Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật tập hợp chùm đến điều khiển cửa sổ tcp

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO DAI HOC HUE

TRUONG DAI HOC KHOA HOC

TRAN THI THU HANG

NGHIEN CUU ANH HUONG CUA

KY THUAT TAP HOP CHUM DEN

DIEU KHIEN CUA SO TCP

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC CONG NGHE THONG TIN

Trang 2

1

PHAN MO DAU > Ly do chon dé tai

Cùng với sự phát triển nhanh về số lượng người dùng và các ứng dụng truyền thông đa phương tiện, một nhu cầu về trao đổi thông tin tốc độ cao đã được đặt ra đối với cơ sở hạ tầng Internet hiện nay cần có những thay đổi căn bản Mạng truyền dẫn quang với những kỹ thuật truyền tin tiên tiến, là một giải pháp hữu hiệu nhất có thê đáp ứng những yêu câu hiện tại và cả trong tương lai

Nếu xét về kiểu truyền thông và chuyển mạch thì có 2 loại truyền thông quang chính: mạng chuyển mạch kênh quang và mạng chuyển mạch gói quang, trong đó mạng chuyên mạch gói quang sẽ hiệu quả hơn về mặt sử dụng băng thông của các sợi truyền dẫn quang và linh hoạt hơn trong điều khiển và xử lý tắc nghẽn Tuy nhiên do những giới hạn về công nghệ quang như chưa thể sản xuất các bộ đệm quang tương

tự bộ nhớ RAM và chưa thể sản xuất các bộ chuyền mạch quang tốc độ nhanh (nano

giây) nên mô hình chuyên mạch gói quang chưa thể triển khai trong một tương lai gần Một mô hình lai, mạng chuyển mạch chim quang (Optical Burst Switching -

OBS), cd thé dung hòa được những ưu và nhược điểm của hai loại chuyền mach kia,

đã được để xuất và là công nghệ có thê triển khai và đáp ứng được nhu cầu băng thông trong một tương lai gân

TCP là giao thức vận chuyên phổ biến nhất trên mạng Internet và có thê vẫn như vậy trong những năm tới Trong khi đó, với việc triển khai rộng rãi các đường trục quang và sự trưởng thành của các mô hình mạng chuyên mạch chùm quang gần đây [1][2] một kết hợp của mạng Internet và cơ sở hạ tầng truyền thông OBS bên dưới có thể là xu hướng tiếp theo Một nhu cầu cấp thiết được đặt ra là cần nghiên

cứu hiệu năng của việc kết hợp TCP với mạng OBS (TCP-over-OBS) Trong luận

văn này tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật tập hợp chùm dẫn cơ chế điều khiển của số TCP” làm đề tài nghiên cứu của mình

> Mục đích của đề tài

Trang 3

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan:

Đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu, trích dẫn, kết quả thực nghiệm và cài đặt được trình bày trong luận văn là trung thực và có nguồn góc rõ ràng

Học viên

Trang 4

Lời Cảm Ơn

Để hoàn thành được luận văn này, trước tiên, tôi xin bày tỏ sự cảm ơn tới Ban giám hiệu, phòng quản lý sau Đại học và quý Thầy Cô khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Võ Viết Minh Nhật, Ban Đào tạo - Đại học Huế đã định hướng nghiên cứu cho tôi, tận tình hướng dẫn, dìu dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân đã

động viên; và sự quan tâm chia sẻ của các bạn học cùng chính là động lực giúp tơi hồn thành khóa học và luận văn này

Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi những

thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý Thầy Cô và những người quan

tâm

Xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Trang 5

DANH MUC CAC CHU VIET TAT Tw viét tat ACK BDP BCP BFUC BFUC-VF BHP DIR DTWR DWDM FDL FFUC FFUC-VF INI JET JIT LAUC LAUC-VF LAUT LUUC-VF Max-EV Min-EV MUUC-VF NACK O/E/O OBS Từ đầy đủ Acknowledged Burst Data Packet Burst Control Packet

Best Fit Unscheduled Channel

Best Fit Unscheduled Channel with void filling Burst Header Packet

Destination Initiated Reservation Dynamic Two Way Reservation

Density Wavelength Division Multiplexing Fiber Delay Line

First Fit Unscheduled Channel

First Fit Unscheduled Channel with Void Filling Intermediate Node Initiated Reservation

Just Enough Time Just In Time

Lastest Available Unscheduled Channel

Latest Available Unscheduled Channel with Void Filling Latest Available Unscheduled Time

Least-Used Unscheduled Channel with Void Filling Maximum End Void

Minimum End Void

Most-Used Unscheduled Channel with Void Filling Not Acknowledged

Trang 6

41 —— _ ( n0 fs n0) } _————ở % a Se, 7 Obs port TS j Classifier Ụ \ i \ Z Core \ x Eee \ (Classifier + \ (Cassifler + \ en | cd | Node entryÍ — eS + | | 0Ì dmux> Res \ } | —x{ } entry_\ ` | L | | Ị entry_| ` | \classifier_ 7 \classifier_ \ / / \ ° _ / Hình 3.5: Cầu trúc núi biên Hình 3.6: Cầu trúc mút lối 3.1.2.2 Liên kết

Các liên kết quang được thiết cho phép truyền tải ở 2 chế độ đơn công và song công Một số tham số được bổ sung thêm bao gồm độ trễ, tổng số bước sóng, số bước sóng cho đữ liệu, số bước sóng cho điều khiển

3.1.2.3 Luéng dit liéu

Các gói tin từ các nguồn khác nhau tới nút biên sẽ đi vao céng entry_, tai đây các gói tin sẽ chuyên tới đối tượng phân giải địa chỉ, gói tin sẽ được so sánh xem có phải gói tin của mạng chuyển mạch chùm quang (IPKT) hay không, gói

tin IPKT tiếp theo sẽ được phân loại gói tin là điều khiển hay dữ liệu để có hành

động thích hợp Gói tin điều khiển sẽ được xử lý và chuyển đi ngay, trong khi đó

gói tin đữ liệu sẽ được thêm độ trễ dé có thể đi sau gói tin điều khiển khoảng thời

gian offset va có đủ thời gian đề lập lịch gói tin đi Gói tin tới nút lõi sẽ được định tuyến tới nút thích hợp

3.2 Cài đặt, phân tích và đánh giá 3.2.1 Môi trường mô phỏng

Những mô phỏng được trình bày trong luận văn được thực hiện trên máy tính

CPU Intel Core i5 CPU 2.4 GHz, 2G bé nhé RAM Phan mém sử dụng là OBS-ns

Trang 7

MUC LUC

Trang

LƯỜI CÁN! ƠN sunsensresgiooniditittiitesttt6000000000030t1g0tG3003300.222388.2E22.EH.TH.Đ.GE2THE.4GB4I.GEĐN040232388,331 i

LOT CAM DOAN sessssssssssssssssssssssssssssncecccccececceccccccccccccccccceceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeccccereeee i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮTT -2222222221222122221112221122711222122212211 22C iii MỤC LỤC 22 22 2222222222222 2 T2 ngưng v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐÒ THỊ wa PHAN MỞ ĐẦU 52: 56222211 111221122 2H HH ng 1 CHUONG 1 TONG QUAN VE MANG CHUYEN MACH CHUM QUANG 4 1.1 Dẫn nhập - 2 2-22 S2212212112122111111212212122121121211211221222222 re 4 1.2 Mạng chuyển mạch chùm quang 22 -2s22S2512112525121212121212121.2 x6 4 1.2.1 Mạng chuyên mạch chùm quang - 5-22 2512112121121121121212121212e6 4 1.22 Kiến trúc mạng chuyên mạch chùm quang -+s-2s22E222222252222 2222 6 I5 6.1 0 ailaBầ 7 1.2.4 Báo hiệu trong mạng chuyên mạch chùm quang -2- 22s22s22z2222 2x22 7

1.2.4.1 Báo hiệu một chiều, hai chiều hay hỗn hỢP cà che nrre 8

1.2.4.2 Đặt trước tài nguyên bắt đầu từ nguồn, từ đích hoặc từ nút trung gian 9

1.2.4.3 Đặt trước tức thời hay đặt trước sau một thời gian tTỄ c co ccscc 9

1.2.4.4 Giải phóng tài nguyên tường minh hoặc ngầm định 10

1.2.5 Lập lịch chùm . c2 2 1 2E Hà Hy TH TH Hà tr Hhyệt 10

1.2.6 Giải quyết tranh chấp ¿ 2 S121121221221221221212212122222 re 12 1.2.6.1 Sử dụng các đường dây trễ (FDL) - 5-52 S22222212222222121222xe 12

1.2.6.2 Chuyển đổi bước sóng 22222 222122121121122122122121122 2222 1e 13 1.2.6.3 Định tuyến lệch hướng 22 2222225221221221221221221 221222222 13 1.3 Kết luận Chương Ì -.- 222 51251212212122112121121212212121111211 re 14 CHUONG 2 ANH HUONG CUA TAP HOP CHUM DEN CO CHE DIEU KEIEN CUA, SO GIAO THUG TOP vere eena mene meus neenreceneconennesn sersesunecesuven 15 2.1 Giới thiệu về tập hợp chùm 222 222222522122122121122122122121222222 xe 15

