یک استراتژی انتخاب مسیر مبتنی بر ماشین بردار پشتیبان برای بهبود عملکرد پروتکل کنترل انتقال چند مسیره

هنگامی که پروتکل کنترل انتقال (Transmission Control Protocol - TCP ) برای اولین بار در دهه 1970 توسعه داده شد، پیش بینی میزان رشد شبکه های سراسر جهان، نه تنها از نظر تعداد گره های درگیر، بلکه از نظر کمیت و نوع آن نیز دشوار بود. در این عصر اینترنت اشیاء (Internet Of Things - IOT) آغاز شد که هدف آن ارائه قابلیت های ارتباطی برای تقریبا هر شئ ای است که معمولا در زندگی روزمره انسان ها استفاده می شود. در نتیجه این فرایند، شبکه ها پیچیده تر می شوند و دستگاه ها معمولا برای برقراری ارتباط از چندین رابط استفاده می کنند. وسایل رایج مانند تلفن های هوشمند هر دو اتصال سلولی و ماژول های Wi-Fi را فراهم می کنند. لپ تاپ ها علاوه بر قابلیت Wi-Fi از قابلیت درگاه اترنت (Ethernet ) برخوردار هستند و آنها از گیرنده های شخص ثالث برای اتصال از طریق شبکه های تلفن همراه پشتیبانی می کنند. بحث و گفتگو در مورد زیرساخت ها بسیار پیچیده-تر است چرا که به دلیل ذخیره سازی و تجزیه و تحلیل کلان داده ها (Big Data) و همچنین شکوفایی خدمات پخش جریانی با تاخیر کم در مقیاس گسترده ( پخش ویدئو ، انتقال صدا از طریق پروتکل اینترنت، بازی های ویدیویی چند نفره و غیره) به سرعت در حال تحول است. مراکز داده غالبا ده ها هزار گره به هم پیوسته از جمله سرورهای تحویل محتوا دارند که قادر به دستیابی به تعداد زیاد اتصالات به طور همزمان هستند. مفاهیم این واقعیت جدید شامل امکان ایجاد مسیرهای چندگانه برای انتقال داده ها بین دو لایه کاربرد بر روی میزبان های ارتباطی می باشند. از آنجایی که اغلب دستگاه ها مجهز به رابط های شبکه چندگانه هستند، هر یک با یک نشانی پروتکل اینترنت ( Internet Protocol - IP ) فعال پیکربندی شده اند. پروتکل TCP برای سال ها جزء اساسی پشته پروتکل اینترنت و مطمئن ترین پروتکل ارتباطی برای انتقال داده بوده است، اما تنها یک مسیر واحد بین منبع و مقصد را برای انتقال داده انتخاب می کند. اگرچه مدل اصلی پروتکل کنترل انتقال مکانیسم های ضروری مورد نیاز برای کنترل جریان و تراکم را دارا می باشد، اما قطع نشدن یک پیوند را تضمین نمی کند. با افزایش نیاز به انتقال بدون قطعی داده ها، داشتن اتصالات قابل اعتماد بسیار مهم شده است. این منجر به پروژه های مختلفی با هدف بهره برداری از مفهوم چند مسیره و دور زدن محدودیت های پروتکل TCP معمولی و افزایش قابلیت اطمینان اتصالات، چندین نویسنده رویکردهای مختلفی مانند: پروتکل انتقال کنترل جریان (Stream Control Transmission Protocol - SCTP)، پروتکل انتقال همزمان چند مسیری کنترل جریان (concurrent multi-path Stream Control Transmission Protocol – CMP-SCTP )، پروتکل کنترل انتقال چند مسیره(multiple paths TCP - mTCP)، پروتکل کنترل انتقال موازی (Parallel TCP – pTCP ) را پیشنهاد کرده اند. اخیرا کارگروه مهندسی اینترنت (IETF) یک توسعه استاندارد از یک پروتکل چند مسیری در لایه انتقال ایجاد کرده اند که به راحتی قابل استقرار باشد. با در نظر گرفتن این موضوع، پسوندی برای پروتکل TCP پیشنهاد شده است، MultiPath TCP (MPTCP)، که در آن هر اتصال بین دو نقطه در واقع می تواند از چندین مسیر موازی استفاده کند. پروتکل MPTCP پتانسیل افزایش توان عملیاتی، قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری در اتصالات را دارد. به منظور حفظ و بهبود عملکرد پروتکل MPTCP، هدف از این تحقیق بهبود عملکرد پروتکل کنترل انتقال چند مسیره با استفاده از یک استراتژی انتخاب مسیر مبتنی بر ماشین بردار پشتیبان است. مسیرهای انتخاب شده توسط رویکرد پیشنهادی مسیرهایی با حداقل ترافیک هستند تا از صرف مجدد زمان برای انتخاب مسیر و برقراری ارتباط با میزبان تا حد امکان جلوگیری شود. این عمل موجب افزایش سرعت در انتقال داده شده و باعث می شود استفاده از MPTCP با حداقل تاخیر همراه باشد.

کلیدواژه ها:

شبکه های کامپیوتری ، پروتکل کنترل انتقال ، پروتکل کنترل انتقال چند مسیره ، یادگیری ماشین ، ماشین بردار پشتیبان ، الگوریتم تکاملی