ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ МНОГОПУТЕВОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ СООБЩЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕХМЕРНЫХ ГРАФОВЫХ МОДЕЛЕЙ СЕТЕЙ АНПА

Аннотация

Рассматривается класс телекоммуникационных сетей с подвижными узлами, важным подклассом которых являются так называемые географические сети. Их отличительная особенность состоит в доступности для каждого узла сети информации о географических координатах всех узлов, благодаря чему каждый узел знает полную топологию графа сети, что позволяет оперативно находить нужное число маршрутов передачи информации между любыми двумя узлами. Целью настоящей статьи является исследование алгоритмов многопутевой маршрутизации, для чего предлагается метод автоматического синтеза адекватных тестовых моделей сетей практически неограниченной сложности. В основе предлагаемого решения лежит композиционный подход, при котором сначала формируется относительно простой фрагмент сети, удовлетворяющий заданным ограничениям, после чего итоговая модель выстраивается как композиция копий такого фрагмента. Для исследования эффективности алгоритмов многопутевой маршрутизации предложен композиционный метод случайного синтеза тестовых моделей сложных сетей, удовлетворяющих ограничениям на межвершинные расстояния. Данный метод был применен к исследованию двух алгоритмов маршрутизации, в результате чего был получен большой массив показательных модельных данных. Полученные результаты, представленные в виде графиков, демонстрируют рост выигрыша во времени передачи сообщений по мере увеличения длины очереди в целевом потоке. Установлено, что эффективность многопутевой маршрутизации незначительна в условиях малой загруженности сети, однако ее полезность возрастает с ростом загруженности сети. Аналогичный уровень роста эффективности демонстрируется при переходе от алгоритма, не допускающего пересечения используемых путей, к алгоритму, допускающему такие пересечения

Список литературы

1. Hentati A.I., Fourati L.C. Comprehensive survey of UAVs communication networks, Comput. Stand. Interfaces, 2020, Vol. 72, Art. 103451.

2. Inzartsev A.V., Kiselev L.V., Kostenko V.V., Matvienko Yu.V., Pavin A.M., Shcherbatyuk A.F. Podvodnye robototekhnicheskie kompleksy: sistemy, tekhnologii, primenenie [Underwater robotic systems: sys-tems, technologies, applications]. Vladivostok: Institut problem morskikh tekhnologiy Dal'nevos-tochnogo otdeleniya Rossiyskoy akademii nauk, 2018, 368 p.

3. Inzartsev A.V., Eliseenko G.D., Pavin A. M., Panin M.A. Obnaruzhenie i obsledovanie lokal'nykh donnykh ob"ektov s pomoshch'yu gruppy spetsializirovannykh avtonomnykh podvodnykh ob"ektov [Detection and inspection of local bottom objects using a group of specialized autonomous underwater objects], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2018, No. 1.

4. Kuznetsov K.A., Paramonov A.I., Mutkhanna A.S.A., Kucheryavyy A.E. Model' i metody marshrutizatsii trafika v seti svyazi s ispol'zovaniem BPLA [Model and methods of traffic routing in a communication network using UAVs], Tr. uchebnykh zavedeniy svyazi [Proceedings of Educational Institutions of Communication], 2024, Vol. 10, No. 4, pp. 62-72.

5. Kormen T.Kh., Leyzerson Ch.I., Rivest R.L., Shtayn K. Algoritmy: postroenie i analiz [Algorithms: con-struction and analysis]. Moscow: Vil'yams, 2010, 1296 p.

6. Shuvalov V.P., Varaksina I.Yu. Klassifikatsiya metodov mnogoputevoy marshrutizatsii [Classification of multipath routing methods], T-comm, 2014, No. 1.

7. Bogatyrev V.A., Bogatyrev S.V., Bogatyrev A.V. Control of Multipath Transmissions in the Nodes of Switching Segments of Reserved Paths, 2022 International Conference on Information, Control, and Communication Technologies (ICCT), 2022, pp. 1-5. DOI: 10.1109/ICCT56057.2022.9976839.