Trang 8

VI

2.1.3 Giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng la1 - 5: 55c cscssxss+2 19

2.2 Giới thiệu một số giao thức TCP 2-22 252212212212212212212212112122 22 xe 21

2.2.1 TCP Tahoe - ¿22 22221 22221221121111112112211221212111111112111212 210 re 21 2.2.2 TCP Reno 22221 2122122122112111112112111222212101121121122 1e erre 21 2.2.3 TCP SACK (2022222 221221121121211211121122211212122112 1E re 23 2.2.4 TCP VEGAS - 20 202212212210 11 2111112111210212112211212222 re 24

2.3 TCP trong mạng chuyển mạch chùm quang 2-2: 222S22E22222222222222222222 25 2.4 Ảnh hưởng tập hợp chùm đến điều khiển cửa số TCP -2-5222z22zz2s22 26

2.5 Tiểu kết chương 2 22 22222111212212212212112212212112122122222222222222 xe 35 CHUONG 3 CAI DAT MO PHONG VA PHAN TICH KET QUA 36

3.1 Giới thiệu hệ mô phỏng NS và gói mô phỏng mạng chuyển mạch chùm quang OBS-0.9A 20 2 22122202212 11211211212112121 1212111212 yg 36 3.1.1 Giới thiệu hệ mô phỏng NS : 22222222 22122122122122121 22122 ty 36 3.1.1.1 Các thành phần của NS 2-52 2 22221221221221211221222222 re 36 3.1.1.2 Nút ÑNode) và định tuyến - 2 22 S2212212212212112212122222222 xe 37 3.1.1.3 Liên kết (LinK) + c5 1 121 1221212212122 2 1 1x1 tg re 38 3.1.1.4 Luỗng dữ liệu - 22 22 2222221221221221212212112211212222222 se 39 3.1.2 Gói mô phỏng mạng chuyển mạch chùm quang OBS-0.9a 39 3.1.2.1 NÚT 20,222 212212212 11 2121121112122 1112121121121 111212 raa 40 3.1.2.2 Liên kếT - ¿22-221 12221221121111121122121121121 1211212222 1E re 41 3.1.2.3 Luỗng dữ liệu -52 22 2222221221221221221221211211212222222222 re 4I

3.2 Cài đặt, phân tích và đánh giá : 52-22-22 21221122122112212121E2 2 rrke 41

3.2.1 Môi trường mô phỏng c2 121221111112 1E 1x ty Hy hà net 41

3.2.2 Các kết quả mô phỏng -.- 222 5 2S12112121121221212212212121212 re 43

3.2.2.1 Ảnh hưởng tập hợp chùm đến thông lượng đạt được TCP Tahoe 43 3.2.2.2 So sánh thông lượng đạt được khi thay đổi thời gian tập hop chim 44

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỎ THỊ

Hình 1.1: Kiến trúc của mạng chuyển mạch chùm quang - -2s2s22s22z2 2222 6 Mình: 1.2: Tập-hợp chùm vä.tách chùm s:::::zc¿cscicc2cztiz trinh ngan ngang tan 1200 teg0 7

Hình 1.3: Quá trình đặt trước tức thời và sau một thời gian tTẾ à.Q 0Q n nà: 10 Hình 1.4: Trạng thái kênh dữ liệu với các trường hợp lập lịch .-. - 11

Hình 1.5: Chuyển đổi bước song W¡ qua W2 22 2S 2122122111111 12 xe 13

Hình 1.6: Định tuyến lệch hướng 2-2-2225 1251212112122122122122122222 ae 13

Hinh:2 1:Tap:hep chim va-tach cham ccveccneasnmmenenmm nna ments 15 Hinh 2.2: Tap hop chim theo nguGng thot gian 0 eee 2c series 16 Hình 2.3: Sơ đồ giải thuat tap chim theo ngw6ng théi gian 0.0 17 Hình 2.4: Tập hợp burst theo ngưỡng độ dài (số g6i t6i da) oo 2225.222 se2 18 Hình 2.5: Sơ đồ giải thuật tập chùm theo ngưỡng độ đài chùm - 5255.252 19 Hình 2.6: Tập hợp burst theo ngưỡng lal - óc c2 S Sen rớt 20

Hình 2.7: Sơ đỗ hoạt động của TCP Tahoe cà 1n nhà net 21 Hình 2.8 Cơ chế hoạt động của TCP Reno - c2: S22 nhe 22

Hình 2.9: (a) Số nguồn TCP hoạt động đồng thời tại mỗi nút biên so với kích thước file trung bình và (b) tỷ lệ mất chùm tương ứng - 2: 2s221121221251 515112 xe, 27 Hình 2.10: thông lượng tối đa và tối thiểu đo được so với thời gian tập hợp chùm s HE HH HH HT HH TH HH HH HH HH HH TH HH TH TH HH HH 28 Hình 2.11: Lưu đồ thuật toán DAP bl: độ dài chùm, B: băng thông truy cập; C_b:

Chiều dài chùm hiện tại; P_bl: Chiều dài chùm trước đó; T: thời gian tập hợp: T max:

thời gian tập hợp tối đa; Tp: Thời gian xử lý gói tin với một phân đoạn 30

Trang 10

Vill

Hình 2.14: Mô hình mạng OBS được xem xét trong .‹ .cccccccccs se: 33 Hình 2.15: Kiến trúc nút biên vào IWU trong mô hình M Casoni 33 Hình 2.16: Thông lượng TCP được tập hợp trung bình theo thời gian mô phỏng 35 Hình 3.1: Cấu trúc các thành phần trong NS - 52 2S 2S2212512515111112 xe 37 Hình 3.2: Mô hình mô ta nút mạng (Unicast Node và Multicast Node) 38

Hình 3.3: Mô hình thể hiện mối liên kết trong NS - 2222222222552 5252 522 38

Hình 3.4: Mô tả liên kết và gửi gói tin trên hai nút - 52 2s 2221221251511 1 xe, 39

Hình 3.5: Cấu trúc nút biên 2c 22 ọ tH HH thu ưu 4I Hình 3.6: Cấu trúc nút lõi 2222 2221 th 22t tt tu ke hưin 4I

Hình 3.7: Topo mạng mô phỏng c2 332212111121 51521 EEkErrretrkrrirrsee 42

Hình 3.8: Thông lượng đạt được của TCP Tahoe theo 3 giải thuật tập hợp chùm

theo ngưỡng thời gian, ngưỡng độ dài và ngưỡng laI ‹ 5- 5: 43

Hình 3.9: Tỉ lệ mất chùm của TCP Tahoe theo 3 giải thuật tập hợp chùm theo

ngưỡng thời gian, ngưỡng độ dài và ngưỡng laI St seierrrrsrrsee 44

Hình 3.10: Thông lượng đạt được của TCP Tahoe, TCP Reno và TCP Sack khi thời

gian tập hợp chùm thay đổi 52 2 2 22 1211212212212121212121221222 ae 44

Hình 3.11: Tỉ lệ mắt chùm của TCP Tahoe, TCP Reno va TCP Sack khi thời gian

Trang 11

PHAN MO DAU > Ly do chon dé tai

Cùng với sự phát triển nhanh về số lượng người dùng và các ứng dụng truyền thông đa phương tiện, một nhu cầu về trao đổi thông tin tốc độ cao đã được đặt ra đối với cơ sở hạ tầng Internet hiện nay cần có những thay đổi căn bản Mạng truyền dẫn quang với những kỹ thuật truyền tin tiên tiến, là một giải pháp hữu hiệu nhất có thê đáp ứng những yêu câu hiện tại và cả trong tương lai

Nếu xét về kiểu truyền thông và chuyển mạch thì có 2 loại truyền thông quang chính: mạng chuyển mạch kênh quang và mạng chuyển mạch gói quang, trong đó mạng chuyên mạch gói quang sẽ hiệu quả hơn về mặt sử dụng băng thông của các sợi truyền dẫn quang và linh hoạt hơn trong điều khiển và xử lý tắc nghẽn Tuy nhiên do những giới hạn về công nghệ quang như chưa thể sản xuất các bộ đệm quang tương

tự bộ nhớ RAM và chưa thể sản xuất các bộ chuyền mạch quang tốc độ nhanh (nano

giây) nên mô hình chuyên mạch gói quang chưa thể triển khai trong một tương lai gần Một mô hình lai, mạng chuyển mạch chim quang (Optical Burst Switching -

OBS), cd thé dung hòa được những ưu và nhược điểm của hai loại chuyền mach kia,

đã được để xuất và là công nghệ có thê triển khai và đáp ứng được nhu cầu băng thông trong một tương lai gân

