priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2026-69-3-225-232pribor-486Research ArticleСИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИSYSTEM ANALYSIS, MANAGEMENT AND INFORMATION PROCESSINGМаршрутизация в географических сетях с упорядочением сообщенийRouting in Geographical Networks with Message OrderingТюльниковВ. С.TyulnikovV. S.

Виктор Сергеевич Тюльников — аспирант; отдел математического и функционального программного обеспечения

Санкт-Петербург

Viktor S. Tyulnikov — Post-Graduate Student; Concern CSRI Elektropribor; Department of Mathematical and Functional Software

St. Petersburg

viktor.tyulnikov@gmail.comКонцерн «ЦНИИ „Электроприбор“»Concern CSRI Elektropribor202608042026693225232Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20262026Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/486

Представлен алгоритм маршрутизации, разработанный для применения в географических сетях. Основой предложенной процедуры является алгоритм Дейкстры, используемый для поиска кратчайшего пути в направленных графах. Для повышения эффективности доставки сообщений в сети предлагается дополнительный этап — предварительное упорядочение выходной очереди маршрутизатора, которое осуществляется на основе оптимальных правил, влияющих на скорость передачи данных. Критерием оптимальности в предлагаемом подходе служит минимум времени доставки сообщений, что является ключевым фактором в современных сетевых технологиях. Сформулированы правила упорядочения сообщений для разных сценариев, когда в очереди находятся как частично упорядоченные, так и неупорядоченные группы сообщений, что позволяет адаптировать алгоритм к различным условиям работы сети и повысить общую производительность системы. Приведены результаты моделирования, демонстрирующие, что внедрение предлагемого алгоритма приводит к значительному сокращению времени доставки сообщений по сравнению с традиционными методами маршрутизации. Это открывает новые возможности для разработки высокопроизводительных сетевых решений, способных эффективно справляться с растущими требованиями к скорости и надежности передачи данных в условиях современных информационных технологий.

A routing algorithm designed for use in geographic networks is presented. The basis of the proposed procedure is Dijkstra's algorithm, used to find the shortest path in directed graphs. To increase the efficiency of message delivery in the network, an additional stage is proposed — the preliminary ordering of the router's output queue, which is based on optimal rules that affect the data transfer rate. The criterion of optimality in the proposed approach is the minimum message delivery time, which is a key factor in modern network technologies. The rules of message ordering are formulated for different scenarios when there are both partially ordered and unordered groups of messages in the queue, which makes it possible to adapt the algorithm to different network conditions and improve overall system performance. The modeling results are presented, demonstrating that the implementation of the proposed algorithm leads to a significant reduction in message delivery time compared with traditional routing methods. This opens up new opportunities for the development of high-performance network solutions that can effectively cope with the growing demands for speed and reliability of data transmission in modern information technology.

