Improving packet transport network efficiency using capacity aware routing

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2012
Major/Subject
Ohjelmistotekniikka
Mcode
T-106
Degree programme
Language
en
Pages
vii + 64 s.
Series
Abstract
The role of transport in our society is ever growing with increasing globalization, and new methods are needed to keep up with demand within the frame of available resources. This means using technological advancements in order to utilize currently available capacity to its fullest. In this thesis we focus on improving efficiency of routed packet transport networks by using routing algorithms that take into account real time network package load data. Given a transport network that moves packets between stations in the network, we aim to decrease packet costs and increase the throughput of the network. We do this by utilizing data on the network load in order to find more efficient paths for the packets to travel on. For this we develop methods and software to simulate and measure different routing schemes, enabling us to compare how the usage of the network load data affects the network performance. This work resulted in the capacity reserving router, which keeps track of network resource usage in order to avoid congestions under heavier loads. This method was able to increase the network efficiency in our simulations by up to 100%, compared to similar routing without capacity reserving. Additionally, the cost of individual packets decreased by up to 50% under heavy loads. These results enable more efficient usage of packet routing in transport networks.

Laajenevan globalisaation myötä kuljetusten merkitys yhteyskunnassamme on kasvamassa, ja tätä varten tarvitsemme uusia keinoja tyydyttääksemme tämän tarpeen olemassa olevien resurssien puitteissa. Tämä tarkoittaa teknologisten edistysaskeleiden käyttämistä hyödyntääkseen olemassa olevia resurssia mahdollisimman tehokkaasti. Tässä työssä keskitymme parantamaan reititettyjen pakettikuljetusverkkojen tehokkuutta ottamalla huomioon verkon täyttöastetta reititysalgoritmeissa. Pyrimme alentamaan pakettien kuljetuskustannuksia ja parantamaan suorituskykyä kuljetusverkossa joka siirtää paketteja verkossa olevien asemien välillä. Mahdollistamme tämän hyödyntämällä verkon reittien täyttöastetta löytääksemme tehokkaampia polkuja joita pitkin paketit voivat kulkea. Tätä varten kehitämme menetelmiä ja ohjelmia joiden avulla voimme simuloida ja mitata eri reititysmenetelmiä, joka antaa mahdollisuuden verrata miten täyttöasteen hyödyntäminen vaikuttaa verkon suorituskykyyn. Työn lopputuloksena on tilaa varaava reititin, joka ylläpitää tietoa verkon resurssikäytöstä voidakseen välttää tukoksia korkeamman kuormituksen alla. Tämän menetelmän myötä onnistuimme parantamaan verkon tehokkuutta simuloinneissamme jopa 100%, verrattuna vastaavanlaisiin reitittimiin ilman tilan varausta. Tämän lisäksi yksittäisten pakettien kustannukset laskivat jopa 50% korkeimpien kuormitusten alla. Nämä tulokset mahdollistavat suoraan tehokkaamman pakettien kuljetusverkkojen hyödyntämisen.
Description
Supervisor
Saikkonen, Heikki
Thesis advisor
Hirvisalo, Vesa
Olkkonen, Timo
Keywords
lyhimmän polun ongelma, pakettireititys, kuljetusverkko, kortaste vägens problem, paket dirigering, transportnätverk, shortest path problem, parcel routing, transport network
Other note
Citation