TCP là giao thức vận chuyên phổ biến nhất trên mạng Internet và có thê vẫn như vậy trong những năm tới Trong khi đó, với việc triển khai rộng rãi các đường trục quang và sự trưởng thành của các mô hình mạng chuyên mạch chùm quang gần đây [1][2] một kết hợp của mạng Internet và cơ sở hạ tầng truyền thông OBS bên dưới có thể là xu hướng tiếp theo Một nhu cầu cấp thiết được đặt ra là cần nghiên

cứu hiệu năng của việc kết hợp TCP với mạng OBS (TCP-over-OBS) Trong luận

văn này tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật tập hợp chùm dẫn cơ chế điều khiển của số TCP” làm đề tài nghiên cứu của mình

> Mục đích của đề tài

Trang 12

2

- Tìm hiểu ảnh hưởng của kỹ thuật tập hợp chùm đến việc điều khiển cửa số TCP đối với một số phiên bản khác nhau của giao thức TCP

- Mô phỏng và phân tích kết quả mô phỏng trong NS2 với gói hỗ trợ mạng OBS là obs-0.9a

> Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cúu:

- Mạng chuyển mạch chùm quang

- Hoạt động của giao thức TCP, tập hợp chùm và kết hợp TCP trong mạng OBS Phạm vi nghiên cứu: Nút biên mạng chuyển mạch chùm quang

> Phương pháp nghiên cứu

Tổng hợp và phân tích từ các nguồn tai liệu: sách, luận văn thạc sỹ, bài báo Xây dựng các kịch ban cai dat và lập trình

So sánh và phân tích kết quả thực nghiệm > Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Về mặt lý luận: Trong luận văn đã tìm hiểu tổng quan về mạng chuyển mạch chùm quang và ảnh hưởng của tập hợp chùm đến việc điều khiến cửa số lưu lượng TCP

Về mặt thực tiễn: Chúng tôi đã tiến hành cài đặt giải thuật tập hợp chủm trên gói mô phỏng obs-0.9a; So sánh, phân tích và đánh giá hiệu quả của các giải

thuật đó

Cấu trúc luận văn bao gồm phần mở đầu, ba chương nội dung, phần kết luận

và tài liệu tham khảo

Chương 1: Tổng quan về mạng chuyển mạch chùm quang Trong chương này trình bày tổng quan về mạng chuyên mạch chùm quang và các hoạt động bên trong mạng chuyên mạch chùm quang

Trang 13

Chương 3: Cài đặt mô phỏng và phân tích kết quả Trong chương này giới thiệu cấu trúc và hoạt động của phần mềm mô phỏng mạng Ns2 và gói mở rộng obs 0.9a dùng mô phỏng mạng chuyển mạch chùm quang Mô phỏng và phân tích các kết quả

Trang 14

4

CHUONG 1 TONG QUAN VE

MANG CHUYEN MACH CHUM QUANG

1.1 Dan nhap

Trong những năm gan day, tốc độ phát triển nhanh của Internet với sự bùng nỗ của các loại hình dịch vụ thông tin, đã làm gia tăng không ngừng nhu cầu về băng thông mạng: trong khi việc khai thác khả năng truyền tải của cáp đồng đã đạt đến ngưỡng giới hạn Điều này đòi hỏi phải xây dựng và phát triển một công nghệ mạng mới nhằm đáp ứng được những nhu cầu đó

Mạng sợi quang đã được công nhận như là một giải pháp tốt nhất để đáp ứng những yêu cầu về băng thông hiện tại của người dùng và hỗ trợ cho các dịch vụ khác trong tương lai Điều đó là đo, theo lý thuyết mỗi sợi quang có thể hỗ trợ băng thông lên tới 50 THz [3] Ngoài ra việc sản xuất cáp sợi quang có chi phí và độ lỗi bit thấp (khoảng 10-2dB) [4] Hơn thế, mất mát tín hiệu truyền trên sợi quang thấp hơn nhiều so với cáp đồng vì thế rất thuận tiện trong vấn để bảo mật mạng

Một mạng toàn quang, trong đó dữ liệu được chuyển hoàn toàn trong miễn quang còn gói tin điều khiển được xử lý trong miền điện, là mục tiêu hướng tới trong tương lai gần mà chúng ta có thể xây dựng được Hiện nay các công nghệ chuyển mạch quang đã được để xuất như chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang và chuyển mạch chùm quang trong đó mỗi công nghệ có các ưu và nhược điểm riêng Riêng chuyên mạch chùm quang dung hòa được những ưu và nhược điêm của hai loại chuyên mạch kia và là công nghệ hứa hẹn trong tương lai

Chương l sẽ giới thiệu về kiến trúc và các hoạt động của mạng chuyền mạch chùm quang

1.2 Mạng chuyển mạch chùm quang 1.2.1 Mạng chuyển mạch chùm quang

Trang 15

biệt lớn giữa khả năng truyền dẫn quang và khả năng xử lý điện tử; thêm vào đó khả năng sử dụng các bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên trong miền quang là không khả dụng, vì vậy không thể giữ được dữ liệu đợi xử lý trong miền quang Mạng chuyển mạch chùm quang được đề xuất vào cuối năm 1990 và nó trở thành một công nghệ hứa hẹn có thê tận dụng được những ưu điểm của mạng chuyển mạch kênh quang và mạng chuyển mạch gói quang để tránh được những bất lợi về kỹ thuật trong thời gian này

Mạng chuyển mạch chùm quang được xem như là một công nghệ hứa hẹn cho mạng Internet toàn quang thế hệ kế tiếp Nó có nhiều chức năng riêng và nhiều ưu điểm hơn so với các kỹ thuật chuyên mạch khác Mạng chuyển mạch chùm quang là một giải pháp cho phép truyền tải lưu lượng trực tiếp qua mạng WDM mà không cần bộ đệm quang Mạng chuyển mạch chùm quang sử dụng các sơ đồ định trước một hướng với quá trình truyền tức thời, chùm đữ liệu truyền đi sau gói điều khiển tương ứng mà không đợi phản hồi (báo nhận) từ nút đích

Thực chất, mạng chuyên mạch chùm quang xem xét lớp quang đơn thuần như một phương tiện truyền thông trong suốt cho các ứng dụng Tuy nhiên cho đến hiện nay chưa có định nghĩa chung nào cho chuyền mạch chùm quang

Một số đặc trưng chung của mạng chuyên mạch chùm quang như sau:

- Tách biệt giữa kênh truyền gói điều khiển BCP (BÐuzs Control Packet) và kénh truyén chim dé ligu BDP (Burst Data Packet): g6i điều khiển được truyền

trên một kênh riêng biệt

- Sự đành riêng một chiều: tài nguyên được cấp phát theo kiểu đành riêng một chiều, nghĩa là nút nguồn không cần đợi thông tin phản hồi từ nút đích trước khi nó bắt đầu truyền chùm

- Độ dài chùm thay đổi được: kích thước của chùm có thể thay đổi được theo

yêu cầu

- Không cần bộ đệm quang: nút trung gian trong mạng quang không yêu cầu phải có bộ đệm quang Các chùm đi qua các nút trung gian mà không chịu bất kỳ sự

Trang 16

6

1.2.2 Kiến trúc mạng chuyển mạch chùm quang

Một mạng chuyển mạch chùm quang bao gồm các nút chuyển mạch chùm quang kết nỗi với nhau thông qua các sợi cáp quang Mỗi sợi quang có khả năng hỗ

trợ các kênh đa bước sóng Như được trình bày ở Hình I.I, các nút trên mạng

chuyển mạch chùm quang có hai kiểu: nút biên và nút lõi Nút biên được xem như là giao diện giữa miền điện tử và miền quang Nút biên có thể là nút biên vào hoặc

là nút biên ra Nút biên vào thực hiện tập hợp các gói điện tử (chẳng hạn các gói IP)

có cùng đích thành một đơn vị truyền dẫn lớn gọi là chùm quang (zzs?), sau đó

thực hiện định tuyến, ấn định bước sóng và lập lịch cho chùm trên một kênh dữ liệu

ở ngõ ra, sau đó được truyền qua mạng chuyển mạch chùm quang và cuối cùng

được tách gói tại nút biên ngõ ra Nút lõi được xem như là một ma trận chuyển mạch và là một đơn vị chuyền mạch có trách nhiệm chuyền tiếp các chùm dữ liệu đến nút khác Thời gian chuyễn_ + „ _ mạch tính bằng don vi us -ms 4 A kênh điều A if † khiến offset ¡ Kẽnh dữ & —_ liệu - —mmmm — Lién két WDM out-of-band-signal

Hình 1 1: Kiến trúc của mạng chuyển mạch chùm quang

Một nút chuyển mạch chùm quang (OBS) bao gồm 2 phân: quang và điện Phần quang là các bộ ghép/tách bước sóng (multiplexer/demultiplexer) và chuyển

mạch quang Phần điện có các module vào/ra, điều khiển định tuyến và lập lịch Đơn vị chuyền mạch quang điều khiển các chùm dữ liệu từ một công vào và ra một

công tương ứng với đích đến của chúng

Trang 17

khiển đi trên một bước sóng riêng tới nút lõi Gói điều khiển thực hiện việc báo

hiệu, cấu hình các chuyển mạch tại nút lõi để chuyên chùm từ cổng vào đến công ra và giải quyết xung đột nếu xảy ra Các hoạt động của mạng chuyển mạch chùm quang sẽ được trình bày ngay sau đây