телекоммуникационная сетьмаршрутизация сообщенийкратчайший путьгеографические сетивремя доставки сообщенийtelecommunication networkmessage routingshortest pathgeographical networksmessage delivery timeReferencesBekmezci I., Sahingoz O. K., Temel S. Flying Ad-Hoc Networks (FANETs): a survey // Ad-Hoc Networks. 2013. Vol. 11, iss. 3. P. 1254–1270.Bekmezci I., Sahingoz O.K., Temel S. Ad-Hoc Netw., 2013, no. 3(11), pp. 1254–1270.Hentati A. I., Fourati L. C. Comprehensive survey of UAVs communication networks // Comput. Stand. Interfaces. 2020. Vol. 72, art. 103451.Hentati A.I., Fourati L.C. Comput. Stand. Interfaces, 2020, vol. 72, art. 103451.Инзарцев А. В., Киселев Л. В., Костенко В. В., Матвиенко Ю. В., Павин А. М., Щербатюк А. Ф. Подводные робототехнические комплексы: системы, технологии, применение. Владивосток: Ин-т проблем морских технологий ДО РАН, 2018. 368 с.Inzartsev A.V., Kiselev L.V., Kostenko V.V., Matvienko Y.V., Pavin A.M., Shcherbatyuk A.F. Podvodnyye robototekhnicheskiye kompleksy: sistemy, tekhnologii, primeneniye (Underwater Robotic Complexes: Systems, Technologies, Applications), Vladivostok, 2018, 368 р. (in Russ.)Юхнин Е. Радиоуправляемые корабли и катера ВМФ // Морской сборник. 1999. № 4.Yukhinin E. Marine Collection, 1999, no. 4. (in Russ.)Франк М. О., Овчинников К. Д. Ретроспективный анализ проектных характеристик безэкипажных судов // Тр. Крыловского государственного научного центра. 2020. № 2. С. 160–164.Frank M.O., Ovchinnikov K.D. Proceedings of the Krylov State Research Center, 2020, Special Issue 2, pp. 160–164. (in Russ.)Слим М., Сайед М., Мазех Х., Шраим Х., Франсис К. Отказоустойчивое управление групповым полетом мультикоптеров // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29, № 2 (113).Slim M., Saied M., Mazeh H., Shraim H., Francis C. Gyroscopy and Navigation, 2021, no. 2(12), pp. 166–177.Поселенцева Д. Ю., Замятина Е. Б. Опыт исследования алгоритмов маршрутизации и передачи данных в adhoc-сетях // Вестн. Пермск. ун-та. 2019. № 4.Poselentseva D.Yu., Zamyatina E.B. Bulletin of Perm University, 2019, no. 4.Кулагин Г. И. Анализ особенностей и методов определения маршрутов доставки данных в беспроводных самоорганизующихся сетях на основе беспилотных летательных аппаратов // Вестн. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2023. № 1.Kulagin G.I. Bulletin of Bauman Moscow State Technical University. Series: Instrument Engineering, 2023, no. 1. (in Russ.)Кормен Т. Х., Лейзерсон Ч. И., Ривест Р. Л., Штайн К. Алгоритмы: построение и анализ. М.: Изд. дом „Вильямс“, 2010. 1296 с.Cormen Th.H., Leiserson Ch.E., Rivest R.L., Stein C. Introduction to Algorithms, The MIT Press, 2009, 1292 р.Корячко В. П., Перепелкин Д. А. Разработка и исследование математической модели многопутевой адаптивной маршрутизации в сетях связи с балансировкой нагрузки // Электросвязь. 2014. № 12.Koryachko V.P., Perepelkin D.A. Electrosvyaz, 2014, no. 12. (in Russ.)Rajasekaran K., Balasubramanian K. Energy Conscious based Multipath Routing Algorithm in WSN // Intern. Journal of Computer Network and Information Security (IJCNIS). 2016. Vol. 8, N 1. P. 27–34.Rajasekaran K., Balasubramanian K. Intern. J. of Computer Network and Information Security (IJCNIS), 2016, no. 1(8), pp. 27–34.Шувалов В. П., Вараксина И. Ю. Классификация методов многопутевой маршрутизации // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2014. Т. 8, № 1. С. 29–32.Shuvakov V.P., Varaksina I.Yu. T-Comm: Telecommunications and Transport, 2014, no. 1(8), pp. 29–32. (in Russ.)Новиков С. Н. Классификация методов маршрутизации в мультисервисных сетях связи // Вестн. СибГУТИ. 2013. № 1 (21). С. 57–67.Novikov S.N. Bulletin of SibGUITI, 2013, no. 1(21), pp. 57–67. (in Russ.)Богатырев В. А., Паршутина С. А. Модели многопутевой отказоустойчивой маршрутизации при распределении запросов через сеть // Вестн. компьютерных и информационных технологий. 2015. № 12 (138). С. 23–28.Bogatyrev V.A., Parshutina S.A. Bulletin of Computer and Information Technologies, 2015, no. 12(138), pp. 23–28. (in Russ.)Грузликов А. М., Колесов Н. В., Литуненко Е. Г., Скородумов Ю. М. Оптимизация информационных обменов в сети автономных абонентов // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2022. № 6.Gruzlikov A.M., Kolesov N.V., Litunenko E.G., Skorodumov Yu.M. TISU, 2022, no. 6. (in Russ.)Кузнецов К. А., Парамонов А. И., Мутханна А. С. А., Кучерявый А. Е. Модель и методы маршрутизации трафика в сети связи с использованием БПЛА // Тр. учебных заведений связи. 2024. Т. 10, № 4. С. 62–72.Kuznetsov K.A., Paramonov A.I., Muthanna A.S.A., Kucheryavy A.E. Proceedings of Educational Institutions of Communications, 2024, no. 4(10), pp. 62–72. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.