Tasapainotetun reiluuden suorituskyvyn arviointi simuloimalla

Nykyisten tietoverkkojen liikenne on valtaosin ns. elastista liikennettä. Liikennelähteet säätävät lähetysnopeutensa siten, että kaikki käytössä oleva kapasiteetti tulee hyödynnettyä. Samanaikaiset vuot kilpailevat verkon rajallisista resursseista. Ruuhkautumisen ja pakettihäviöiden estämiseksi lähteiden nopeutta on kontrolloitava jollakin ruuhkanhallintamekanismilla. Ruuhkanhallintamekanismien yksi keskeinen tarkoitus on taata toteutuvan kaistanjaon reiluus. Eri reiluuskriteerit suosivat tai syrjivät liikennelähteitä tai liikenneluokkia eri perustein. Reiluuden käsite voidaan yleistää optimointiongelmaksi, jossa pyrkimys on löytää kriteerikohtaisen kohdefunktion maksimoiva tai minimoiva kaistanjako. Nämä klassiset utiliteettipohjaiset reiluuskriteerit rakentuvat staattisen verkkomallin varaan. Dynaamisessa verkkoskenaariossa staattisessa mallissa optimaalinen kaistanjako saattaa kuitenkin johtaa epäedulliseen tulokseen. Myös vuotason tunnuslukujen tarkastelu on vaikeaa joitakin yksinkertaisimpia verkkotopologioita lukuunottamatta. Utiliteettipohjaisten reiluuskriteerien tapapainojakauma on riippuvainen liikenteen tunnusluvuista, mikä tekee vuotason tarkastelut vaikeaksi. Tasapainotettu reiluus on uusi kaistanjakomenetelmä, jota voidaan pitää tehokkaimpana insensitiivinä kaistanjakona. Kaistanjaon noudattaessa tasapainotettua reiluutta aktiivisten voiden lukumäärän jakauma sekä läpäisyn odotusarvo riippuvat vain jokaisen vuoluokan keskimääräisestä kuormasta. Joissakin tapauksissa nämä suureet voidaan laskea eksaktisti. Tässä työssä esitellään keskeisimmät utiliteettipohjaiset reiluuskriteerit sekä niiden yleistys optimointiongelmaksi. Tasapainotetun reiluuden käsite sekä sen ominaisuuksia esitellään. Kaistanjakomenetelmien vaikutusta vuotason suureisiin tutkittiin simuloimalla eri verkkotopologiossa sekä pyrittiin verifioimaan kirjallisuudessa esitettyjä tuloksia. Käytettyjä menetelmiä olivat tasapainotettu, suhteellinen sekä max-min-reiluus. Kaikissa tarkastelluissa tapauksissa eri kriteerien tuottamat erot läpäisyssä olivat melko vähäiset. Yleisesti ottaen max-min-reiluus suosii pitkiä vuoluokkia tasapainotettua reiluutta enemmän. Simulaatiot tukivat lauseita, joiden mukaan suhteellinen reiluus yhtyy tasapainotettuun reiluuteen homogeenisissa hyperkuutioissa ja vastaavasti max-min-reiluuteen puutopologioissa. Simuloinnit vahvistavat tasapainotetun reiluuden insensitiivisyyden. Myös max-min-reiluuden sekä suhteellisen reiluuden sensitiivisyys oli vähäistä. Simuloidut tulokset vastasivat tarkasti analyyttisia