1.2.3 Tập hợp chùm

Tập hợp chùm là quá trình tập hợp các gói tin điện tử và đóng gói thành chùm tại nút biên ngõ vào của mạng chuyển mạch chùm quang Tất cả gói đến sẽ chuyển đến hàng đợi tùy theo đích của chúng như trình bày trong Hình 1.2 Một giá

trị ngưỡng được sử dụng như một tham số giới hạn dé quyét định khi nào tạo ra một

chùm và gửi chùm vào trong mạng

L000 _ Gói điều khiển fV\ Goi diéu khién _⁄IWIM A Y Mạng ey | rr Burst dé isu) OBS “4 LTH Tap hop burst \ / NANA i —/ /Burst dt liệu” al Ñ Tach burst WUE Hình 12: Tập hợp chùm và tách chùm

Hiện nay có nhiều kỹ thuật tập hợp chùm được để xuất, trong đó có ba kỹ thuật phổ biến nhất là tập hợp chùm dựa vào ngưỡng thời gian (/zmer-based), dựa trên ngưỡng độ dài chùm (/hreshold-baseđ) va lai (dựa vào ngưỡng thời gian và

ngưỡng độ dài); trong đó: các ngưỡng được xác định trước, cố định Các kỹ thuật

này còn được gọi là các kỹ thuật tập hợp chùm tĩnh

Trước khi trình bày các kỹ thuật tập hợp chùm tĩnh, chúng ta giả định rằng mỗi nút biên có một hàng đợi tập hợp chùm tương ứng với một đích đến Tất cả các gói tin đến sẽ được đưa vào hàng đợi tương ứng với đích đến của chúng Khi kích thước hàng đợi đạt đến một ngưỡng hoặc thời gian chờ đợi của các gói tin trong

hàng đợi đạt đến một ngưỡng thì một chùm sẽ được hình thành và được gửi đi

1.2.4 Báo hiệu trong mạng chuyển mạch chùm quang

Trang 18

§

lõi, tiến trình báo hiệu được thực hiện trước để đặt trước tài nguyên và cầu hình bộ

chuyển mạch quang tại mỗi nút đó sao cho phù hợp với chùm đữ liệu tương ứng

Tiến trình báo hiệu trong mạng chuyển mạch chùm quang được thực hiện bởi các

gói điều khiển và các gói này được truyền độc lập với các chùm dữ liệu

Có nhiều phương thức báo hiệu khác nhau tùy thuộc vào cách thực hiện và

thời gian mà tài nguyên đọc theo đường đi được đặt trước cho chùm Phần tiếp theo sẽ trình bày các loại phương thức báo hiệu

1.2.4.1 Báo hiệu một chiếu, hai chiểu hay hỗn hợp

Đối với sơ đỗổ báo hiệu một chiều, nút nguồn gửi đi một gói điều khiển yêu cầu mỗi nút trên cùng một tuyến cấp phát tài nguyên cần thiết cho chùm dữ liệu và cấu hình chuyển mạch quang tương ứng Sau đó nguôồn sẽ gửi chùm đữ liệu đi mà không cần chờ tín hiệu ACK từ nút trung gian hay nút đích trả lời về Vì không cần tín hiệu ACK nên chùm dữ liệu có thể gửi đi sớm hơn và giảm độ trễ truyền dẫn đầu — cuéi (end-to-end)

Sơ đỗ báo hiệu hai chiều cũng tương tự như báo hiệu một chiều tuy nhiên nút

nguôn chờ nhận được tín hiệu ACK phản hồi sau đó mới quyết định có truyền chùm đi hay không Như vậy, nếu việc đặt trước tài nguyên và cấu hình chuyển mạch quang thành công, chùm đữ liệu được gửi đi Ngược lại, nếu bất kỳ nút trung gian nào đó không thể điều tiết được tài nguyên thì tại nút trung gian này sẽ có một thông báo tắc nghẽn được gửi trở lại nguồn để báo rằng việc đặt trước thất bại và nút nguồn sẽ hủy bỏ các liên kết đã đặt trước được thiết lập trước đó trên đường đi tương ứng Báo hiệu hai chiều tăng độ trễ truyền dẫn đầu - cuối

Phương pháp báo hiệu kết hợp đưa ra giải pháp cân bằng giữa báo hiệu một chiều và hai chiều, đây là phương pháp đự phòng bộ phận Trong phương pháp báo

hiệu kết hợp, việc đặt trước từ nút nguồn tdi các nút trung gian trên tuyến được xác

nhận bằng tín hiệu ACK, trong khi việc dành riêng từ nút trung gian tới đích sẽ

không được xác nhận VỊ trí của nút được chỉ định làm nút trung gian sẽ quyết định

kha nang mat hay độ trễ của chùm dữ liệu Nếu nút trung gian được chọn gần với

nguồn thì hoạt động của mạng sẽ giống như việc báo hiệu một chiều, và nếu nút

Trang 19

1.2.4.2 Đặt trước tài nguyễn bắt đầu từ nguồn, từ đích hoặc từ núf trung gian Dat truéc tir nguén (Source Initiated Reservation - SIR): tai nguyén duoc cấp phát cùng hướng báo hiệu khi gói điều khiển đi từ nguồn vẻ đích Nếu quá trình

đặt trước thành công từ nguồn đến đích, một tín hiệu ACK được gửi ngược từ đích

về nguồn chỉ định bước sóng dành riêng mà chùm dữ liệu sẽ được truyền đi

Đặt trước từ đích (Desfination Initiated Reservafion - DIR): nguồn gửi một yêu cầu đặt trước tài nguyên đến nút đích, yêu cầu này sẽ lựa chọn các bước sóng phù hợp với thông tin trên mỗi liên kết cùng hướng Dựa trên sự lựa chọn thông tin, nút đích sẽ chọn một bước sóng phủ hợp (nếu như nó tổn tại) trong tng với khoảng thời gian và gửi yêu cầu dành riêng trở về nút nguồn, yêu cầu dành riêng sẽ được chuyển qua các nút trung gian, dành riêng này sẽ được chọn một bước song dé giữ cho hết thời gian quy định

Nguyên nhân chính gây ra tắc nghẽn (hoặc mất dữ liệu) trong SIR vì thiếu tài nguyên rỗi, trong khi đó đối với DIR việc mất đữ liệu vì thông tin hết hạn

Dành riêng tại nút trung gian (Intermediate Node Initiated Reservation- IND: đặc trưng dành riêng tài nguyên của nó giống như DIR từ nguồn đến một vài nút trung gian, và giống như SIR từ nút trung gian đến nút đích

Nhìn chung, dé giam su mất dữ liệu tại các nút trong hướng thuận, SIR dựa

trên sự đành riêng nhiều hơn một bước sóng cho đến khi tới đích và giải phóng những dành riêng không cân thiết đối với hướng ngược lại Cách tiếp cận này có thé dẫn đến việc là làm giảm hiệu năng vì đã phong tỏa hết hướng thuận và thiếu hụt ở

nguồn Ngược lại, DIR dựa trên kỹ thuật chỉ lựa chọn những thông tin sẵn sảng của

tất cả các nút trung gian và đựa trên những thông tin đó mà lựa chọn bước sóng

1.2.4.3.Đặt trước tức thời hay đặt trước sau một thời gian trế

Kỹ thuật báo hiệu có thé thực hiện đặt trước tai nguyên tức thời hoặc sau một

khoảng thời gian trễ Trong kỹ thuật đặt trước tức thời, kênh (tài nguyên) sẽ được dành riêng ngay lập tức khi gói điều khiến đến các nút Ngược lại, đối với kỹ thuật

đặt trước sau khoảng thời gian trễ, các kênh được đặt chỗ dựa trên thời gian thực tế

Trang 20

10

Gói điều khiển Burst dữ liệu Thời gian Offset

_——— REL

Dành trước tức thời Dành trước có trễ Giải phóng tường minh Giải phóng ẳn ————>t

Thời gian

Hình 1.3: Quá trình đặt trước tức thời và sau một thời gian trễ

Để sử dụng kỹ thuật đặt trước sau khoảng thời gian trễ, gói điều khiển phải

được gửi đi trước chùm dữ liệu một khoảng thoi gian offset Vi du cua đặt trước tức

thời là giao thức JIT (Just-In-Time), trong khi giao thức JET (Just-Enough- Time) dùng kỹ thuật đặt trước sau khoảng thời gian trễ Nhìn chung đặt trước tức thời đơn giản và có thể thực hiện ngay lập tức nhưng đễ tạo ra tắc nghẽn lớn, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng băng thông trên toàn mạng Ngược lại đặt trước sau khoảng thời gian trễ giải quyết được tình trạng trên một cách hiệu quả

