Towards a Cognitive TCP/IP Network Architecture

ABSTRACT

The principal aim of cognitive networking is to equip traditional networks with some sort of intelligence, in order to make them evolve and achieve higher levels of performance than those that can currently be achieved . Typical characteristics of cognitive networks are the ability to monitor the environment they are deployed in, to take reasoned actions based on current conditions towards an end-to-end objective, and to learn from past experience. Such enhanced networks will likely be characterized by a nonnegligible complexity, which can be tolerated if accompanied by relevant benefits, such as performance increase or mitigation of management burden. Different cognitive proposals have been proposed thus far in the literature, ranging from general framework definitions , to cognitive node architectures , to specific implementations . This contribution aims to illustrate the concepts we advanced in previous works , in which we described how the cognitive networking paradigm can fill the gap between service-oriented architectures and network, and extend them, by enabling reasoning with external information, i.e. information that is not locally available and is sensed elsewhere in the network. This enables the cognitive process to achieve a global vision of the network, which should facilitate the achievement of better end-to-end performance.

INTRODUCTION

In order to distinguish relevant updates from non-relevant ones, we employed an exponentially weighted moving average (EWMA) control chart . In brief, for each source of information a control chart is drawn. The controlled quantity is an estimate of the mean value, computed as an EWMA of the actual mean, while upper and lower control limits are proportional to the standard deviation. Only when the estimate crosses either one of the boundaries, an update is sent .The function of acting and sensing entities is to aggregate acting and sensing variables ,respectively. Their main task is to minimize communication overhead, while supporting the cognitive functionality of the network. All nodes must implement the so-called cognitive management protocol, which is used to transmit across the network both the information collected by the sensing ariables and the commands to reconfigure the acting variables .

چکیده

هدف اصلی شبکه های شناختی، تجهیز شبکه های سنتی به نوعی هوش، به منظور ایجاد آنها و دستیابی به سطوح بالاتری از عملکرد از آنچه که در حال حاضر می تواند به دست آورد. ویژگی های معمول شبکه های شناختی توانایی نظارت بر محیطی است که در آن مستقر شده اند، اقدامات منطقی را بر اساس شرایط فعلی نسبت به یک هدف به پایان می رسانند و از تجربه گذشته یاد می گیرند. چنین شبکه های پیشرفته، به احتمال زیاد با پیچیدگی غیر قابل ملاحظه مشخص خواهد شد، که می تواند تحمل شود در صورت همراه بودن مزایای مربوطه، مانند افزایش عملکرد یا کاهش بار مدیریت. پیش نویس های مختلف شناختی تا کنون در ادبیات، از تعاریف چارچوب عمومی، به معماری گره های شناختی، به پیاده سازی های خاص ارائه شده است. این اهداف نشان دهنده مفاهیمی است که ما در کارهای قبلی پیشرفت کردیم، که در آن ما شرح دادیم که چگونه پارادایم شبکه های شناختی می تواند فاصله بین معماری های سرویس گرا و شبکه را پر کند و آنها را گسترش دهد، با استدلال کردن با اطلاعات خارجی، یعنی اطلاعاتی که به صورت محلی در دسترس است و در جای دیگری در شبکه حساس است. این باعث می شود فرایند شناختی برای دستیابی به یک دید کلی از شبکه، که باید دستیابی به عملکرد بهتر به پایان برسد.

مقدمه

برای تمایز به روزرسانی های مربوطه از موارد غیر مرتبط، ما یک نمودار کنترل حرکت متوسط (EWMA) را به کار گرفتیم. به طور خلاصه، برای هر منبع اطلاعات یک نمودار کنترل کشیده شده است. مقدار کنترل شده برآورد مقدار میانگین محاسبه شده به عنوان EWMA از میانگین واقعی است، در حالی که محدودیت های کنترل بالا و پایین با انحراف استاندارد متناسب است. تنها زمانی که تخمین عبور از یکی از مرزها باشد، یک بروزرسانی ارسال می شود. عملکرد نهاد های عملگر و حسگر به ترتیب جمع کردن متغیرهای عمل و سنجش است. وظیفه اصلی آنها این است که به حداقل رساندن سربار ارتباطات، در حالی که حمایت از قابلیت شناختی شبکه. تمام گره ها باید به اصطلاح پروتکل مدیریت شناختی پیاده سازی شوند، که برای انتقال از طریق شبکه هر دو اطلاعات جمع آوری شده توسط متغیرهای حسابی و دستورات برای تغییر مجدد متغیرهای اجرا استفاده می شود.

Year: 2017

Publisher : IEEE

By : C. Facchini, F. Granelli