(TIỂU LUẬN) báo cáo bài tập lớn QUY HOẠCH và QUẢN lý MẠNG VIỄN THÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ MẠNG VIỄN THƠNG Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 10 Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN THỊ NGỌC LAN Hà Nội, 12-2021 LỜI NĨI ĐẦU Ngay nay, mạng viễn thơng vơ cùng phát triển Pháá́t minh hệ thống điện tín điện thoạạ̣i cáá́ch mạạ̣ng hoáá́ cáá́c phương tiện thông tin truyền thông Hệ thống thông tin viễn thông xem cáá́c phương tiện kinh tế có đểể̉ trao đổi tin tức số liệu Không những thê song song với pháá́t triểể̉n, tăng trưởng kinh tế việc hình thành cáá́c phương tiện cần thiết cho viễn thơng trở nên phức tạạ̣p có u cầu kỹ thuật cao nhằm đáá́p ứng nhu cầu tăng cáá́c dịch vụ có chất lượng cao dịch vụ viễn thơng tiên tiến Do việc tổ chức mạạ̣ng viễn thông nhằm tạạ̣o mạạ̣ng viễn thơng có đủ khả đáá́p ứng cáá́c u cầu đóng vai trị quan trọng Viêc tổ chức mạạ̣ng lưới pháá́t triểể̉n trở thành phần quan trọng xã hội thông tin hoáá́ cao tương lai MSLA thuật toáá́n sử dụng việc thiết kế topology cho mạạ̣ng Do cịn nhiều hạạ̣n chế nên chương trình mang tính chất mơ phỏng, cáá́c giả thiết, điều kiện chưa thểể̉ giống hoàn toàn yêu cầu thực tế giúp nắm quáá́ trình xây dựng topology cho mạạ̣ng viễn thơng Trong quáá́ trình tìm hiểể̉u đề tài, tâp có nhiều khó khăn nhờ hướng dẫn tận tình TS.Trần Thị Ngọc Lan nỗ lực tất cáá́c thành viên mà nhóm chúng em hồn thành đề tài Tuy nhiên, khơng thểể̉ tráá́nh khỏi sai sót.trong quáá́ trình tìm hiểể̉u đề tài, chúng em mong nhận góp ý từ đểể̉ chúng em có thểể̉ hồn thiện đề tài nói riêng mơn học Quy hoạạ̣ch quản lý mạạ̣ng viễn thơng nói chung Chúng em xin chân thành cảm ơn cô! Nhom sinh viên thưc hiên Nhom 10 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH VẼ .ii DANH MỤC BẢNG BIỂU .iii CHƯƠNG GIẢI THUẬT MLSA 1.1 Đặt vấn đề .4 1.2 Một số khái niệm 1.2.1 Hàm tiền bối (Predecessor) 1.3 Các đại lượng sử dụng 1.4 Một số thuật toán sở 1.4.1 Bài toáá́n tối thiểể̉u nhỏ 1.4.2 Thuật toáá́n Esau-Williams 1.4.3 Giải thuật Sharma 1.5 Giải thuật MLSA CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 2.1 Yêu cầu 2.2 Kết qua mô phỏng: CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .11 3.1 Trường hợp 11 3.2 Trường hợp 11 3.3 Trường hợp 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO .12 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT C CMST Capacitated Minimum Spanning Tree Problem E E-W Esau-Williams M MSLA Multi-speed Local Access P Pred Predecessor i DANH MỤC HÌNH VẼ Hinh Vi du vê ham tiên bôi Hinh : Kêt qua mô phong yêu câu Hinh 3: Kết mô yêu cầu Hinh 5: Kết mô yêu cầu 10 ii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Giải thuật MLSA Bảng 2: Chú thích 10 iii CHƯƠNG GIẢI THUẬT MLSA Trong Chương 1, chúng em trình bày lý thuyết liên quan tới giải thuật MLSA số kháá́i niệm liên quan 1.1 Đặt vấn đề Sự bùù̀ng nổ truyền dẫn thông tin kéo theo pháá́t triểể̉n mạạ̣ng viễn thông Với số lượng người sử dụng ngày cao, phạạ̣m vi phủ sóng rộng