1.2.4.4 Giải phóng tài nguyên tường mình hoặc ngâm định

Giải phóng tài nguyên có thể thực hiện bằng hai cách đó là giải phóng ngầm định và giải phóng tường minh Trong đó kỹ thuật giải phóng tường minh, một gói điều khiển riêng biệt theo sau chùm đữ liệu từ nguồn đến đích để giải phóng hoặc kết thúc việc sử dụng tài nguyên đã được đặt trước Ngược lại kỹ thuật giải phóng

ngầm định thì gói điều khiển (BHP/BCP) phải mang thêm thông tin như là độ dai khối dữ liệu và độ lệch thời gian giữa gói điều khiển và chùm đữ liệu để tại nút đó biết được thời gian để giải phóng tài nguyên dành trước Đối với hai cách giải

phóng tài nguyên đặt trước trên thì giải phóng tài nguyên tường minh phức tạp, chiếm dụng băn g thông và làm tăng số lượng gói thông báo ở trong mạng

1.2.5 Lập lịch chùm

Trong mạng chuyên mạch chùm quang một vấn để quan trọng khác là lập

lịch cho chùm Khi một gói điều khiển đến một nút, một thuật toán lập lịch được gọi ra dé gán chùm chưa được lập lịch với một kênh dữ liệu trên liên kết ra Dựa vào

thông tin trong gói điều khiển, bộ lập lịch biết được thời gian đến của chùm và

khoảng thời gian chùm chưa được lập lịch Mục đích chính của việc lập lịch này là

Trang 21

khoảng hở là khoảng thời gian giữa hai chùm đã được truyền trên cùng bước sóng ra Lập lịch kênh trong mạng OBS khác với lập lịch trong mang IP truyén théng Trong mạng IP, mỗi nút trung tâm lưu trữ các gói tin trong các bộ đệm điện tử và lập lịch cho chúng trên công ra mong muốn Trong OBS, mỗi lần chủm tới tại một nút lõi, nó phải được gửi tới nút tiếp theo mà không lưu trữ chùm trong các bộ đệm điện tử Chúng ta giả sử rằng mỗi nút lõi OBS hỗ trợ quá trình chuyển đổi bước song toan quang

Thuật toán lập lịch chùm cần duy trì thời điểm chưa lập lịch khả dụng gan

nhat (LAUT - Latest Available Unscheduled Time), cac khoang hé (gap) va cdc khoảng trống (voids) trên mọi kênh dữ liệu ra Theo truyền thống, LAUT của một

kênh đữ liệu là thời điểm sớm nhất mà tại đó kênh dữ liệu có giá trị đối với chùm

dữ liệu chưa được lập lịch Khoảng hở (gap) là thời gian khác nhau giữa thời điểm

đến của chùm chưa lập lịch và thời điểm kết thúc của chùm đã lập lịch trước đó

Khoảng trống (voiđs) là khoảng thời gian không dùng đến giữa hai chùm đã lập lịch trên một kênh dữ liệu Đối với các thuật toán dùng đề lấp đầy các khoảng trống thời

điểm bắt đầu và kết thúc mỗi chùm tín hiệu trên mọi kênh đữ liệu phải được duy trì

Các thuật toán lập lịch cho kênh dữ liệu có thể được phân thành 2 loại: lắp đầy

khoảng trống và không lấp đầy khoảng trống (Hình 1.4) Các thuật toán khác nhau chủ yếu ở kiêu và số lượng thông tin trạng thái được duy trì tại một nút trên mỗi kênh Trong các thuật toán lập lịch kênh dữ liệu mà không lấp đầy khoảng trống,

LAUT; trên mỗi kênh đữ liệu D, (=0,1, , W) được duy trì bằng bộ lập lịch kênh

tên r | Burstdén tis ; ũ LAUT, eo? | ee sẽ -chươnm — mm —, Ds

Thai gian Thời gian

(a) Không lấp đầy khoảng trồng (b) Lắp đây khoảng trồng

Trang 22

12

Khi một gói điều khiển đến tại một nút lõi, nút lõi chuyển nó thành tín hiệu

điện và thu được thời gian đến của chùm và khoảng thời gian từ chùm đến gói điều

khiển của nó Một thuật toán lập lịch kênh dữ liệu được gọi để lập lịch chùm trên

một bước sóng của liên kết ra chùm Chuyển mạch quang được cầu hình lại dựa trên

các kết quả lập lịch

Để tìm ra một bước sóng phù hợp trong số các bước sóng (kênh) có thé chỉ

định cho một chùm đến, một vài thuật toán lập lịch kênh không lap day khoang

trống truyền thống nhw FFUC (First Fit Unscheduled Channel), LAUC (Latest Available Unscheduled Channel) va cac thuat toan lap lịch lấp đầy khoảng trống truyén thong, nhu: FFUC-VF (First Fit Unscheduled Channel with Void Filling), LAUC-VF (Latest Available Unscheduled Channel with Void Filling) duoc dé xuat

trong [5]

1.2.6 Gidi quyét tranh chap

Trong mang chuyén mach chim quang cũng như các mạng chuyên mạch gói

khác, tổn tại khả năng một chùm có thể tranh chấp với một chùm khác tại một nút

Sự tranh chấp sẽ xảy ra nếu nhiều chùm đến từ nhiều công vào khác nhau được định trước cho cùng một cổng ra tại cùng thời điểm Điển hình của việc giải quyết tranh chấp trong các mạng chuyên mạch gói điện tử truyền thống được quản lý thông qua

bộ đệm, tuy nhiên trong lĩnh vực quang, việc sử dụng bộ đệm tại các nút đang gặp

khó khăn Để giải quyết tình trạng tranh chấp và việc mất chùm một số phương pháp cơ bản được trình bày ngay sau đây

1.2.6.1 Sử dụng các đường dây trễ (EFDL)

Sử dụng các đường dây trễ nhằm cô gắng làm trì hoãn thời gian ra của chùm cho đến khi một kênh nào đó rỗi Trong các mạng chuyển mạch gói điện tử truyền thống được thực thi bằng cách lưu trữ các gói trong các bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

RAM (Random Access Memory) Tuy nhiên, bộ đệm như RAM không thực sự hiện

hữu trong lĩnh vực mạng quang Do đó, các đường trễ FDL có thê được sử đụng để làm trễ các chùm ra trong một khoảng thời gian xác định Phương pháp này mang lại khả năng mất mát chùm thấp hơn, nhưng nó không đảm bảo thứ tự các chùm

Trang 23

1.2.6.2 Chuyển đổi bước sóng

Quá trình chuyên đổi bước sóng là quá trình chuyển đổi bước sóng của một kênh vào thành một bước sóng khác trên một kênh ra Các bộ chuyển đổi bước sóng

là các thiết bị mà chúng chuyền đổi một tín hiệu của bước sóng vào thành một bước

sóng ra khác Với cách này cho phép tăng khả năng sử dùng lại các bước sóng hiệu quả hơn, tức là cùng một bước sóng có thể được tái sử dụng về mặt không gian để mang các kết nối khác nhau trên các sợi khác nhau trong mạng

Trong mạng chuyển mạch chùm quang có sử đụng phương pháp chuyển đổi bước

sóng, tranh chấp sẽ được giảm nhờ việc tạo ra nhiều bước sóng trên một kết nối; Một chùm bị xung đột có thể được chuyển mạch đến bất kì bước són g rỗi nào tại dau ra

Hình 1 5: Chuyển đổi bước song I; qua lŸ; 1.2.6.3.Định tuyến lệch hướng

Định tuyến lệch hướng là một phương pháp giải quyết tắc nghẽn bằng việc định tuyến một chùm tranh chấp đến một cổng ra khác so với công ra theo dự kiến Trong định tuyến lệch hướng, một chùm được lệch hướng sẽ làm đường truyền tới

đích đài hơn, dẫn tới làm tăng độ trễ và giảm chất lượng tín hiệu Hơn nữa, nó có

thể dẫn đến chùm có khả năng lặp vô hạn trong mạng và nó sẽ dẫn tới tắt nghẽn Vì

vậy cần có các cơ chế để thực hiện ngăn chặn độ dài đường đi quá mức

Trang 24

14

1.3 Kết luận Chương 1

Mạng chuyển mạch chùm quang (OBS) kết hợp với nhiều ưu điểm của chuyển mạch kênh quang và chuyên mạch gói quang và đang được xem là công nghệ hiện đại và thích hợp nhất đối với mạng thông tin quang hiện nay và tương lai

