Evaluation and comparison of service placement algorithms in communication networks

Kailouh, Imad

Im 21. Jahrhundert sind die Computer und die mobilen Geraete wie Laptop, PDA und Handy zu einem wichtigen Bestandteil des taeglichen Lebens geworden; auf diese Geraete kann man heutzutage schwer verzichten. Heute sind digitalisierte Informationen das schneller wachsende Medium zum Speichern und Uebertragen der Daten in der Welt geworden. Ein allgegenwaertiger Zugang zu Informationen und Diensten ueberall, zu jeder Zeit und in jedem Fall zu geringen Kosten, ist einer der grundlegenden Dinge, die das Kommunikationsnetz in Zukunft charakterisieren soll. Diese Netze, die die Heterogenitaet der verschiedenen Systeme miteinander verbinden werden, diese sollen dynamischer und flexibler in Bezug auf Veraenderungen in der Access-Technologie, Topologie, Dienstleistungen, etc. sein. Die dramatische Erhoehung der Nachfrage nach Ressourcen oder Dienstleistungen durch den Klienten ist selbstverstaendlich eine der wichtigsten Herausforderungen fuer das Netzwerk in Zukunft. Dieser Anstieg wirkt sich negativ auf die Leistung von Netzwerk, Kommunikationskosten und Qualitaet von Service (QoS) aus. Da erwartet wird, dass die Anforderungen sich im Laufe der Zeit aendern werden, ist die kontinuierliche Anpassung der Ressourcen an die Anforderungen der Anwendungen notwendig. Eines der am haeufigsten verwendeten Methoden, die Uebereinstimmung zwischen Ressourcen-und Klienten Anforderungen zu erreichen, ist solche Ressourcen oder Dienste auf mehrere Knoten im Netzwerk zu replizieren. Das Erstellen einer Replik, gibt uns die Moeglichkeit, die Kapazitaet bereitzustellen und den Datenverkehr so umzuleiten, dass er auf Anfragen und Leistungsanforderungen angepasst wird. Die Verteilung der Inhalte wird die Latenzzeit verringern; verbessert die vom Benutzer wahrgenommene Leistung und verringert den gesamten Datenverkehr. Idealerweise werden Service Repliken da im Netz platziert, wo eine grosse Anzahl von Kunden sich befindet, die diesen Service sucht. In Wirklichkeit jedoch wurde die optimale Platzierung der Service Repliken zu einen Problem. Mit den optimalen Platzierungsmethoden fuer Service Repliken, koennen wir die Anzahl der notwendigen Repliken, die im Netzwerk verteilt wurden und die genutzten Speicher reduzieren, ohne zu viel von dem Gewinn aus dem Einsatz dieser Strategien zu verlieren. Diese Arbeit schlaegt eine moegliche Loesung durch die Umsetzung und Evaluierung von vier Service Placement Algorithmen mit Fokus auf die Evaluierung vor. Am Anfang der Arbeit wird eine theoretische Studie ueber Service Placement Problem vorgestellt; anschliessend folgt die Implementierung der zentralisierten und selbst organisierten Service Placement- Algorithmen in der Common-Simulator Umgebung. Schliesslich ist es wichtig fuer die richtige und ideale Evaluierung, die Effizienz und die Qualitaet der verschiedenen Service-Placement-Algorithmen (CAFA Algorithmus, SONDe Algorithmus, SO-RAP Algorithmus, SO-ARAP Algorithmus) miteinander zu vergleichen.

Abstract (engl.):
In the 21st century, computers and mobile devices such as laptops, PDAs and mobile phones have become an important part of our daily lives that cannot be dispensed. Nowadays, digitalized information is the faster growing facility used to store and transfer data in the world.
Ubiquitous access to information and services at any moment, any place and in any case at low cost, is one of the main things that should characterize communication networks in the future. These networks, which will interrelate of a variety of systems, should be more dynamic and flexible with regards to changes in access technology, topology, services, etc.
Clearly, one of the most important Challenges that are facing the future networks is the dramatically increased demand for resources or services by the clients. This increment will have negative impacts on the performance of the network, communication cost and quality of service (QoS).
Accordingly, the need arose to match resources supplies with application demands continuously, as these demands are expected to change over time. One of the most commonly methods used to achieve this matching between resources supplies and clients demands is to replicate such resources or services to more than one node in the network.
Creating a replica, gives us the ability to allocate capacity and redirect traffic to accommodate requests and performance requirements. Distributing the content will reduce the latency; Enhances user-perceived performance, and decline the whole network traffic.
In an ideal manner, service’s replicas should be located in the network, where a great number of clients are looking for this service. However, in reality it becomes a problem to optimize the service placement.
By using the optimal placement methods for service replicas, we may reduce the used memory and the number of required replicas distributed on the network without losing the quality of performance gained by the employment of these strategies.
This thesis proposes some possible solutions through the implementation and evaluation of four Service Placement Algorithms, with a focus on the evaluation process.
At the beginning, a theoretical study about Service Placement problem is presented. Then, the implementation of the Centralized and Self Organized Service Placement Algorithms in the Common-Simulator environment is followed.
Finally, for proper and ideal evaluation process, it is important to compare and contrast the efficiency and the quality of these different Service Placement Algorithms (Centralized Algorithm based on Cost Function (CAFA), Self-Organized Network Density (SONDe), Self-Organized Random Algorithm based on Probability (SO-RAP) and Self-Organized Advanced Random Algorithm based on Probability (SO-ARAP).

Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Zitieren

Zitierform:

Kailouh, Imad: Evaluation and comparison of service placement algorithms in communication networks. 2011.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Grafik öffnen

Export