Πολιτικές διαχείρισης ουρών για παροχή υπηρεσιών υψηλής ποιότητας σε επίγεια και διαστημικά διαδίκτυα

Abstract

In this thesis, we study the problems that we meet in earth and space internets and propose solutions based on packet management within the routers. The heterogeneity associated with the characteristics of the various networks and applications, demands solutions that are targeted to the specific problems and do not cause conflicts to the rest of the protocols. Our study has three parts: in the first part, we deal with terrestrial internets and, specifically, we are interested in increasing the transmission throughput (Head-to-Tail), providing differentiated services to real-time applications (Size-oriented Queue Management) and balancing network throughput and fairness (Equilibrium-RED). In the second part, we study space internets and make a novel proposal for an architecture appropriate for queue management for space nodes. The novelty of our proposal is reflected on the proposed DTN architecture that aims to interconnect the various regional space networks with the Internet. Last, in the third part, we unify our individual policies and propose a generalized queue management architecture for mobile nodes.

Στην παρούσα διατριβή μελετάμε τα προβλήματα που απαντώνται σε επίγεια και διαστημικά διαδίκτυα και προτείνουμε λύσεις βασισμένες στη διαχείριση των πακέτων στους καταχωρητές των δρομολογητών. Η ετερογένεια των συνθηκών του κάθε δικτύου και των εφαρμογών που διακινούνται από αυτό, απαιτεί από εμάς προσεγγίσεις στοχευμένες στα συγκεκριμένα προβλήματα, οι οποίες όμως δε θα προκαλούν διενέξεις στα υπόλοιπα πρωτόκολλα. Η μελέτη μας αποτελείται από τρία μέρη. Στο πρώτο μέρος, ασχολούμαστε με τα επίγεια διαδίκτυα και, συγκεκριμένα, με την αύξηση της απόδοσης των μεταδόσεων (Head-to-Tail), με την παροχή διαφοροποιημένων υπηρεσιών σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου (Size-oriented Queue Management) και τον έλεγχο της συμπεριφοράς του δικτύου ως προς την απόδοση και δικαιοσύνη (Equilibrium-RED). Στο δεύτερο μέρος μελετάμε τα διαστημικά διαδίκτυα και προτείνουμε, για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία, μία αρχιτεκτονική διαχείρισης ουρών για διαστημικούς κόμβους. Η καινοτομία έγκειται και στο γεγονός ότι λαμβάνουμε υπ΄ όψιν την προσφάτως προτεινόμενη, αρχιτεκτονική DTN, που σκοπό έχει τη διασύνδεση των διαστημικών δικτύων με το Διαδίκτυο. Τέλος, στο τρίτο μέρος, ενοποιούμε τις επιμέρους προτάσεις μας, προτείνοντας μια γενικευμένη αρχιτεκτονική διαχείρισης ουρών σε κόμβους που κινούνται σε δίκτυα διαφορετικών χαρακτηριστικών.