24104

COM2 663

كارشناسي ارشد

مهندسي كامپيوتر- شبكه هاي كامپيوتري

مهندسي كامپيوتر

1403/06/27

125 ص.

احمدرضا منتظرالقائم

اينترنت اشيا چندرسانه‌اي , شبكه نرم‌افزار محور , تعادل بار سرورها , تعادل بار لينك‌ها , تعادل بار كنترلرها , مهاجرت سوئيچ , سيستم فازي

اينترنت اشيا چندرسانه‌اي توسعه‌اي براي اينترنت اشيا است كه هدف آن ارائه جريان‌هاي چندرسانه‌اي به‌عنوان بخشي از تحقق اينترنت اشيا است. اينترنت اشيا چندرسانه‌اي روزبه‌روز در حال جذاب‌شدن است. حجم بالاي داده، تعداد بسيار زياد وسايل و اشيا متصل به اينترنت و نيازهاي روبه‌رشد و در حال تحول كاربران باعث افزايش سريع ترافيك اينترنت شده كه به نوبه خود چالش‌هايي مانند اضافه‌بار سرورها و كاهش كيفيت سرويس را به دنبال دارد. از طرفي معماري سنتي شبكه‌هاي كامپيوتري به‌اندازه كافي قوي براي سازگاري با رشد سريع شبكه اينترنت اشيا چندرسانه‌اي طراحي نشده است. به همين دليل از شبكه‌هاي نرم‌افزار محور استفاده مي‌شود كه مي‌توانند به‌صورت متمركز يك نماي كلي از تمام منابع شبكه را ارائه دهند. شبكه‌هاي نرم‌افزار محور با جداكردن لايه كنترل از لايه داده مديريت پيشرفته را امكان‌پذير كرده است. شبكه‌هاي نرم‌افزار محور امكانات جديدي را براي بهبود تعادل بار به ارمغان مي‌آورد. باوجود تلاش‌هاي بسياري كه در اين زمينه صورت‌گرفته، اكثر پژوهش‌ها به طور عمده به تعادل بار در سرورها، لينك‌ها يا كنترلرها به‌صورت جداگانه پرداخته‌اند. درحالي‌كه برخي از تحقيقات هم به بررسي هم‌زمان تعادل بار بين سرور و كنترلر، سرور و لينك، و همچنين كنترلر و لينك پرداخته‌اند، اما نقطه‌ضعف اصلي اين مطالعات اين است كه به طور جامع به تعاملات بين اين مؤلفه‌ها پرداخته نمي‌شود. اين تعاملات مي‌توانند تأثيرات قابل‌توجهي بر روي عملكرد كلي شبكه داشته باشند؛ بنابراين، پژوهش حاضر به تعادل بار هم‌زمان در سه عنصر كليدي يعني سرور، لينك و كنترلر مي‌پردازد. اين رويكرد به ما اين امكان را مي‌دهد كه از بروز مشكلات هم‌زمان در بخش‌هاي مختلف جلوگيري كنيم. همچنين در اين رويكرد از پيش‌بيني حافظه كوتاه‌مدت بلندمدت براي پيش‌بيني ميزان بار سرورها و كنترلرها و از سيستم فازي براي تقسيم سطح سرورها و دامنه‌ها استفاده شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه عملكرد رويكرد پيشنهادي در توزيع مناسب بار بين سرورها و لينك‌ها در هر دامنه از شبكه بسيار مؤثر بوده است. علاوه‌برآن، تعادل بار سرورها و لينك‌ها در هر دامنه، بر ميزان بار روي كنترلر تأثيرگذار است و باعث كاهش بار اين بخش از شبكه مي‌شود. ايجاد تعادل بار بين دامنه‌هاي شبكه با كمك تعادل بار لينك بين دامنه‌ها، باعث كاهش قابل‌توجه تعداد مهاجرت‌هاي سوئيچ با هزينه گزافي در شبكه مي‌شود. اين امر منجر به بهبود كارايي كلي شبكه و كاهش هزينه‌هاي عملياتي مي‌گردد. نتايج حاصل از اين شبيه‌سازي به ما اين امكان را مي‌دهد تا با استفاده از رويكرد پيشنهادي، شبكه‌هاي اينترنت اشيا مبتني بر نرم‌افزار را بادقت بيشتري مديريت و بهينه‌سازي كنيم. اين امر نه‌تنها كيفيت خدمات ارائه‌شده به كاربران را افزايش مي‌دهد، بلكه مي‌تواند در كاهش هزينه‌ها و افزايش بهره‌وري نيز مؤثر باشد.

Multimedia Internet of Things , Software-Defined Network , Server Load Balancing , Link Load Balancing , Controller Load Balancing , Switch Migration , Fuzzy System

Load balancing of servers, and multi-domain controllers in software-defined multimedia Internet of Things using Prediction Algorithms based on Artificial Intelligence

مهندسي كامپيوتر

The multimedia Internet of Things (MIoT) is an evolution of the IoT aimed at delivering multimedia flows as part of the realization of the IoT. The multimedia IoT is becoming increasingly appealing as the high volume of data, the vast number of devices and objects connected to the internet, and the evolving needs of users contribute to a rapid increase in internet traffic. This surge in traffic presents challenges such as server overload and a decline in service quality. Moreover, traditional computer network architectures are not robust enough to accommodate the rapid growth of multimedia IoT networks. To address this, software-defined networks (SDNs) are employed, which can centrally provide a comprehensive overview of all network resources. SDNs enable advanced management by separating the control layer from the data layer. Software-based networks introduce new capabilities to enhance load balancing in conventional network traffic. Despite numerous efforts in this area, most research has primarily focused on load balancing in servers, links, or controllers separately. While some studies have investigated simultaneous load balancing between servers and controllers, servers and links, as well as controllers and links, a major weakness of these studies is the lack of comprehensive examination of interactions among these components. These interactions can significantly impact the overall network performance; therefore, this research addresses simultaneous load balancing across three key elements: servers, links, and controllers. This approach allows us to prevent concurrent issues in different sections of the network. Simulation results demonstrate that the proposed approach is highly effective in appropriately distributing load between servers and links within each network domain. Furthermore, the load balancing of servers and links in each domain affects the load on the controller, leading to a reduction in this part of the network. Additionally, achieving load balance between network domains through inter-domain link load balancing significantly reduces the number of costly switch migrations within the network. This ultimately enhances the overall efficiency of the network and reduces operational costs. The results from this simulation enable us to manage and optimize software-defined IoT networks more accurately using the proposed approach. This not only improves the quality of service provided to users but also contributes to cost reduction and increased productivity.

6

سعيد افشاري