Inżynieria ruchu (ang. traffic engineering, skrót TE) w sieciach teleinformatycznych zajmuje się oceną oraz optymalizacją wydajności eksploatowanych sieci danych. Inżynieria ruchu wykorzystuje technologie i naukowe prawa dla pomiaru, wyznaczania charakterystyki, modelowania i sterowania ruchu internetowego [rfc-2702].

Udoskonalanie wydajności eksploatowanych sieci, na obu poziomach, zarówno poziomie ruchu (przepływu danych) jak i poziomie zasobów, jest głównym zadaniem inżynierii ruchu (traffic engineering). Jest to osiągane przez określanie i stosowanie zorientowanych na ruch wymagań wydajnościowych, aż do ekonomicznego i niezawodnego wykorzystania zasobów sieciowych. Te zorientowane na ruch pomiary wydajnościowe obejmują opóźnienia, wahania opóźnienia, stratę pakietów oraz szybkość przesyłania danych.

Ważnym zadaniem inżynierii ruchu (traffic engineering) jest także ułatwienie niezawodnego działania sieci. Może być ono ułatwione przez wprowadzenie mechanizmów zwiększających integralność sieci oraz przez ustanowienie reguł kładących nacisk na żywotność sieci. Daje to w rezultacie minimalizację podatności na uszkodzenia sieci, a co za tym idzie, zmniejszenie przestojów usług, powstających w wyniku błędów, uszkodeń i awarii infrastruktury sieciowej.

Internet, jako globalna sieć teleinformatyczna, istnieje w celu przekazywania informacji od węzła źródłowego do węzła przeznaczenia. W związku z tym, jedną z najbardziej znaczących funkcji wykonywanej przez Internet, jest routing ruchu od węzła wejściowego (pierwszy węzeł sieci uczestniczący w przekazywaniu informacji) do węzła wyjściowego (ostatni węzeł sieci uczestniczący w przekazywaniu informacji). Dlatego też, jedną z bardziej charakterystycznych funkcji inżynierii ruchu w sieci Internet, jest sterowanie i optymalizacja działania routingu tak, aby w najbardziej efektywny sposób kierować ruchem w sieci.

Z drugiej jednak strony, jest to wszakże wydajność sieci postrzegana przez użytkowników końcowych korzystających z usług sieciowych (np.: http, ftp, streaming, itp.), co w rzeczywistości jest najważniejsze. Ten właśnie aspekt, czyli charakterystyka sieci widziana przez użytkowników, jest najważniejszą właściwością sieci, gdyż jest on oceną efektywności i wydajności sieci jako układu przenoszącego informacje między użytkownikami.

W związku z tym, dostawcy usług (ISP - Internet Service Provider) muszą wziąć pod uwagę powyższy aspekt w trakcie optymalizacji sieci pod względem wydajności. Zły wybór miar wydajności w czasie optymalizacji, może spowodować osiągnięcie lokalnych celów takiego dostawcy, natomiast może mieć katastroficzne skutki dla efektywności całej sieci, a w związku z tym dla jakości usług postrzeganych przez użytkowników końcowych określonych usług sieciowych.

Praktyczną zaletą systematycznego wdrażania inżynierii ruchu (traffic engineering) w eksploatowanych sieciach jest pomoc w identyfikowaniu zarówno celów strukturalnych jak i priorytetów udoskonalania jakości usług dostarczanych użytkownikowi końcowemu. Zastosowanie inżynierii ruchu pomaga w pomiarze i analizie osiągania tych celów.

Aspekty optymizacji w inżynierii ruchu (traffic engineering) mogą być osiągane przez zarządzanie przepustowością i zarządzanie ruchem. Zarządzanie przepustowością zawiera planowanie przepustowości, sterowanie routingiem i zarządzanie zasobami. Zasoby sieciowe obejmują szerokość pasma łącza, wielkość buforu i zasoby obliczeniowe (szybkość przetwarzania). Natomiast zarządzanie ruchem obejmuje funkcje sterowania ruchem w węźle, takie jak dopasowywanie ruchu, zarządzanie kolejkami, selekcjonowanie zasobów oraz inne funkcje, które regulują przepływ danych przez sieć albo przyznają dostęp do zasobów sieciowych różnym pakietom lub różnym strumieniom ruchu.

Cele optymizacyjne inżynierii ruchu (traffic engineering) w sieci Internet powinny być rozpatrywane jako ciągły i powtarzający się proces usprawniania wydajności sieci. W związku z tym inżynieria ruchu wymaga ciągłego rozwijania nowych technologii i nowych metodologii udoskonalania wydajności. Optymizacja z wykorzystaniem inżynierii ruchu może mieć różne wyznaczniki, które będą zależały od pojawiających się nowych technologii. Różne sieci mogą mieć różne cele do osiągnięcia w optymizacji sieci, zależne od modelu biznesowego oraz zdolności eksploatacyjnych.

W związku z tym, aspekty optymalizacyjne inżynierii ruchu (traffic engineering) powinny być rozważane z perspektywy sterowania, które może być proaktywne lub reaktywne. W przypadku proaktywnym, system sterowania inżynierii ruchu uruchamia czynności prewencyjne, aby zapobiec powstawaniu problemów w przyszłości. Może wprowadzić również bardziej doskonałe akcje, wprowadzające bardziej pożądane w przyszłości stany. W działaniu reaktywnym, system sterowania odpowiada korekcyjnie i czasem adaptacyjnie na zdarzenia, które już wystąpiły w sieci.

Sterowanie w inżynierii ruchu (traffic engineering) ma wiele wymiarów, gdyż reaguje na zaistniałe zdarzenia w sieci na wielu poziomach rozwiązań tymczasowych. Pewne aspekty zarządzania przepustowością, takie jak jej planowanie, mają swój wymiar wielopoziomowy, liczony od dni do kilku lat, gdyż szybko zmienia się zapotrzebowanie na nią. Wprowadzenie automatycznie przełączanych, optycznych sieci transportowych (np. w oparciu o Multi-Protocol Lambda Switching - MPlS) może znacząco zredukować cykl życia dla planowania przepustowością, dzięki usprawnieniu sposobu rezerwacji i zaopatrywania w pasmo optyczne. Funkcje sterowania routingiem działają na średnich poziomach rozwiązań tymczasowych, liczonych od milisekund do dni. Ostatecznie, funkcje przetwarzania na poziomie pakietów (np, kształtowanie przepływności łącza, zarządzanie kolejkami i planowanie harmonogramów) działają na bardzo niskim poziomie rozwiązań tymczasowych, liczonych od pikosekund do milisekund w celu szybkiego reagowania na rzeczywiste, statystyczne zachowanie się ruchu.

Podsystemy sterowania inżynierią ruchu (traffic engineering) zawierają: zwiększanie przepustowości, sterowanie routingiem, sterowanie ruchem oraz sterowanie zasobami (łącznie ze sterowaniem politykami usług na elementach sieciowych). Jeśli, dla przykładu, zaistnieje potrzeba zwiększenia przepustowości sieci w związku z taktycznymi celami, może być pożądane obmyślenie takiego planu, który przyśpieszy zaopatrzenie określonej szerokości pasma, jednocześnie minimalizując koszt instalacji.

System sterowania w inżynierii ruchu (traffic engineering) wykorzystuje jako wejścia parametry stanu sieci, parametry polityk (reguł) oraz parametry decyzyjne. Głównym wyzwaniem TE (inżynierii ruchu) jest doprowadzenie do stanu automatycznego sterowania, czyli osiągnięcia zdolności szybkiego i efektywnego adoptowania się do znaczących zmian w sieci, wciąż utrzymując jej stabilność.

Innym krytycznym wymiarem inżynierii ruchu (traffic engineering) jest oszacowanie wydajności sieci, co jest ważne dla oceny efektywności stosowanych metod TE oraz dla monitorowania i weryfikowania zgodności z celami jakie wyznaczono do osiągnięcia określonej wydajności sieci. Rezultaty oszacowania wydajności mogą byś używane do identyfikowania istniejących problemów, kierowania reoptymalizacją sieci oraz pomagają w przewidywaniu potencjalnych problemów w przyszłości.

Oszacowanie wydajności może zostać osiągnięte na wiele różnych sposobów. Najbardziej godne uwagi techniki zawierają metody analityczne, symulacyjne oraz empiryczne, bazujące na pomiarach. Kiedy stosujemy metody analityczne lub symulacyjne, to węzły sieciowe i łącza muszą być modelowane w celu uchwycenia odpowiednich cech eksploatacyjnych, takich jak topologia sieci, szerokość pasma, wielkość buforów, węzłowe reguły usług (planowanie łączy, priorytetyzowanie pakietów, zarządzanie buforami, itp.). Analityczne modele ruchu mogą być używane do opisywania cech dynamicznych ruchu i jego zachowania się, m.in. wybuchowość, rozkład prawdopodobieństwa i zależności.

W praktyce oszacowanie wydajności sieci może być skomplikowane, toteż stosuje się liczne techniki dla uproszczenia analizy, takie jak abstrakcja, dekompozycja i aproksymacja. Przykładowo, uproszczone pojęcia takie jak efektywna szerokość pasma i efektywna wielkość buforu, mogą być użyte do aproksymacji zachowania się węzła sieci na poziomie pakietów i uproszczenia analizy na poziomie połączeń sieciowych. Techniki analizy sieci, używające modelów kolejek i schematów aproksymacji bazujących na technikach asymptotycznych i dekompozycyjnych mogą przedstawiać analizę w bardziej przystępny sposób.