Encaminhamento em redes com comutação de circuitos-conceitos, caracterização e modelação

Abstract

Esta dissertação enquadra-se no contexto das redes com comutação de circuitos, e mais especificamente, na questão do encaminhamento de tráfego. De inicio apresenta-se o conceito de encaminhamento e estabelecem-se duas características principais para a caracterização de diferentes concretizações/métodos de encaminhamento. São apresentados três métodos de encaminhamento distintos: o encaminhamento fixo, o encaminhamento alternativo estático e o encaminhamento dinâmico. Ao último dos referidos métodos é dado especial ênfase enunciando-se as seguintes concretizações particulares: Dynamic NonHierarchical Routing, Real-Time Network Routing, Dynamic Alternative Routing, Dynamically Controlled Routing e State and Time Dependent Routing. Apresentam-se dois aspectos de grande importância na temática do encaminhamento em redes com comutação de circuitos. 0s aspectos em questão são denominados por problema da estabilidade e (politica da) reserva de recursos. São apresentados modelos matemáticos para o estudo do bloqueio em redes com encaminhamento fixo e com encaminhamento dinhico. 0s modelos apresentados para o encaminhamento fix0 permitem o cálculo do valor exacto, de uma majorante e de uma aproximação da probabilidade de bloqueio das chamadas. Para o encaminhamento dinâmico, é apresentado um modelo matemático que permite o círculo de uma aproximação da probabilidade de bloqueio. E apresentada uma ferramenta informática denominada por MatNet. 0 MatNet resultou da programação em Matlab dos modelos acima mencionados. Efectuou-se um estudo do esforço computacional exigido pelos modelos programados. Para o majorante e para as aproximações efectuou-se um estudo da precisão dos valores obtidos. São apresentados e referenciados estudos similares documentados na literatura da especialidade. Recorreu-se à simulação para obter estimativas da probabilidade de bloqueio das chamadas quando não foi possivel determinar por cálculo numérico o valor exacto. 0 simulador de redes utilizado foi o ComNet III. Por fim, tecem-se conclusões do trabalho desenvolvido e apresentam-se algumas sugestões para trabalho futuro.

This dissertation studies the problem of routing in circuit switched networks. It starts by presenting the concept of routing and by defining two main characteristics that can be used to classify the routing methods. Three distinct routing methods are presented: Jiwed routing, alternative static routing and dynamic routing. For the dynamic routing method some particular examples are described, Dynamic NonHierarchical Routing, Real-Time Network Routing, Dynamic Alternative Routing, Dynamically Controlled Routing and State and Time Dependent Routing. Two important subjects on routing in circuit switched networks are discussed: stability problem and trunk reservation. Several mathematical models to study the performance of fixed and dynamic routing are presented. The models presented for fixed routing are able to calculate the exact value, an upper bound and an approximation for the calls blocking probability. For the case of dynamic routing, the model allows the calculation of an approximation for the blocking probability of the calls. A software tool called MatNet is presented. The tool was developed in Matlab by programming the models mentioned above. A study on the computational effort required by the programmed models and on the accuracy of the several approximations studied was carried out. Discrete event simulation was used to achieve an estimate of call blocking probability whenever an exact value could not be calculated numerically. The network simulator used was ComNet III. Some conclusions are drawn concerning this work and some key points for future work are suggested.