УПРАВЛІННЯ БАЛАНСУВАННЯМ НАВАНТАЖЕННЯ В ГІБРИДНИХ SDN-МЕРЕЖАХ НА ОСНОВІ АЛГОРИТМУ ІТЕРАЦІЙНОГО РОЗСЛАБЛЕННЯ З МАСШТАБУВАННЯМ І ОКРУГЛЕННЯМ

Анотація

У статті розглянуто задачу оптимального перерозподілу трафіку в гібридних SDN-мережах, де
поєднуються традиційні технології маршрутизації (OSPF) та програмно-керовані мережі (SDN). Показано, що
класичні методи балансування навантаження (DNS-Round Robin, ECMP, ADC тощо) не забезпечують необхідної
гнучкості у складних телекомунікаційних середовищах. Проаналізовано сучасні підходи, зокрема використання
нейронних мереж, навчання з підкріпленням, багатошляхове та енергоефективне балансування. Встановлено,
що для гібридних мереж актуальним є врахування як QoS, так і обмежень апаратних ресурсів комутаторів
(TCAM).
Формалізовано задачу багатопродуктового обмеженого поділу потоку (MCFS) у вигляді задачі
оптимізації з урахуванням пропускної здатності каналів, кількості шляхів та обмежень пам’яті комутаторів.
Доведено, що точне розв’язання задачі є NP-складним, тому запропоновано наближений метаевристичний
метод – ітераційне розслаблення з масштабуванням та округленням (Iterative Relaxation with Scaling and
Rounding, IRSR). Алгоритм поєднує розв’язання лінійного розслаблення, масштабування пропускної здатності
та поетапне округлення з повторною оптимізацією.
Отримані результати підтверджують ефективність IRSR у зменшенні максимального навантаження на
лінії зв’язку та підвищенні ефективності використання мережевих ресурсів. Запропонований підхід дозволяє
автоматизувати процеси управління трафіком, запобігати перевантаженням та формувати адаптивну
політику маршрутизації. Подальші дослідження спрямовані на інтеграцію інтелектуальних методів
прогнозування для підвищення рівня автоматизації та продуктивності гібридних SDN-мереж.