Trang 25

CHUONG 2 ANH HUONG CUA TAP HOP CHUM DEN CO CHE

DIEU KHIEN CUA SO GIAO THUC TCP

2.1 Giới thiệu về tập hợp chùm

Tập hợp chùm là quả trình tập hợp các gói tin điện tử và đóng gói thành chim tai nút biên vào của mạng chuyển mạch chùm quang Tất cả gói tin đến sẽ chuyển đến hàng đợi tùy theo đích của chúng như trình bày trong Hình 2.1, một giá

trị ngưỡng được sử dụng như một tham số giới hạn dé quyét định khi nào tạo ra một

chùm và gửi chùm vào trong mạng `=? XMạng À : | | _—— 7 MMOH | l /Bust dữ lieu) BS jBustdữ liu | 4 f | II % Gói điều khiển /YN Gói điều khiển _IiIII JIIIIH + | LAS Tap hop burst Tach burst II 00 TH Hình 2.1: Tập hợp chùm và tách chùm

Hiện nay có nhiều giải thuật tập hợp chùm được để xuất, trong đó có ba

giải thuật phô biến nhất là tập hợp chùm dựa vào ngưỡng thời gian (/mer-based) (Hình 2.2), dựa trên ngưỡng độ dài chùm (threshold-based) (Hinh 2.4) và lai (dựa vào ngưỡng thời gian và ngưỡng độ dài); trong đó: các ngưỡng được xác định

trước, cố định

Trước khi trình bày các giải thuật tập hợp chùm, chúng ta giả định rằng mỗi nút biên có một hàng đợi tập hợp chùm tương ứng với một đích đến Tất cả các gói tin đến sẽ được đưa vào hàng đợi tương ứng với đích đến của chúng Khi kích thước

hàng đợi đạt đến một ngưỡng hoặc thời gian hoặc độ dài của các gói tin thì một

chùm sẽ được hình thành và gửi đi

2.1.1 Giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng thời gian

Trong giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng thời gian cố định (?xeđ

Trang 26

16

khởi tạo khi có một gói tin dữ liệu từ lớp mạng trên đến một nút biên vào của mạn g

OBS Khi bộ đếm tập hợp chùm cia hang doi g (T2) vượt quá ngưỡng thời gian được xác định trước (7) thì tất cả các gói tin trong hàng đợi tập hợp chùm ¿ được

tập hợp lại thành một chùm Sau đó, gói điều khiển BCP liên quan với gói dữ liệu

chùm BDP sẽ được gửi ra trên kênh điều khiển thực hiện tiến trình báo hiệu đề đặt

trước tài nguyên và cấu hình chuyển mạch cho gói dữ liệu chùm BDP: và sau một khoảng thời gian bu dap offset thi gói dữ liệu chùm BDP sẽ được gửi đi trên một

kênh dữ liệu riêng biệt

i L- ucisce! II Kích thước của burst

không bằng nhau

Các gói đến i = moe [| ust _Bượ2 [WWWNN

MET ¬ ee Khoảng cách giữa các +

Bộ định thời gian burst bằng nhau

Ngưỡng thời gian

Hình 2.2: Tập hợp chùm theo ngưỡng thời gian Mô tả giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng thời gian: Tham số:

q: là hàng đợi tập hợp chùm của nút biên vào trong mạng OBS

Tạ: gọi là bộ đếm thời gian tập hợp chùm của hàng đợi q Tạ bắt đầu đếm khi có gói tin đầu tiên đến hàng đợi q

T: gọi là ngưỡng thời gian tập hợp chùm được xác định trước (cố định) Sự kiện:: Gói tin đến hàng đợi tập hợp chùm q

Nếu (T, không hoạt động) thì: Bắt đâu bộ đếm thời gian tập hợp chùm 1, của hàng đợi q;

Tập hợp các gói tin vào hàng đợi tập hợp chùm q;

Cập nhật thông tin chiéu dai chim;

Sự kiện:: Hết thời gian tập hợp chùm của hàng đợi q (Tạ >=T)

Trang 27

Lập lịch cho chùm đữ liệu BDP và gửi nó ra trên một kênh dữ liệu sau

khoảng thời gian offset;

Dừng bộ đếm thời gian tập hợp chùm T, ạ của hàng đợi q; a > Goi tin dén hang doi q ie > Ma khéng ~~ hoat dong ~ = `= ee q Sai Sai + (Bat dau) Bắt đầu bộ đếm thời Đúng >_ gian tập hợp chùm Tạ của hàng đợi q <

- Tập hợp các gói tin vào hàng đợi q a

- Cập nhật thông tin chiều đài chùm ^^ ~ ” ¬ << Tạ>=TT > = ~ ~ - HA T Đúng Ỷ „a

- Gửi gói BCP trên kênh điều khiển

- Lập lịch cho chùm dữ liệu BDP để gửi nó trên kênh dữ liệu sau khoảng thời gian offset

- Dừng bộ đếm thời gian tập hợp chùm Tạ của hàng đợi q

C - Kết thúc ›

Hình 2 3: Sơ đồ giải thuật tập chùm theo ngưỡng thời gian

Nhận xét: Trong phương pháp tập hợp chùm dựa trên ngưỡng thời gian, một chùm được tạo ra và gửi vào trong mạng theo chu kỳ thời gian, đúng bằng thời gian đã được định sẵn vì vậy mà không quan tâm đến kích thước chùm dài hay ngắn Do đó, chiều dài của chùm biến đổi tùy theo tần suất đến của gói, trong những khoảng thời gian bằng nhau

2.1.2 Giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng độ dài chùm

Giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng độ dài chùm được mô tả như trong

Hình 2.4 và Hình 2.5 thực hiện tập hợp chùm khi có gói tin đến nút biên vào mạng

OBS Sau đó, nó thực hiện so sánh chiéu dai của chùm hiện thời (1) với một

ngưỡng chiều đài được xác định trước (7), nếu ngưỡng chiều dài đạt đến (ạ>= L)

Trang 28

18

các gói tin đến hàng đợi g cho đến khi chiều dài chùm hiện thời đạt ngưỡng Từ đó,

chúng ta thấy rằng giải thuật tập hợp chùm này có một giới hạn dựa trên số lượng tối đa gói tin chứa trong mỗi chùm Do đó, những chùm được tạo ra có kích thước cố định, thời gian tập hợp chùm là thay đổi ngẫu nhiên; nghĩa là khi tốc độ luồng

đến nhanh thì thời gian tập hợp chùm nhỏ và ngược lại khi tốc độ luồng đến chậm

thi thời gian tập hợp chùm lớn [ | ——=l ll] Kích thước của burst bằng nhau wil [| = = = [ L- —— 1 - il Khoảng cách giữa các burst không bằng nhau

Kích thước burst tối đa (sô gói tôi đa)

Hinh 2.4: Tap hop burst theo ngưỡng độ dai (số gói tối đa) Mô tả giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng độ dài chùm:

Tham số:

Lg: gọi là chiều dài chùm hiện thời của hàng đợi q

L: gọi là ngưỡng chiều dài chùm được xác định trước (cố định)

Sự kiện:: Gói tin đến hàng đợi q

Tập hợp gói tin vào hàng đợi tập hợp chùm q;

Cập nhật thông tin chiêu dài chùm đại

Nếu (Lạ >1) thì:

Gửi gói tin điều khiển BCP trên một kênh điều khiển;

Lập lịch cho gói tin đữ liệu BDP dé gửi nó trên một kênh đữ liệu sau khoảng

thoi gian offset;

Trang 29

Am S Bat dau ) Vv Gói tin đến hàng đợi q Y

- Tập hợp các gói tin vào hàng đợi q - Cập nhật thông tin chiều đài chùm Tra Sai

- Gửi gói BCP trên kênh điều khiển

- Lập lịch cho chùm dữ liệu BDP để gửi nó trên kênh dữ liệu sau khoảng thời gian offset

- Thiết lập lại chiều dài chùm Lạ

C Kết thúc 3

Hình 2 5: Sơ đồ giải thuật tập chùm theo ngưỡng độ đài chùm 2.1.3 Giải thuật tập hợp chùm dựa trên ngưỡng lai

Giải thuật tập hợp chùm này là sự kết hợp của hai giải thuật tập hợp chùm ở

trên, nó vừa sử đụng ngưỡng thời gian và ngưỡng độ dài đề thực hiện tập hợp chùm, vì vậy nó còn được gọi là giải thuật tập hợp chùm lai (Hybrid) Với các ngưỡng

được xác định trước, khi một trong hai ngưỡng đạt đến thì tiễn trình tập hợp chùm

sẽ kết thúc

Mô tả giải thuật tập hợp chùm lai:

Sự kiện:: Gói tin đến hàng đợi q

Nếu (T, không hoạt động) thì:

Bắt đâu bộ đếm thời gian của hàng đợi Tạ tương ứng với giá trị thời gian lập

hợp chùm được xác định trước T;

Tập hợp các gói tin đến hàng đợi tập hợp chùm q tương ứng, Cập nhật thông tin chiều dài chùm La;

Nếu (Lq > L) thì:

Gửi gói tin điều khiển BCP trên một kênh điều khiển;

Trang 30

20 thoi gian offset;

Thiết lập lại chiều dai chim hién thoi L4;

Dừng bộ đếm thời gian tập hợp chùm T, ạ của hàng đợi tập hợp chùm q tương ứng; Sự kiện:: Hết thời gian tập hợp chùm cho hàng đợi q

