IP forgalomválasztási táblák tömöríthetőségének időbeli vizsgálata

Az Internet világa az elmúlt években exponenciális növekedést mutat: egyre több eszköz és felhasználó található meg az online térben, egyre nagyobb forgalmat generálva, egyre több adatot keringetve a világhálón. Ez a rohamos növekedés kihívás elé állítja az egyre bővülő Internet hálózati infrastruktúráját. Feltevődik a kérdés, hogy nehézségekbe ütközik-e ez az egyre komplexebb és nagyobb rendszer a gyakorlatban? Előfordulhat-e, hogy a hálózati eszközök nem bírják el az emelkedő kapacitást és összeomlik az Internet? Hogyan oldható meg, hogy az egyre növekvő hálózatban található eszközök elbírják a terhelést, hogy a felhasználók közötti információk, adatok ugyanolyan gyorsan és olcsón közlekedjenek? Vajon hogyan változik időben ennek a feladatnak az alapvető elméleti és gyakorlati nehézsége, és vajon előre jelezhető-e egy pont, amikor ez a komplexitás már meghaladja a hálózati eszközök képességeit? A dolgozatban ezeket a kérdéseket vizsgáljuk egy teljesen új, információelméleti modell segítségével.

Az útválasztók (routerek) kulcsfontosságú építőelemei az Internet rendszerének, ugyanis ezek felelősek az itt közlekedő csomagok végpontok közti továbbításáért. A forgalomtovábbítási tábláikban található adatok alapján hoznak döntéseket arról, hogy adott csomagot milyen címre továbbítsanak a cél felé vezető úton. Ezen adatok tartalmazzák a világhálót használó összes eszköz lokális elérhetőségi információját. Az Internet címtér rohamos növekedése azonban jelentősen megnöveli a router tábláinak méretét, azzal fenyegetve, hogy az egyre nagyobb táblák nem fognak beleférni az útválasztók gyors elérésű memóriaegységeibe.

A dolgozat arra a kérdésre keresi a választ, hogy hogyan változott az évek során a rohamosan növekvő forgalomtovábbítási táblák valódi információtartalma. Elméleti becsléseket adunk meg a táblák entrópiájára vonatkozóan, továbbá speciális kódoló algoritmusokat alkalmazva bemutatunk egy hatékony tömörítési módszert. Az így kapott elméleti és gyakorlati eredmények által rálátást nyerünk a forgalomtovábbítási feladat információ-tárolási komplexitására. Módszereinket a BME-TMIT tanszék és a HBONE, a magyar akadémiai gerinchálózat fenntartója közti együttműködésben 2013 óta gyűjtött forgalomtovábbítási tábla adathalmazokon értékeljük ki. A bő hét évnyi adat elemzése után kapott statisztikák meglepő következtetésre vezetnek: a forgalomtovábbítási táblák méretének rohamos növekedését nem feltétlenül követi a tömörített méret hasonló arányú növekedése, azt sugallva, hogy az Internet útválasztási rendszere nagy valószínűséggel fenntartható lesz a közeljövőben is a hálózat gyors expanziója ellenére.

szerző

• 
  Horváth Petra Rebeka
  Mérnök informatikus szak, alapképzés
  alapképzés (BA/BSc)

konzulens

• 
  Dr. Rétvári Gábor
  tudományos főmunkatárs, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

helyezés