lớn từù̀ cáá́c khu vực thành thị tới nông thôn miền núi kéo theo độ phức tạạ̣p mạạ̣ng viễn thông Do cáá́c giải thuật đơn giản Dijkstra, Krushal, CMST, Esau-Williams, khơng cịn phùù̀ hợp đểể̉ xây dựng mơ hình mạạ̣ng nhiều tốc độ nhiều liên kết Giải thuật MLSA đời nhữữ̃ng giải thuật giúp giải toáá́n đa tốc độ đa liên kết 1.2 Một số khái niệm 1.2.1 Hàm tiền bối (Predecessor) Cây T băt nguồn từ môt nut Gôc (Root) đươc biểu diên bơi môt ham tiên pred: V → V các tâp các đỉnh Yêu câu: Pred (Root) = Root Pred(N) # N vơi bât ki nut N nao Đôi vơi bât kỳ nut N nao, tờn tại n>0 cho Ví dụ: Hình Ví dụ vê hàm tiên bôi = Root bôi 1.3 Các đại lượng sử dụụ̣ng - Tập cáá́c nút N0, N1, …, Nn Tập cáá́c trọng số cho nút (w1, …, wn) Tập cáá́c loạạ̣i đường L1, L2, …, Lm Dung lượng W1, W2, …, Wm Ma trận giáá́ thành C(i,j,k) cho giáá́ liên kêt loạạ̣i Lk giữữ̃a Ni Nj 1.4 Một số thuật toán sở Dưới số thuật toáá́n áá́p dụng cho mạạ̣ng tốc độ trung tâm 1.4.1 Bài toán tối thiểu nhỏỏ̉ Cho: - Nút trung tâm N0 Tập cáá́c nút kháá́c (N1, N2, … Nn) Tập cáá́c trọng số cho nút (w1, …, wn) Dung lượng liên kết W Ma trận giáá́ thành Cost(i,j) Tìm - Tập cáá́c T1, …, Tk Sao cho: Mỗi Ni thuộc Tj Tj có chứa N0 Thoả mãn mối quan hệ sau: ∑ wi=W iϵ T j, i>0 ∑ ∑ Const (end l1 , end l2 ) Trees l ∈Links Các bươc thưc hiên: - Sắp xếp cáá́c cạạ̣nh theo thứ tự giáá́ tăng dần Lấy cạạ̣nh có giáá́ nhỏ khỏi danh sáá́ch xếp Thêm cạạ̣nh vào kết cạạ̣nh không nối hai nút nối rồù̀i thêm cạạ̣nh vào không vượt quáá́ giới hạạ̣n dung lượng Quay trở lạạ̣i bước 1.4.2 Thuật toán Esau-Williams Ly thuyêt vê Esau-Williams: - Esau-Williams tạạ̣o bao trùù̀m có trọng số Sử dụng hàm thoả hiệp Xây dựng nhữữ̃ng “ tốt” Thuât toán Esau-Williams gồm các bươc: - Mỗi bắt đầu từù̀ nút Tính hàm thoả hiệp cho nút Thoả hiệp(Ni) = minj[Cost(Ni,Nj)] –Cost (Comp(Ni), N0) - Nếu thoả hiệp âm, việc ghép lạạ̣i có lợi Càng giáá́ trị âm có lợi Việc ghép chỉể̉ phép W(Comp(Ni) ) +W(Comp(Nj) ) < W 1.4.3 Giải thuật Sharma Giải thuật Sharma kháá́ thích hợp cho việc mơ hình hóa mạạ̣ng viễn thơng thực tế Cáá́c bước thực hiện: - Tính góc qs từù̀ site S đến site trung tâm C Nếu S C có cùù̀ng toạạ̣ độ, ta đặt qs = - Sắp xếp góc qs - Bắt đầu với site S1, tạạ̣o tập cáá́c nút theo chiều kim đồù̀ng hồù̀ ( ngược chiều kim đờù̀ng hờù̀) từù̀ S1 - Tập hồn chỉể̉nh thêm nút có Ssetw(site) > W - Tập bắt đầu với nút - Thiết kế kết thúc xây dựng MST tập có thêm nút trung tâm C 1.5 Giải thuật MLSA Giả thiết: - Tập cáá́c nút N0, N1, …, Nn - Tập cáá́c trọng số cho nút (w1, …, wn) - Tập cáá́c loạạ̣i đường L1, L2, …, Lm - Dung lượng W1, W2, …, Wm - Ma trận giáá́ thành C(i,j,k) cho giáá́ liên kêt loạạ̣i Lk giữữ̃a Ni Nj Tìm có gốc tạạ̣i N0 với ấn định liên kết cho: Scon cháá́u(N) w(i) < WLink(N, pred(N)) Và SLinksc(end1L, end2L, typeL) nhỏ STT Bước 1: Ấn Bước 2: Với Bước 3: Tính nối • • Bước 4: Thê Bước 5: Xây CHƯƠNG KẾT QUẢ MƠ PHỎNG Trong Chương 2, chúng em trình bày kết mô giải thuật MLSA đểể̉ giải toáá́n đề số 2.1 Yêu cầu Cho mạạ̣ng truy nhập gồù̀m 100 