Traffic engineering in MPLS networks with multiple objectives : modeling and optimization

Cerav-Erbas, Selin Kardelen; Mathar, Rudolf

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-9614

Traffic engineering in MPLS networks with multiple objectives : modeling and optimization

Cerav-Erbas, Selin Kardelen (Author)

2004

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Selin Kardelen Cerav-Erbas

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2004

UmfangX, 109 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Mathar, Rudolf (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-07-21

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-9614
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/61794/files/Cerav-Erbas_Selin.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Telekommunikationsnetz (Genormte SW) ; Dienstgüte (Genormte SW) ; MPLS (Genormte SW) ; Traffic Engineering (Genormte SW) ; Mehrkriterielle Optimierung (Genormte SW) ; Simulated annealing (Genormte SW) ; Mathematik (frei) ; Communicationnetworks (frei) ; Multiobjective optimization (frei) ; heuristics (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 510

Kurzfassung
Mit zunehmenden Einsatz von QoS-Anwendungen wird Traffic Engineering in Kommunikationsnetzen immer wichtiger. Für eine optimale Ressourcenverwendung im Netz müssen Service Provider mehrere Kriterien beachten, die kunden- oder verkehrsorientiert sein können. Multiprotocol Label Switching (MPLS) ist entwickelt worden, um Traffic Engineering in autonomen Systemen bequemer zu gestalten. Die vorliegende Dissertation konzentriert sich auf die Mehrzieloptimierung des Label Switched Path Design-Problems in MPLS Netzen. Minimale Routingkosten, optimale Eingabebalance im Netz und minimale Verkehrsaufspaltung sind die verfolgten Zielfunktionen. Die Problemformulierung führt zu einem binären gemischt-ganzzahligen Programm, mit dem die Wechselwirkung zwischen den Zielfunktionen untersucht werden. Wegen der Ganzzahligkeit erweist sich das Problem als NP-hart. In der vorliegenden Dissertation werden zunächst Ansätze zur exakten Lösung und Heuristiken der Mehrzieloptimierung untersucht. Anschliessend werden auf Simulated Annealing basierende heuristische Ansätze entwickelt. Hiermit werden verschiedene Suchalgorithmen bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit experimentell verglichen.

With the increasing usage of QoS-based applications, traffic engineering in communication networks has become more crucial. For the optimal utilization of network resources, service providers need to consider multiple criteria that can be customer- or traffic-oriented. Multiprotocol Label Switching (MPLS) has been developed to apply more convenient traffic engineering in autonomous systems. This thesis focuses on the multiobjective optimization of Label Switched Path design problem in MPLS networks. Minimal routing cost, optimal load-balance in the network, and minimal splitting of traffic form the objectives. The problem is formulated as a zero-one mixed integer program and aims at exploring the trade-offs among the objectives. The integer constraints make the problem NP-hard. In the thesis first both the exact and heuristic multiobjective optimization approaches are discussed, and then a heuristic framework based on simulated annealing is developed. Various search strategies within the framework are investigated and experimental studies are carried out for a performance comparison.

OpenAccess:
PDF
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