دراسة مقارنة لخوارزميّات توضيع الخدمات في الشّبكات المستقبليّة

The study aimed to analyze and compare several algorithms in the context of networks services placement, and then proposed a self-organized dynamic heuristic algorithm adaptable to continually changing network conditions in order to achieve the ideal placement of services replicas in future networks. It is known that future networks demand a high degree of self-organization to keep pace with ongoing changes while maintaining performance optimized. One of the important challenges in this context is the services placement problem. Service placement issue refers to the selection of the most appropriate network node for hosting a service. The ideal placement of services replicas reduces the cost of serving customers, improves connectivity between clients and servers as well as the use of available resources. The study summarized the results of qualitative comparison between several placement algorithms and refers to the most important requirements to be taken into account when implementing the placement algorithm. Generally, each service has its own placement technique, and the action taken by a specific service may affect other services decisions and force them to adapt. There is an urgent need to  a management service for managing services replicas to make the optimal placement decision. This service should work in a distributed manner and does not require comprehensive knowledge about the  network. It is also characterized by its ability to adapt to changing network conditions in terms of load and topology. Other services coordinate with the management service about replicating or migrating actions,  thus services will be offered  at a minimized cost. Keywords: Self-Organizing Networks  (SON), Services placement, Facility Location Theory,  Heuristic algorithm.

هدفت الدراسة إلى تحليلِ ومقارنةِ العديدِ من الخوارزميات ضمنَ مجال توضيعِ الخدماتِ في الشبكاتِ، ومن ثمّ اقتراحِ خوارزميّةٍ استدلاليَّةٍ ديناميكيّةٍ ذاتيّةِ التّأقلمِ متكيّفة مع التغيراتِ المستمرّةِ في شروطِ الشبكةِ من أجلِ إنجازِ التوضيعِ المثالي لنسخِ الخدماتِ في الشبكاتِ المستقبليّةِ. من المعلومِ أنّ الشبكاتِ المستقبليّةِ تتطلّبُ درجةً عاليةً من التأقلمِ الذاتيّ من أجلِ مواكبةِ التغيّراتِ المستمرّةِ مع المحافظةِ على مستوى أداءٍ مثالي. إحدى التحدياتِ العلميّةِ الهامّةِ ضمنَ هذا السّياقِ هي مسألةُ توضيعِ الخدماتِ. تشيرُ مسألةُ توضيعِ الخدماتِ (Service Placement) إلى اختيارِ العقدةِ الأنسب ضمنَ الشبكةِ من أجلِ استضافةِ الخدمةِ، إذ يقّللُ التوضيعُ المثاليُّ لنسخِ الخدماتِ من كلفةِ تخديمِ الزبائن، ويحسّن الاتصال بين الزبائن والخوادم وكذلك استخدامِ الموارد المتوفّرة.  لخصّت الدراسةُ نتائجَ المقارنة بين العديدِ من خوارزميّاتِ التوضيعِ وأشارت إلى أهمّ المتطلّبات الواجبِ أخذها بالحسبانِ عند تنفيذ خوارزميّةِ التوضيع. تمتلكُ كلّ خدمةٍ على العمومِ تقنيةَ توضيعٍ خاصّةٍ بها، وقد يؤثّرُ الفعلُ المتّخذُ من قبلِ خدمةٍ محدّدةٍ على قراراتِ توضيعِ بعضِ الخدماتِ الأخرى وإجبارهم على التكيّف. توجدُ حاجةٌ ملحّةٌ لوجودِ خدمةٍ مديرةٍ لإدارةِ نسخِ الخدماتِ الأخرى من أجل اتّخاذِ قرار التّوضيعِ المثالي. يجبُ أن تعملَ هذه الخدمةُ بطريقةٍ موزّعة ولا تتطلّبُ معرفةً شاملةً عن الشّبكة. تمتازُ أيضاً بقدرتها على التّأقلمِ مع شروطِ الشّبكةِ المتغيرةِ من ناحية الحملِ والبنية. تقومُ الخدماتُ الأخرى بالتنسيقِ مع الخدمةِ المديرةِ حول عمليّاتِ النسخِ أو الترحيلِ، وبالتالي يتمّ توفير الخدمات بكلفةٍ مثاليّة صغرى.  الكلمات المفتاحية: الشبكات ذاتيّة التّأقلم، توضيع الخدمات، نظريّة مواقع الخدمات، خوارزميّة استدلاليّة.