УДК 004.7
МНОГОПОТОЧНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ QOS-МАРШРУТИЗАЦИИ В ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЯХ
Д. А. Перепелкин, д.т.н., профессор кафедры САПР ВС РГРТУ, декан ФВТ РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0003-4775-5745, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
А. Н. Сапрыкин, к.т.н., доцент кафедры САПР ВС РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0002-3882-1301, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
А. А. Тихонов, студент РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0009-0006-7128-8795, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Рассматривается задача многокритериальной маршрутизации с обеспечением качества обслуживания (Quality of Service, QoS) в программно-конфигурируемых сетях (ПКС). Целью работы являются разработка и оценка эффективности высокопроизводительного алгоритма поиска оптимальных маршрутов, удовлетворяющих совокупности разнородных метрик. В связи с NP-полнотой задачи многокритериальной оптимизации и ограниченной применимостью классических алгоритмов предложена многопоточная реализация генетического алгоритма, ориентированная на эффективное использование вычислительных ресурсов многопроцессорных систем. Для агрегации метрик используется аддитивный критерий с нормализацией и весовым распределением, учитывающим требования различных классов трафика. Проведено сравнительное тестирование с алгоритмами Дейкстры и Multi-Constrained Optimal Path (MCOP) на сетевых топологиях различного масштаба. Показано, что предложенная многопоточная модификация генетического алгоритма обеспечивает существенное ускорение по сравнению с MCOP и сохраняет приемлемое качество маршрутов, особенно в крупномасштабных сетях (500 – 1000 узлов), демонстрируя перспективность применения в современных сетевых инфраструктурах.
Ключевые слова: программно-конфигурируемые сети, генетический алгоритм, QoS маршрутизация, многопоточность, многокритериальная оптимизация.