nút Cáá́c nút đặt cáá́ch ngẫu nhiên mặt phẳng kích thước 1000x1000 Trong mạạ̣ng có loạạ̣i liên kết: Liên kết có lưu lượng giáá́ liên kết tính round (0.2x khoảng cáá́ch đề cáá́c) Liên kết có lưu lượng 10 giáá́ liên kết tính round (0.4x khoảng cáá́ch đề cáá́c) Liên kết có lưu lượng 20 giáá́ liên kết tính round (0.6x khoảng cáá́ch đề cáá́c) Hãy dung giải thuật MSLA đểể̉ tìm truy nhập.Biết nút trung tâm nút Lưu lượng nút W1=W18=W48=5, W17=W25=3, W79=W53=2, W4=W33=W55=8 cáá́c nút kháá́c trọng số Trong trường hợp mạạ̣ng có thêm liên kết có lưu lượng 30 giáá́ liên kết tính round (0.7x khoảng cáá́ch đề cáá́c) giáá́ kết thay đổi nào? Hiệu chỉể̉nh kết cho trường hợp giới hạạ̣n số nút 2.2 Kết qua mô phỏng: Đề xuất: Sử dụng thêm nút có trọng số 20 cáá́c nút:5,10,20 đểể̉ dễ dàng thấy rõ kết thuật toáá́n 1.Trường hợp Hình : Kết qua mô phỏng yêu câu 2.Trường hợp Hình 3: Kếế́t mô phỏỏ̉ng yêu cầu 3.Trường hợp Hìì̀nh 4: Kếế́t mơ phỏỏ̉ng u cầu Chú thích: Bảng 2: Chú thíế́ch Loạạ̣i liên kết Loạạ̣i Loạạ̣i Loạạ̣i Loạạ̣i 10 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.1 Trường hợp Ta thấy thuật toáá́n triểể̉n khai thành công đa truy nhập Cáá́c có nhiều nút, lưu lượng liên kết tăng dần phía gốc Cáá́c nút có lưu lượng lớn tương ứng với cáá́c liên kết có lưu lượng đáá́p ứng đủ 3.2 Trường hợp Tương tự trường hợp 1: Sau thêm ba nút 5,15,20 có lưu lượng lớn (20) ta thấy xuất cáá́c liên kết màu lam => thuật toáá́n nhận cáá́c nút có lưu lượng lớn triển khai liên kết đủ đểể̉ đáá́p ứng yêu cầu Do giáá́ truy nhập phụ thuộc vào khoảng cáá́ch cáá́c điểể̉m, mà theo yêu cầu đề bài, cáá́c nút đặt cáá́ch ngẫu nhiên dẫn đến giáá́ truy nhập thay đổi theo từù̀ng trường hợp => chỉể̉ có thểể̉ đáá́nh giáá́ cáá́ch tương đối thêm liên kết 4, giáá́ truy nhập tăng lên 3.3 Trường hợp Dưa kêt qua cua thuât toán, ta thây đươc giơi hạn sô nut cua môi đa băng 4, tương ưng vơi đa liên kêt đươc thiêt lâp, tương đương vơi viêc tông sô nut cha va cua môt nut bât ki môt đa băng Kết mô đạạ̣t u cầu khơng có có nhiều nut 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bai giang môn Quy hoạch va quản lý mạng viên thông, giang viên TS Trân Thi Ngoc Lan, viên Điên Tư - Viên Thông, trương Đại hoc Bách Khoa Ha Nôi [2] https://slideplayer.com/slide/4168453/ truy cập lần cuối 20h, 26/05/2021 BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Họ tên PHẠM THỊ ĐĂNG LÊ THỊ MÂY VŨ TRỌNG TỚI VŨ THỊ THU TRANG HOÀNG QUỐC VIỆT 12 ... Ngay nay, mạng viễn thông vô cùng phát triển Pháá́t minh hệ thống điện tín điện thoạạ̣i cáá́ch mạạ̣ng hoáá́ cáá́c phương tiện thông tin truyền thông Hệ thống thông tin viễn thông xem cáá́c... thiết cho viễn thông trở nên phức tạạ̣p có yêu cầu kỹ thuật cao nhằm đáá́p ứng nhu cầu tăng cáá́c dịch vụ có chất lượng cao dịch vụ viễn thông tiên tiến Do việc tổ chức mạạ̣ng viễn thơng... riêng mơn học Quy hoạạ̣ch quản lý mạạ̣ng viễn thơng nói chung Chúng em xin chân thành cảm ơn cô! Nhom sinh viên thưc hiên Nhom 10 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT