Bandwidth allocation with fairness in multimedia networks

Abstract

Bant genişliğini multimedya uygulamaları, büyük çoğunluğu Internet bant genişliğitüketen özellikle video uygulamaları ile yüksek talep bir meydan okuma servissağlayıcıları ve şebeke operatörleri için neden oldu. Toplam yardımcı programı,tüm kullanıcıların deneyimi daha yüksek kalite için ekranı bir yandan, multimedyakullanıcıları için adil bir şekilde bant genişliği tahsisi, gereklidir. öte yandan, maximizingperformans gibi ağ kaynaklarının kullanımını en iyi duruma getirme de maliyeti azaltmakve/veya kar maksimize etmek ağ operatörleri için önemlidir. Bu iki gereksinim potansiyelçakışan olabilir; Bu nedenle, her ikisini de aynı anda ulaşmak zor, ve neden çok azönceki çabaları bu sorunu hedef neden. örnekler trafik yönetimi kullanarak çok yolluProtokolü (TRUMP) ve Logaritmik tabanlı çok yollu iletişim kuralı (LBMP), ikisi deiyi sonuçlar elde etmek ama eksiklikleri değildir. İlk adımda, ağ yardımcı programı'nıMaximization(NUM) sorun bir ilk aşamada herhangi bir trafik Mühendisliği yöntemitasarımı için kabul edilmiştir. Her şeyden önce bu tez ve bahsedilen sorunları gözönüne alındığında, hesap NUM sorun ve en iyi duruma getirme ayrıştırma yöntemlerialıyoruz. Biz sonra TRUMP için karşılaştırarak adil bant genişliği ayırma sorunu çözmekiçin Hopcount-Based adil Allocation(HBFA) olarak bu yöntemlerde temel bir modelöneriyoruz. Rağmen HFBA adalet sorunu ele, ama tüm olası yolu seçimleri istenensonuçları yetişemem. Bu nedenle, sorunu, manken önerdiğimiz adres için yeni birgönderme uygulayarak fiyat tabanlı adil bant genişliği ayırma (PBFA) oranı uyarlamaformülü ve verimli bir modeli elde etmek için bağlantıları geribildirim fiyatlardan eniyi duruma getirmek için bir sezgisel yatırım yöntemi ile birleştirerek. Yöntem farklısimülasyonları ve çeşitli ağ koşulları altında topolojiler kullanarak değerlendirilir. Bizimsonuçlar PBFA TRUMP için karşılaştırıldığında daha adil bir bant genişliği ayırmasağlar, ancak aynı zamanda bağlantı kullanımını ve performansı artırır olduğunu gösterir.Yapılan değerlendirme PBFA gelişmeler kadar 90% adalet, işlem hacmi yüzde 207 veyardımcı programı TRUMP için karşılaştırıldığında 91%'i elde gösterir.

The high demand of bandwidth from multimedia applications, especially videoapplications which consume the great majority of the Internet bandwidth, has caused achallenge for service providers and network operators. On the one hand, the allocationof bandwidth in a fair manner for multimedia users is necessary, so that the totalutility of all users is maximized for higher quality of experience. On the other hand,optimizing the utilization of network resources such as maximizing throughput is alsoimportant for network operators to reduce the cost and/or maximize the profits. Thesetwo requirements could potentially be conflicting; hence, achieving both at the sametime is challenging, and the reason why very few previous efforts have targeted thisproblem. Examples include Traffic Management Using Multipath Protocol (TRUMP)and Logarithmic-Based Multipath Protocol (LBMP), both of which achieve good resultsbut are not without shortcomings. At the first step, Network Utility Maximization(NUM)problem has been considered as an initial stage to design any traffic engineering method.In this thesis and by considering the mentioned issues, first of all we take into accountNUM problem and optimization decomposition methods. We then propose a model basedon those methods as Hopcount-Based Fair Allocation(HBFA) to tackle the fair bandwidthallocation issue by comparing it to TRUMP. Although, HFBA tackles the fairnessproblem, but it cannot reach the desired results in all possible path selections. Hence, inorder to address that issue, we propose a model, Price-Based Fair Bandwidth Allocation(PBFA) by implementing a new sending rate adaptation formula and combining it by anintuitive investment method to optimize the feedback prices from the links to achieve anefficient model. The method is evaluated by using different simulations and topologiesunder various network conditions. Our results show that PBFA not only provides a fairerbandwidth allocation compared to TRUMP, but also improves the link utilization andthroughput. The conducted evaluations show that PBFA achieves improvements of asmuch as 90% in fairness, 207% in throughput, and 91% in utility compared to TRUMP.