زنجيره‌سازي غيرمتمركز سرويس در شبكه‌هاي مجازي‌شده نرم‌افزار محور

كارشناسي ارشد

مديريت منابع شبكه و قابليت ارائه سرويس‌هاي متمايز بر حسب نيازمندي‌هاي كاربر و محدوديت‌هاي شبكه، دو امر كليدي در موفقيت عملكرد هر اپراتور ارتباطي است. افزايش مداوم تعداد سرويس‌ها و تنوع روزافزون نيازمندي‌هاي ترافيكي آن‌ها، به عنوان موارد چالش‌برانگيز در اين زمينه مطرح هستند. زنجيره‌ سرويس، يك زنجيره مرتب از «كاركردهاي سرويس» است كه براي فراهم كردن سرويس‌هاي متنوع، پيكربندي مي‌شود. «زنجيره‌سازي سرويس» نيز به فرآيند جانمايي كاركردهاي شبكه، مديريت زنجيره سرويس و تأمين امنيت اطلاق مي‌گردد. يكي از اهداف زنجيره‌سازي سرويس، به حداقل رساندن تأخير انتها به انتهاي لينك‌ها است كه محل جانمايي كاركردهاي شبكه يكي از عوامل تأثيرگذار در اين تأخير است. با پيشرفت‌هاي فناوري‌هاي شبكه، زنجيره‌سازي سرويس مبتني بر دو فناوري «شبكه نرم‌افزار محور» و «مجازي‌سازي كاركرد شبكه» ميسّر شده و مواردي همچون كنترل پويا، هدايت ترافيك از ميان كاركردهاي سرويس، همنواسازي و استقرار مؤثر و كارآمد كاركردهاي سرويس تسهيل گشته است. براي مسئله جانمايي كاركردهاي سرويس و ساخت زنجيره‌ها، راه‌حل‌هاي متمركز و غيرمتمركز ارائه شده‌اند. با توجه به NP-سخت بودن مسئله زنجيره‌سازي به لحاظ كلاس محاسباتي و همچنين نياز راه‌حل‌هاي متمركز به اطلاعات كامل از كل وضعيت شبكه، اين راه‌حل‌ها براي مسائل بزرگ مقياس‌پذير نيستند. از ميان راه‌حل‌هاي غيرمتمركز نيز، راه‌حل‌هاي مبتني بر نظريه بازي‌ها بيشتر مورد توجه هستند. با اين حال، براي پيكربندي زنجيره، راه‌حل‌هاي نظريه بازي موجود، به اطلاعات كامل (اطلاعات دقيق يا آماري) از مقادير پارامترهاي مسئله نياز دارند. براي مثال، لازم است كه تأخير لينك‌ها پيش از اجرا براي سرورها، مشخص باشد. اين مسئله باعث مي‌شود كه راه‌حل پيشنهادي به يك محيط عملياتي با مدل عملياتي خاص، وابسته شود به طوريكه با تغيير محيط عملياتي اعتبار راه‌حل از بين ميرود. اما در واقعيت برخي مقادير اين پارامترها، در شرايط پيش از اجرا براي ما مشخص نيستند و ما نيازمند بازخوردهايي از مقادير هستيم كه ضمن اجرا و تعامل واقعي با سيستم حاصل مي‌شوند. ما در اين پايان‌نامه، مسئله «زنجيره‌سازي غيرمتمركز سرويس» را در شرايطي مدّنظر قرار مي‌دهيم كه اطلاعات تأخير لينك‌هاي ميان سرويس‌دهنده‌هاي تشكيل‌دهنده زيرساخت فيزيكي از پيش از اجرا در اختيار نباشد. نوآوري ما مدل‌سازي اين مسئله در قالب يك «بازي پتانسيل با توابع هزينه نويزي» است. در چنين بازي‌هايي براي محاسبه پيكربندي تعادلي نيازمند تجهيز بازيگران به روال‌هاي يادگيري همگراشونده هستيم تا بازيگران بتوانند به جاي اتكا به اطلاعات پيشين، از طريق تعامل واقعي با محيط اجرايي و كسب تجربه، نقص دانش اوليه را جبران نمايند. بر اين اساس، ما براي همگرايي به پيكربندي تعادلي زنجيره سرويس، الگوريتمي مبتني بر تكنيك‌هاي «يادگيري چندعامله» ارائه مي‌دهيم. با انجام آزمايشات شبيه‌سازي در سناريوهاي متعدد نشان مي‌دهيم كه نسبت به روش توزيع‌شده پيشين، هم موفق به كاهش وابستگي به دانش آماري مسئله شده‌ايم و هم اينكه درصدي بهبود در هزينه كل ايجاد كرده‌ايم؛ به بيان مشخص‌تر، حداقل درصد كاهش، حداكثر درصد كاهش و متوسط درصد كاهش هزينه كل به ترتيب برابر 55/19% ، 99/22% و 26/21% است. با اين وجود، روش توزيع شده پيشين با اطلاعات معلوم، نسبت به روش ما با اطلاعات نامعلوم (كه متكي به فرآيند يادگيري و نمونه‌برداري است)، سريعتر همگرا مي‌شود. همچنين، با توجه به اينكه روش پيشنهادي براي تكميل فرآيند يادگيري در نهايت ناگزير از بررسي كيفيت كليه زنجيره‌هاي ممكن است، با افزايش تعداد كاركردها، بازيگران و سرويس‌دهنده‌ها، مقياس‌پذيري كمتري در مقايسه با روش مجهز به اطلاعات معلوم دارد.

195351

دانشگاه علم و صنعت ايران

شبكه هاي كامپيوتري

دكتر وصال حكمي