. Гостев В. И., Скуртов С. Н., Невдачина О. В., Кротов В. Д. Нечеткое активное управление очередью в узкоспециализированной радиосвязи // Сучасна спеціальна техніка. – 2011. – №. 3. – С. 66–79.

7. Гостев В. И. Проектирование нечетких регуляторов для систем автоматического управления. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 416 с.