TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thông Đề tài Thiết Kế Phần Mềm Tính Toán Mạng Viễn Thông Giảng Viên Hướng Dẫn TS Trần Thị Ngọc L[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thông Đề tài: Thiết Kế Phần Mềm Tính Tốn Mạng Viễn Thơng Giảng Viên Hướng Dẫn: TS Trần Thị Ngọc Lan Học Kì: 20182 Nhóm: Mã Đề Tài : Nguyễn Xuân Lưu 20152346 ĐT 08 – K60 Nguyễn Phương Nam 20152577 ĐT 10 – K60 Bùi Thị Ngọc Ánh 20150211 ĐT 06 – K60 Hà Nội, 5-2019 Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thông – Nhóm – 20182 Yêu Cầu Đề Tài Đề 1: Cho mạng gồm 100 nút Khoảng cách nút tính khoảng cách đề Biết nút đặt cách ngẫu nhiên mặt phẳng kích thước 1200x1200 Sử dụng giải thuật MENTOR để tìm nút backbone nút truy nhập tương ứng với nút Backbone Biết W=2, R=0,35 dung lượng liên kết C=12 Biết lưu lượng nút i i+3 1, Lưu lượng nút i i+4 Lưu lượng nút i i +6 2, Lưu lượng nút 10 nút 34 10 Lưu lượng nút 35 67 14, lưu lượng nút 48 70 14, lưu lượng nút 18 76 10, lưu lượng nút 25 73 14 2.Sử dụng giải thuật E-W để tính truy nhập Với giả sử W=8, W8xi =2 với i=1 10 w khác =1 Đưa kết hình Hiệu chỉnh kết cho trường hợp giới hạn số nút truy nhập Nhận Xét Đánh Giá Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thơng – Nhóm – 20182 Lời Giới Thiệu Chúng em khóa sinh viên K60 theo học chuyên ngành kỹ thuật thông tin truyền thông viện điện tử viễn thông Môn học tổ chức quy hoạch mạng viễn thông môn học cuối mà chúng em học trường Càng năm học cuối, chúng em cảm thấy việc học tập trở nên dễ dàng thú vị Những kiến thức năm trước bổ sung cho năm sau, kì trước bổ sung cho kì sau Giống chơi trò chơi ghép tranh, mảnh ghép cuối kì diệu, đẹp thú vị Một kiệt tác hoàn thành, đáng trân trọng hi vọng! Dưới giảng dạy từ cô Trần Thị Ngọc Lan, nhà giáo thân thiện tâm huyết, chúng em học nhiều kiến thức, may mắn lớn đời sinh viên chúng em Xin chân thành cảm ơn cô, kiến thức học từ cô theo chúng em nhiều năm tháng Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thơng – Nhóm – 20182 Mục Lục Yêu Cầu Đề Tài Nhận Xét Đánh Giá Lời Giới Thiệu Mục Lục Danh Mục Hình Ảnh Danh Mục Bảng Biểu Danh Mục Từ Viết Tắt Phân Công Công Việc .6 Nội Dung Dẫn nhập 1.1 Tổng quan môn học [1] 1.2 Thuật toán MENTOR [2] 1.3 Thuật toán Esau Williams [3] 1.4 Phân tích yêu cầu đề tài Cơ sở lý thuyết 2.1 Thuật toán MENTOR 2.2 Thuật toán Esau Williams 13 Thiết kế 16 3.1 Sơ đồ khối 16 3.2 Topology Generator Module 17 3.3 Mentor Algorithm Module 17 3.4 Esau Williams Module 18 3.5 Lựa chọn môi trường phát triển 19 Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thơng – Nhóm – 20182 Mô 20 4.1 Kiểm thử hoạt động module 20 4.2 Thực thi tốn phân tích kết 21 4.3 Đóng gói chương trình viết hướng dẫn sử dụng 25 Kết Luận 26 Danh Mục Tài Liệu Tham Khảo 27 Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thơng – Nhóm – 20182 Danh Mục Hình Ảnh Hình 3.1 Sơ đồ khối chức 16 Hình 4.1 Các nút tạo với vị trí ngẫu nhiên 21 Hình 4.2 Tìm Backbone 21 Hình 4.3 Tìm truy nhập 22 Hình 4.4 Các nút tạo với vị trí 22 Hình 4.5 Tìm Backbone 23 Hình 4.6 Tìm truy nhập 23 Hình 4.7 Tìm nút backbone 24 Hình 4.8 Tìm truy nhập 24 Danh Mục Bảng Biểu Bảng 3.1 Thuộc tính liệu nút 17 Bảng 3.2 Thủ tục thuật toán MENTOR 18 Bảng 3.3 Thủ tục thuật toán Esau William 19 Danh Mục Từ Viết Tắt Từ Viết Tắt EW NW TH btl IEEE IBM IDE Tiếng Anh Esau Williams Normalized Weight Institute of Electrical and Electronics Engineers International Business Machines Integrated Development Environment Tiếng Việt Tên thuật tốn Esau Williams Trọng số chuẩn hóa Thỏa hiệp Bài tập lớn Hiệp hội kỹ sư điện điện tử Tên tập đồn cơng nghệ máy tính Mỹ Mơi trường phát triển (phần mềm) tích hợp Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thông – Nhóm – 20182 Phân Cơng Cơng Việc STT NV_1 NV_2 NV_3 NV_4 NV_5 NV_6 NV_7 NV_8 NV_9 NV_10 Nhiệm Vụ Tổng quan tổ chức quy hoạch mạng viễn thông (mục tiêu môn học, tham khảo slide cô) Giới thiệu thuật tốn mentor (mục đích,lịch sử, ứng dụng) Giới thiệu