تحسين أداء الشبكات المعرفة برمجياً ذات المتحكمات المتعددة من خلال خوارزمية موازنة الحمل

الملخص

تم اقتراح الشبكات المعرفة برمجياً (Software Defined Network (SDN كحل لمعالجة المشاكل التي تعاني منها الشبكات التقليدية، ولكن النموذج الأولي المقترح لشبكات SDN، والذي يعتمد على وجود متحكم مركزي وحيد، عانى من مشكلة رئيسية هي مشكلة نقطة الفشل الوحيدة، هذا الأمر دفعنا إلى الانتقال إلى بنية شبكات SDN بمتحكمات متعددة، وقد واجهت هذه البنية الجديدة تحديات عديدة أهمها هي عملية موازنة الحمل بين المتحكمات المتعددة الموجودة في الشبكة، بحيث لا يتعرض أحد هذه المتحكمات إلى حمل زائد بشكل يجعله يتوقف عن العمل، لذا فقد كان لعملية اختيار خوارزمية موازنة حمل مناسبة دور كبير في أداء الشبكة.

تم التطرق في هذا البحث إلى الحاجة إلى الشبكات المعرفة برمجياً وبنيتها، والحاجة إلى الانتقال من البنية المركزية إلى البنية الموزعة، مع ذكر فوائد البنية الموزعة والتحديات التي تتعرض لها، والنماذج المختلفة منها، كما تم أيضاً تعريف عملية موازنة الحمل، والتعرف على آليتها، والعوامل التي تلعب دوراً في هذه العملية، بالإضافة إلى أنه تم ذكر أهم خوارزميات موازنة الحمل المستخدمة في وقتنا الحالي.

وفي الجانب العملي، تم اقتراح خوارزمية جديدة لموازنة الحمل وقد تمت تسميتها بخوارزمية الترحيل باستخدام العتبات الثلاث، حيث تمت مقارنة هذه الخوارزمية مع مجموعة من خوارزميات موازنة الحمل المستخدمة سابقاً، من خلال ثلاثة عوامل هي: إنتاجية الشبكة، معدل استخدام الموارد، واحتمال فشل المتحكم، وقد بينت نتائج التجارب التي تم إجراؤها أن الخوارزمية المقترحة تعطي نتائج أفضل من الخوارزميات السابقة، وتقدم تحسيناً مقبولاً على جميع الخوارزميات الأخرى وفقاً لجميع العوامل والسيناريوهات التي تمت دراستها في هذا البحث.