8. Eremenko A.S. Potokovaya model' mnogoputevoy marshrutizatsii po neperesekayushchimsya putyam v telekommunikatsionnoy seti [Flow model of multipath routing along non-intersecting paths in a tele-communication network], Problemy telekommunikatsiy [Problems of Telecommunications], 2015,

No. 1, pp. 85-93.

9. Zuo, Y., Ling, Z., Yuan, Y.A. Hybrid multi-path routing algorithm for industrial wireless mesh networks, J Wireless Com Network, 2013, 82 (2013).

10. Venkatesh K., Srinivas L., Krishnan M.M., Shanthini A. QoS improvisation of delay sensitive communi-cation using SDN based multipath routing for medical applications, Future Generation Computer Sys-tems, 2019, 93, pp. 256-65.

11. Ducatelle F, Di Caro GA, Gambardella L.M. Ant agents for hybrid multipath routing in mobile ad hoc networks, Proceedings of the Second Annual Conference on Wireless On-demand Network Systems and Services (WONS 2005). St Moritz, 19–21 January 2005, pp. 44-53.

12. Sahhaf S., Tavernier W., Colle D., Pickavet M. Adaptive and reliable multipath provisioning for media transfer in SDN-based overlay networks, Computer Communications, 2017, 106, pp. 107-16.

13. Koryachko V.P., Perepelkin D.A. Razrabotka i issledovanie matematicheskoy modeli mnogoputevoy adaptivnoy marshrutizatsii v setyakh svyazi s balansirovkoy nagruzki [Development and research of a mathematical model of multipath adaptive routing in communication networks with load balancing], El-ektrosvyaz' [Electrosvyaz], 2014, No. 12.

14. Rajasekaran K., Balasubramanian K. Energy Conscious based Multipath Routing Algorithm in WSN, International Journal of Computer Network and Information Security (IJCNIS), 2016, Vol. 8, No. 1, pp. 27-34.

15. Gruzlikov A.M., Kolesov N.V., Litunenko E.G., Tyul'nikov V.S. Mnogoputevaya marshrutizatsiya v setyakh s uskorennoy dostavkoy soobshcheniy [Multipath routing in networks with accelerated message delivery], Nauchno-tekhnicheskiy vestnik informatsionnykh tekhnologiy, mekhaniki i optiki [Scientific and Technical Bulletin of Information Technology, Mechanics and Optics], 2026, No. 1, pp. 62-72.

16. Gruzlikov A.M., Kolesov N.V., Litunenko E.G., Skorodumov Yu.M. Optimizatsiya informatsionnykh obmenov v seti avtonomnykh abonentov [Optimization of information exchanges in the network of au-tonomous subscribers], TiSU [Theory and Control Systems], 2022, No. 6.

17. Frieze A., Karonsky M. Introduction to random graphs. Cambridge University Press, 2025, 698 p.

18. van der Hofstad R. Random graphs and complex networks. Vol. 2. Eindhoven University Press, 2024, 508 p.

19. Prüfer H. Neuer Beweis eines Satzes über Permutationen, Arch. Math. Phys., 1918.

20. Gruzlikov A.M., Kolesov N.V., Tolmacheva M.V., Skorodumov Yu.M. Grafovyy podkhod k naznacheni-yu zadaniy v raspredelennykh sistemakh real'nogo vremeni [Graph approach to task assignment in dis-tributed real-time systems], TiSU [Theory and Control Systems], 2014, No. 4, pp. 28-38.

Скачивания

Опубликовано:

2026-04-29

Номер:

Раздел:

РАЗДЕЛ III. СВЯЗЬ, НАВИГАЦИЯ И НАВЕДЕНИЕ

DOI:

Ключевые слова:

Телекоммуникационная сеть, многопутевая маршрутизация, кратчайший путь, графовые модели