FBIO: Fuzzy tabanlı BIO aktif kuyruk yönetim mekanizması

Abstract

Son yıllarda Internet kullanıcıları ve buna paralel olarak da Internet uygulamaları hızla artmaktadır. Artan bu kullanımla birlikte trafik yoğunluğu da gün geçtikçe büyümektedir. Teknolojideki hızlı gelişme ve yeni uygulamalar farklı ihtiyaçları da beraberinde getirmektedir. Ağ verimliliğini sağlamak ve gelişen servislere uygun, kaliteli hizmet sunmak temel sorunlardan biri haline gelmiştir. Bu doğrultuda ihtiyaçları karşılamak için yeni tıkanıklık kontrolü ve kuyruk yönetim mekanizmaları tasarlama gerekliliği ortaya çıkmaktadır.Ağdaki tıkanıklığı önlemek için uzun süredir tıkanıklık kontrol mekanizmaları kullanılmaktadır. Bu mekanizmalardan en yaygın olanı aktif kuyruk yönetim (AQM) yapılarıdır. Temelde bu yapı, paketlerin gerektiğinde düşürülüp düşürülmeyeceğine karar vererek kuyruğun boyutunu yönetmektedir. Günümüzde çeşitli AQM algoritmaları mevcuttur. Fakat bunların çoğunluğu yüksek trafik ve farklı uygulamalar altında istenilen performansı verememektedirler. Bunun yanında zor düzenlenebilen parametrelerin, gecikme sürelerinin ve yaşanan paket kayıplarının iyileştirilmesi gerekmektedir.Bu tez çalışmasında öncelikle mevcut tıkanıklık kontrol yapıları ve AQM algoritmaları incelenerek, temel sorunları ve bunların çözümleri üzerinde durulmuştur. Bunların ışığında kuyruk yapılarının tasarımında yeni eğilim olan alternatif tekniklerin kullanımı üzerinde yoğunlaşılmıştır. Bulanık mantık (fuzzy lojik) kontrolleri (FLC) problemlerin üstesinden gelebilmedeki başarısı ve tıkanıklık kontrolü modellemesindeki esnek yapısıyla bu tekniklerin en önemli olanlarındandır. Geliştirdiğimiz tasarım, bulanık mantık kontrollerini kullanarak AQM algoritmalarından yaygın olarak bilinen BIO (BLUE IN & OUT) yapısındaki problemleri iyileştirmeye yöneliktir. Bunun sonucunda da geliştirilen tasarımın başarımı ölçümlenerek geleneksel tasarımla karşılaştırılmıştır.Tasarlanan aktif kuyruk yönetim yapısı NS-2 network simülatör üzerinde gerçeklenmiştir. Öncelikle bulanık mantık yapısına girecek (paket kaybı, kuyruk boyutu) ve çıkacak değişkenler (paket düşürme olasılığı) seçilmiş, bu değişkenlere ait üyelik fonksiyonları tasarlanmıştır. Sonrasında da IF-THEN kuralları oluşturularak giriş ve çıkış değişkenleriyle ilişkilendirilmiştir. Tasarımda Single-Tone fuzzifier ve Center Of Gravity (COG) defuzzifier metotları kullanılmıştır. Benzetimlerle yapılan ölçümlemeler sonucunda bulanık mantık tasarımının geleneksel tasarıma göre daha az paket kaybı, daha az gecikme, daha az kuyruk boyutu ve daha fazla verim sağladığı görülmüştür.