Gửi gói tin điều khiển BCP trên một kênh điều khiển;

Lập lịch cho gói tn dữ liệu BDP dé gửi nó trên một kênh dữ liệu sau khoảng

thoi gian offset;

Thiết lập lại chiéu dai chim hién thoi Lq:

Dừng bộ đếm thời gian tập hợp chùm Tq của hang đợi tập hợp chùm q tương ứng;

Nhân xét: Vấn đề quan trọng được đặt ra ở đây là làm thế nào để chọn một giá

trị ngưỡng thời gian hoặc ngưỡng độ đài chùm tối ưu đề giảm số lượng gói tin điện tử

bị mất khi xảy ra tranh chấp chùm, cũng như tăng hiệu suất sử dụng mạng chuyên mạch chùm quang Ta thấy rằng nếu giá trị ngưỡng thời gian quá thấp, chiều dài của chùm sẽ ngắn và số lượng chùm di chuyền trong mạng tăng lên, dẫn đến tình trạng số lượng tranh chấp trong mạng cao, nhưng số lượng gói tin mất trung bình trong mỗi chùm lại thấp Thêm vào đó, số lượng chùm nhiều sẽ gây áp lực lên tốc độ xử lý các

gói điều khiển phải nhanh mới hiệu quả Ngược lại nếu giá trị ngưỡng thời gian lớn,

độ dài của chùm tăng lên và số lượng chùm di chuyển trong mạng là giảm, do đó giảm được số lượng tranh chấp trong mạng so với trường hợp chùm ngắn, nhưng số

lượng gói tin mat trung bình trên mỗi chùm mất là cao Tóm lại, cần xác định độ dài

chùm tối ưu để tăng hiệu quả của mạng chuyên mạch chùm quang k he In) ngưỡng kích thước (B} ke LB ¡ 1 am 1 (ty EB) —- tai cao : Wl h or —=——=—=—=—=—=—-— 4 " = Tb) 5 vi -8 bss 5 tai thap ngưỡng thời gian (T]

“Thời gian tận hợn burst

Trang 31

2.2 Giới thiệu một số giao thức TCP

TCP là một giao thức hướng kết nối và đáng tin cậy Một trong những cơ chế quan trọng của TCP là điều khiến tắc nghẽn, gồm 4 cơ chế chính là cơ chế bắt đầu chậm, cơ chế tránh tắc nghẽn, cơ chế phát lại nhanh và phục hồi nhanh Tùy theo mỗi phiên bản khác nhau của TCP mà có thể sử dụng cả 4 cơ chế hoặc ít hơn, giới

thiệu một số phiên bản thông dụng của TCP gồm, TCP Tahoe, TCP Reno, TCP

Sack và TCP Vegas 2.2.1 TCP Tahoe

Giao thức điều khiển tắc nghẽn TCP Tahoe là giao thức TCP kết hợp với ba

cơ chế “bắt đầu chậm”, “tránh tắc nghẽn” và “phát lại nhanh” Đặc trưng của TCP Tahoe là khi phát hiện mất gói dữ liệu thông qua việc nhận 3 gói ACK lặp lại, trạm

gửi phát lại gói dữ liệu bị mất, đặt cwzđ bằng 1 gói dữ liệu và khởi động quá trình

“bắt đầu chậm” Cơ chế “phát lại nhanh” khôi phục chờ “time-ouf”, cho phép tăng đáng kế thông lượng và hiệu suất sử dụng kênh kết nối TCP Hoạt động của TCP_Tahoe như mô tả trong Hình 2.7

Truyền lại g6i tin, cewnd=1 Bat đầu chậm|* 4 > > Tránh tắc nghẽ cwnd>ssthresh ma menu

Nhận liên tiếp 3 gói ACKs

Nhận liên tiếp 3 gói ACK Ỳ Vv Vv Truyền lại nhanh Hình 2.7: Sơ đồ hoạt động của TCP Tahoe 22.2 TCP Reno

TCP Reno [5] là cải tiến tiếp theo của TCP Tahoe, trong đó sau quá trình “phát lại nhanh” là “phục hồi nhanh” (giảm cewøzđ xuống còn một nửa), chứ không phải là “bắt đầu chậm” (ewzđ=1) Như vậy tránh được hiện tượng “đường ống” khỏi bị rỗng sau khi phát lại nhanh và cần quá trình “bắt đầu chậm” dé dé day đường ống

Với TCP Reno, khi độ lớn cửa số phát đặt vé 1, giá trị ngưỡng (threshold)

Trang 32

22 theo cấp số nhân

Khi dữ liệu bị mắt hay quá thời gian chờ ACK, TCP Reno đặt lại cửa số phát

bang 1, sử dụng cơ chế phát lại nhanh (Fast retransmission) va phục hồi nhanh (Fast

recovery), tram gửi sẽ đi vào giai đoạn phục hồi nhanh, sau khi nhận được một giá

trị ngưỡng cửa số báo nhận ACK lặp bằng 3 Khi số báo nhận lặp đạt đến ngưỡng, trạm gửi sẽ phat lai 1 gói dữ liệu, sau đỏ giảm cửa số tắc nghẽn cwwđi xuống còn

một nửa Sau đó, cứ mỗi lần nhận được 1 ACK, trạm gửi lại gửi đi 1 gói dữ liệu như

được mô tả ở trong Hình 2.8

Truyền lại nhanh

23 dup ACK Gửi lỗi ứửi lỗi 23 dup ACK w=w+l AC \ữzsarhresh Bắt đầu chậm

Hình 2.8 Cơ chế hoạt động của TCP Reno Thuật toán TCP Reno

BI: Khi nhận được gói báo nhận ACK

If W(t)= Threshold then

W(t+Ot):=Wt)+1; // giai doan khởi động chậm Else

W(t+ Dt):=W(t)+1/W(t), // giai đoạn tăng tuyến tính

B2: Khi nhận được 3 gói lặp ACK

Trang 33

Thực luện thuật toán phát và phục hồi nhanh

B3: Khi quá thời gian cho phép Threshold:=W(/2;

W(t=1;

Trong quá trình truyền khi gặp lỗi thì giá trị ngưỡng thay đổi theo công thức:

Threshold = max(Flight size/2, 2*SMSS),

Trong d6 Flight size là số gói tin đã gửi nhưng chưa nhận ACK SMSS là độ lớn tối đa gói tin gửi Trong TCP Reno, các gói ACK cuc bé (partial ACK) giải phóng TCP khỏi trạng thái “phục hồi nhanh”, nếu có nhiều gói dữ liệu bị mất trong một cửa sô thì phải chờ time out đề phát lại

Ưu điểm: Cải thiện đáng kê hiệu năng vẻ thông lượng nếu chỉ có nhiều nhất

la 1 goi dữ liệu bị loại trong các gói dữ liệu của một cửa số

Nhược điểm: Hiệu năng của TCP_Reno sẽ giảm trầm trọng nếu trong một

cửa số có trên một gói dữ liệu bị loại

2.2.3 TCP SACK

Phuong phap TCP Sack cho phép TCP có thể báo nhận ACK các đữ liệu

nhận được mà không theo thứ tự TCP Sack duy trì một biến được goi la pipe, biểu

diễn ước lượng số gói dữ liệu đã gửi vào mạng nhưng chưa có báo nhận Trạm gửi chỉ gửi dữ liệu mới hoặc phát lại khi ước lượng nói trên nhỏ hơn ewøđ Biến pipe sẽ

tăng mỗi khi trạm gửi phát đi một gói dữ liệu mới hoặc phát lại một gói dữ liệu cũ, nó được giảm đi một khi trạm gửi nhận một gói ACK lặp với một tuỳ chọn SACK và báo rằng dữ liệu mới đã được nhận đúng tại trạm nhận

Ưu điểm: Tăng hiệu quả của việc truyền lại TCP bằng cách giảm chu kỳ truyền lại và kỹ thuật SACK cho phép TCP truyền lại nhiều gói tin bi mat trong 1 chu kỳ Nhiều tác giả [6] đã chứng minh được TCP SACK cho phép nâng cao hiệu năng của hệ thống trong trường hợp trễ lớn

Trang 34

24 2.2.4 TCP VEGAS

Ý tưởng then chốt của TCP Vegas là ngăn ngừa các segment bị mất trong quá trình truyền thông và tránh tắc nghẽn mạng TCP Vegas điều khiển kích thước cửa số tắc nghẽn bằng cách theo déi cac RIT (Round Trip Time) R77 là thời gian

