С.В. Козлов1, Е.А. Спирина2, Е.А. Немцев3, А.А. Спирина4

1–4 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ (г. Казань, Россия)

1 SVkozlov@kai.ru, 2 EASpirina@kai.ru, 3 Egor.nemtcev.04@mail.ru, 4 Nastya_Sp_05@mail.ru

Постановка проблемы. Для повышения пропускной способности гетерогенных сетей связи за счет снижения потока внутрисистемных помех актуально применять метод совместной динамической маршрутизации (СДМ). Простейшим способом внедрения метода СДМ является использование технологии программно-конфигурируемых сетей, позволяющей решить эту задачу путем разработки только программного обеспечения для контроллера. В то же время ресурсы оборудования, на котором реализован контроллер, будут ограничивать применимость такого варианта реализации. Поэтому актуальной задачей является оценка ресурсоемкости реализации метода СДМ в программно-конфигурируемых гетерогенных сетях связи.

Цель. Оценить ресурсоемкость реализации метода СДМ на уровне сегмента подсети гетерогенной сети связи на базе технологий программно-конфигурируемых сетей.

Результаты. Проведены оценки вычислительной сложности реализации алгоритмов этапов анализа и маршрутизации метода СДМ на базе технологий программно-конфигурируемых сетей, допустимого времени выполнения алгоритма передачи данных, ресурсоемкости реализации метода СДМ и ограничений на производительность вычислительных платформ контроллера программно-конфигурируемой сети без использования и при использовании робастного метода оценки канальной скорости передачи данных для различных вариантов сегментов подсетей.

Практическая значимость. Полученные оценки ресурсоемкости реализации метода СДМ в программно-конфигурируемых гетерогенных сетях связи показывают, что при использовании робастного метода оценки канальной скорости передачи данных контроллер сети может быть реализован практически на любом сервере.

Козлов С.В., Спирина Е.А., Немцев Е.А., Спирина А.А. Ресурсоемкость реализации метода совместной динамической маршрутизации в программно-конфигурируемых гетерогенных сетях связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 5. С. 93−103. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202505-07

1. Патент на изобретение RUS2784656 от 29.11.2022. Способ совместной динамической маршрутизации в сети связи с пакетной передачей сообщений / Козлов С.В., Спирина Е.А.
2. Спирина Е.А., Козлов С.В., Исмагилов Э.А. Модификация метода совместной динамической маршрутизации в гетерогенных сетях связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 4. С. 96−107. DOI 10.18127/j15604128-202404-08.
3. Seyedebrahimi M., Bouhafs F., Raschellà A., Mackay M., Shi Q. SDN-based channel assignment algorithm for interference management in dense Wi-Fi networks // European Conference on Networks and Communications (EuCNC). Athens, Greece. 2016. P. 128–132. DOI 10.1109/EuCNC.2016.7561018.
4. P1930.1/D1. IEEE Draft Recommended Practice for Software Defined Networking (SDN) based Middleware for Control and Management of Wireless Networks. 2022. 136 p.
5. Costa-Requena J. SDN integration in LTE mobile backhaul networks // The International Conference on Information Networking. Phuket, Thailand. 2014. P. 264–269. DOI 10.1109/ICOIN.2014.6799479.
6. Rajalakshmi S., Deepika N., Srivardhini C.S., Vignesh A.C., Vignesh D.V. SDN Controller for LTE Networks // International Journal of Computer Applications. 2016. V. 133. № 3. P. 31–36. DOI 10.5120/ijca2016907782.
7. Irshad M.N., Du L., Khoso I.A., Javed T.B., Aslam M.M. A Hybrid Solution of SDN Architecture for 5G Mobile Communication to Improve Data Rate Transmission // 28th Wireless and Optical Communications Conference (WOCC). Beijing, China. 2019. P. 1–5. DOI 10.1109/WOCC.2019.8770664.
8. Винтенкова Ю.С., Козлов С.В. Снижение вычислительной сложности конструирования допустимых многомерных маршрутов метода совместной динамической маршрутизации // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2019. № 2(42). С. 22–30. DOI 10.25686/2306-2819.2019.2.22.
9. Шевелев Ю.П. Дискретная математика. Ч. 2: Теория конечных автоматов. Комбинаторика. Теория графов. Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 2003. 130 с.
10. Винтенкова Ю.С. Оптимизация распределения информации в сетях широкополосного радиодоступа в условиях ограниченности вычислительных ресурсов: дис. … канд. тех. наук. Казань: Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ. 2019. 128 с.
11. Spirina E.A., Petrova E.A. A Robust Method for Estimating the Channel Data Rate in Seamless IEEE 802.11ax Standard Networks // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). Kaliningrad, Russia. 2021. P. 1–5. DOI 10.1109/SYNCHROINFO51390.2021.9488341.
12. Kozlov S.V. Data Rate Estimation Method for Wi-Fi Networks Operating under Intra-system Interference Influence // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). Svetlogorsk, Russia. 2020. P. 1–5. DOI 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166057.
13. Vintenkova Yu.S., Kozlov S.V., Spirina E.A. The estimation of data transfer rates in the broadband radio access networks with collective dynamic routing // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SINKHROINFO). 2017. P. 1–4. DOI 10.1109/SINKHROINFO.2017.7997510.
14. Spirina E.A. Applying The Collective Dynamic Routing Method In IEEE 802.11ax Standard WI-FI Networks // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). Svetlogorsk, Russia. 2020. P. 1–6. DOI 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166048.
15. 3GPP-Release 13 Analytical View Version. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.3gpp.org/release-13, дата обращения 15.04.2025.
16. TOP500 June 2025. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://top500.org/lists/top500/2025/06/, дата обращения 15.04.2025.
17. CPU Benchmarks. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.cpubenchmark.net/, дата обращения 15.04.2025.