90C27 Combinatorial optimization
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"`Volkssport Sudoku"' titelt der Stern in seiner Ausgabe vom 24. Mai2006. In der Tat traut sich derzeit kaum noch eine Zeitung, ohne Sudoku zu erscheinen. Die Begeisterung am Lösen dieser Zahlenrätsel offenbart eine unvermutete Freude am algorithmischen Arbeiten. Mathematisch kann man Sudokus als lineare diophantische Gleichungssysteme mit Nichtnegativitätsbedingungen formulieren. Solche ganzzahligen linearen Programme sind die wichtigsten Modellierungswerkzeuge in zahlreichen Anwendungsgebieten wie z.B. der Optimierung von Telekommunikations- und Verkehrsnetzen. Moderne Verfahren zur Lösung dieser Optimierungsprobleme sind durch Sudokus allerdings deutlich weniger zu beeindrucken als Zeitungsleser.
Most data networks nowadays use shortest path protocols to route the traffic. Given administrative routing lengths for the links of the network, all data packets are sent along shortest paths with respect to these lengths from their source to their destination. In this paper, we present an integer programming algorithm for the minimum congestion unsplittable shortest path routing problem, which arises in the operational planning of such networks. Given a capacitated directed graph and a set of communication demands, the goal is to find routing lengths that define a unique shortest path for each demand and minimize the maximum congestion over all links in the resulting routing. We illustrate the general decomposition approach our algorithm is based on, present the integer and linear programming models used to solve the master and the client problem, and discuss the most important implementational aspects. Finally, we report computational results for various benchmark problems, which demonstrate the efficiency of our algorithm.