thuật tốn esau william(mục đích,lịch sử, ứng dụng) Các bước thực thuật toán mentor kèm ví dụ (trình bày lại ví dụ lớp) Các bước thực thuật tốn esau william kèm ví dụ ( trình bày lại ví dụ lớp) Phân tích yêu cầu đề tài btl thành ý chi tiết Triển khai thuật tốn ngơn ngữ lập trình python Xây dựng chương trình Xây dựng giao diện hiển thị cho chương trình Tổ chức, giám sát kiểm sốt hoạt động nhóm Người Thực Hiện Bùi Thị Ngọc Ánh Bùi Thị Ngọc Ánh Bùi Thị Ngọc Ánh Nguyễn Phương Nam Nguyễn Phương Nam Nguyễn Phương Nam Nguyễn Xuân Lưu Nguyễn Xuân Lưu Nguyễn Xuân Lưu Nguyễn Xuân Lưu Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thông – Nhóm – 20182 Nội Dung Dẫn nhập 1.1 Tổng quan môn học [1] Đối với kỹ sư điện tử viễn thông chuyên ngành kỹ thuật thông tin truyền thông, học phần Tổ chức quy hoạch mạng viễn thông cung cấp kiến thức sau: Cung cấp kiến thức tổng quan mạng viễn thông, mạng cung cấp dịch vụ viễn thông, Các công nghệ viễn thông mới, xu hướng phát triển mạng … Miêu tả kỹ thuật giải pháp thích hợp để thiết kế loại mạng khác Đưa phương pháp để đánh giá thiết kế mạng 1.2 Thuật toán MENTOR [2] Thuật toán định tuyến MENTOR thuật toán để sử dụng việc định tuyến mạng xương sống Nó phát triển Aaron Kershenbaum, Parviz Kermani George A Grove xuất IEEE vào tháng năm 1991 với báo tiêu đề “MENTOR an algorithm for mesh network topological optimization and routing” IEEE Transactions on Communications Journal Thuật toán đời tạo chế xây dựng mạng xương sống với độ phức tạp tính tốn giảm xuống, giảm thời gian tính tốn thiết kế mạng đáng kể (theo nhóm tác giả gấp hàng trăm lần phương pháp thời giờ) Nguyên năm 1991 máy vi tính thời chưa cho hiệu tính tốn mơ cao Đồng thời, thuật tốn xây dựng thành cơng mạng có chi phí thấp, hiệu cao liên kết dung lượng lớn 1.3 Thuật toán Esau Williams [3] Thuật toán Esau Williams hai nhà khoa học Esau Williams đề xuất năm 1966 báo mang tên “A method for approximating the optimal network” IBM System Journal Trong báo có đoạn viết “A teleprocessing system may include many low-speed terminals at great distances from the computing center Specification of a communication network for connecting the remote terminals to the central computer Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thơng – Nhóm – 20182 constitutes an important design problem An iterative method for obtaining an approximate solution to an optimum network is presented The method assumes that an acceptable line utilization factor is given.” [3] Mục tiêu thuật toán tạo mạng truy nhập có hiệu cao dựa việc tính hàm thỏa hiệp 1.4 Phân tích yêu cầu đề tài Dựa u cầu đề tài, nhóm định chia cơng việc thành pha Pha 1: Tìm hiểu kiến thức dẫn nhập môn học lịch sử, ứng dụng sở lý thuyết sử dụng tập lớn Pha 2: Củng cố sở lý thuyết học lớp để làm tảng cho việc thiết kế, triển khai tập lớn Pha 3: Thiết kế phần mềm để thực thi yêu cầu tập lớn Kế đó, trực tiếp triển khai thiết kế lên môi trường phát triển phần mềm để thực hóa thiết kế Riêng pha thứ chia thành pha ứng với ý nhỏ đề tài tập lớn Pha 1: Tạo thông tin nút mạng, cập nhật thông tin khởi tạo Pha 2: Dựa liệu pha 1, chạy thuật toán MENTOR Pha 3: Dựa liệu pha 2, chạy thuật toán Esau Williams Tổ Chức Quy Hoạch Mạng Viễn Thông – Nhóm – 20182 Cơ sở lý thuyết 2.1 Thuật toán MENTOR Thuật toán MENTOR nhằm xác định nút Backbone nút truy nhập nút Backbone Thực thuật toán qua bốn bước sau [4]: Bước 1: Xác định nút Backbone dựa ngưỡng lưu lượng Bước 2: Tính giá trị Maxcost Bước 3: Xác định nút truy nhập nút Backbone tìm Bước 4: Xác định nút Backbone nút truy nhập cho nút lại dựa giá trị thưởng Dưới trình bày chi tiết bước thực 1.1 Xác định nút Backbone dựa ngưỡng lưu lượng Trọng số nút W(i) tổng lưu lượng vào nút Liên kết dung lượng C W ( i) Trọng số chuẩn hóa nút i NW (i)= C Nếu nút i có NW (i)>W nút i chọn nút Backbone, với W tham số cho trước 1.2 Tính MaxCost Maxcost =Maxcost (Ni ,N j) 1.3 Xác định nút truy nhập nút Backbone tìm Bán kính mạng truy nhập: Cost ( Ni )