được tính từ khi một segment được gửi đi từ trạm phát đến trạm nhận, cho đến khi

trạm phát nhận được segment hồi đáp ACK chứa thông tin về segment đó đã được nhận thành công Nếu thời gian của các R77 được theo dõi tăng, thì TCP Vegas nhận biết mạng sắp bị tắc nghẽn và thực hiện cơ chế tránh tắc nghẽn Nếu thời gian của các R77 giảm thì TCP Vegas nhận biết mạng được khai thông và TCP Vegas thực hiện cơ chế tăng kích thước cửa số đề tận dụng thông lượng của đường truyền Trong quá trình điều khiển truyền thông, TCP Vegas sử dụng các cơ chế: Cơ chế

cửa số trượt, cơ chế bắt đầu chậm, tránh tắc nghẽn, phát lại nhanh, phục hồi nhanh

và cơ chế điều khiển truyền thông của nó Cơ chế bắt đầu chậm được TCP Vegas sử

dụng khi bắt đầu một kết nối Cơ chế phát lại nhanh và phục hồi nhanh được thực hiện khi nó nhan duoc | hodc 3 segment ACK tring lặp số hiệu

Thuật toán TCP Vegas thực hiện như sau: Ký hiệu:

D: là thời gian RTT được theo dõi

Trang 35

> (thường chọn bằng 1) nếu đ#ÿ < y thì cửa số tắc nghẽn sẽ được tăng gấp đôi trong

mỗi lần nhận được ACK hồi đáp Sau pha bắt đầu chậm TCP Vegas thuc hiện pha tránh tắc nghẽn Khi TCP Vegas nhận 3 ACK trùng lặp số hiệu nó thực hiện cơ chế

phát lại nhanh và phục hồi nhanh, tuy nhiên trong pha này TCP Vegas có cải tiến là

nó đặt cửa số xuống còn 3/4 cửa số hiện hành

Ưu điểm: Là phiên bản cải tiến của TCP Reno, có thể đạt được thông lượng

cao hơn so với TCP Reno trên Internet, giảm sự phát lại và thời gian trung bình của RTT ngắn hơn TCP Reno Trong môi trường đồng nhất, thực hiện tốt hơn để đạt thông lượng ổn định và có độ tin cậy cao hơn, thích hợp với mô hình mạng yêu cầu

cao về độ tin cậy

Nhược điểm: Như được chỉ ra trong [7] nếu TCP Vegas có sự cạnh tranh trên đường truyền giữa các TCP khác, thì TCP Vegas tỏ ra kém cạnh tranh, chia sẻ công bằng, định tuyến lại, không công bằng đối với các kết nối cũ hơn

2.3 TCP trong mạng chuyển mạch chùm quang

TCP là giao thức vận chuyên phô biến nhất trên mạng Internet và có thê vẫn như vậy trong những năm tới Trong khi đó, với việc triển khai rộng rãi các đường trục quang và sự trưởng thành của các mô hình mạng chuyển mạch chùm quang gần đây [4] [5] một kết hợp của mạng Internet và cơ sở hạ tầng truyền thông OBS bên dưới có thể là xu hướng tiếp theo Một nhu cầu cấp thiết được đặt ra là cần nghiên

cứu hiệu năng của việc kết hợp TCP trên mạng OBS (7CP-over-OBS)

Như đã thảo luận trong [4], TCP phản ứng với một hoặc nhiều thay đổi trong mạng OBS (¡) Mắt chùm (¡) thay đổi độ trễ đầu cuối và (ii) thay đổi thông lượng Đối với tập hợp chùm một số tham số trong mạng OBS có thể ảnh hưởng đến hiệu suất TCP bao gồm ngưỡng độ dài tập hợp, ngưỡng thời gian, độ trễ trong quá trình tập hợp chùm

Kich thước chùm: Xác suất mất chùm phụ thuộc vào tải mạng và mức độ

tranh chấp chùm trong mạng OBS Trong mạng IP, xác suất mất gói của mỗi gói

không phụ thuộc vào các gói khác và phần lớn là do tràn bộ đệm tại các bộ định

Trang 36

26

làm gia giảm số lượng chùm, nhưng khi mất chùm thì dẫn đến mắt nhiều gói trong một chùm, dẫn đến giảm thông lượng mang do TCP tiến hành điều chỉnh cửa số

nhiều hơn

D6 tré tap hợp chùm : Một yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất là độ trễ mà

gói tin phải chờ trước khi chùm được tập hợp và gửi đi Điều này làm gia tăng đáng kê độ trễ của các gói tin dẫn đến nguy cơ time out hoặc nhận đúp ACK lớn

2.4 Ảnh hưởng tập hợp chùm đến điều khiến cửa số TCP

Đã có một số nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động tập hợp chùm đến điều khiến của số TCP

Kostas Ramantas và các cộng sự trong [4] đã nghiên cứu tác động của độ trễ đối với thống kê lưu lượng giao thức điều khiển truyền thông TCP và để xuất một sơ đỗ tập hợp chùm mới sử dụng kích thước của sé luồng như là tiêu chí ngưỡng tập hợp Thông qua thực nghiệm, nghiên cứu này cho thấy rằng thời gian tập hợp ngắn là lý tưởng phù hợp cho các nguỗn phát đữ liệu có cửa số tắc nghẽn nhỏ, cho phép tăng tốc độ truyền thông của chúng Ngược lại, thời gian tập hợp lớn không mang lại bất kỳ mức tăng thông lượng nào, mặc dù số lượng lớn các phân đoạn trên mỗi

chùm được truyền đi, nhưng dẫn đến sự thay đổi thông lượng thấp, và do đó, tạo ra

một sự công bằng cao hơn giữa các luồng riêng lẻ Trong nghiên cứu này Kostas

Ramantas va các cộng sự đã để xuất một sơ đồ tập hợp chùm mới, tự động phân bổ

các luồng cho các hàng đợi tập hợp khác nhau với các bộ định thời gian tập hợp khác nhau, dựa trên kích thước cửa số tức thời của chúng Kết quả cho thấy sơ đồ tập hợp chùm được để xuất với các bộ định thời gian khác nhau cung cấp thông lượng trung bình cao hơn cùng với phương sai nhỏ hơn, đó là một sự thỏa hiệp tốt

đối với kích thước băng thông

Nghiên cứu trong [4] sử dụng giao thức TCP Sack và cơ chế tập hợp chủm theo ngưỡng thời gian cố định, trong đó các giá trị ngưỡng thời gian khác nhau được thiết lập để xem xét tỉ lệ mất chùm của chúng cũng như cơ chế điều khiển cửa số với giao thức TCP Sack Kết quả mô phỏng được chỉ ra trong Hình 2.9, trong đó Hình 2.9(a) hiển thị số lượng luồng hoạt động so với kích thước file trung bình

Trang 37

trong khi, Hình 2.9(b) hiển thị tỷ lệ mất chùm tương ứng Kết quả này tương ứng với trạng thái ôn định (số lượng nguồn hoạt động không đổi) của các thử nghiệm sau 200 giây thời gian thực hiện

Từ Hình 2.9(a), có thé thấy rằng số lượng nguồn hoạt động trong trường hợp ngưỡng thời gian 5 và 10 ms là tương tự nhau, trong khi trong trường hợp l ms, nó tăng thêm 200 cho tất cả các kích cở luồng trên 600 KB Cần lưu ý ở đây rằng số lượng nguồn hoạt động được đo là một tham số động của thử nghiệm mô phỏng mà có thê thay đổi khi xảy ra mất thêm chủm và đo đó tham số này tương ứng với một số thực tức thời của mạng đang nghiên cứu Một vấn để quan trọng có thể nhận thay

là hon 30% nguồn hoạt động đang ở giai đoạn bắt đầu chậm, trong khi kịch bản mô

phỏng đang ở trạng thái én định sớm hơn nhiều trong trường hợp 5 và 10 ms so với trường hợp của ngưỡng thoi gian | ms 1600 00 a pe = 100 Š 00 ồ 800 ” 600 ra 5 400 => Tmax=ims 8 00 =< Tmax=lŨE =8- Ïma=Bms 0.005 =B- Imax=5ms 20 te Tmax=10ms : == Tmax=ims 0 200 700 1200 280 450 650 850 1080

(a) Average TPfiledze (b) Avg TCPfile size (KB)

Hình 2.9: (a) Số nguồn TCP hoạt động đồng thời tại môi mút biên so với kích thước

file trung bình và (b) tỷ lệ mất chùm tương ứng

Để nghiên cứu về hiệu suất của ngưỡng thời gian tập hợp, Kostas Ramantas

Trang 38

28 — 80 2 70 ® MaxThroughput; 0.4 w 2 & @ Min Throughput 4 2 60 5 = 035 Ee 50 = ~ 2 40 = 5 2: 3 30 > 8 es 3 20 = Š ete 01 5 4 10 = = = 0 0 (b) 0 20 40 60 80 100 Assembly Time (ms)

Hình 2 10: thông lượng tối đa và tối thiểu đo được so với thời gian tập hợp chùm Từ Hình 2.10 có thê thấy rằng thông lượng trung bình đều giảm nhanh chóng khi tăng thời gian tập hợp Thời gian tập hợp lớn sẽ mang lại thông lượng thấp hơn, không có lợi ích từ việc truyền nhiều phân đoạn: tuy nhiên, chúng có thể cung cấp một mức độ cao hơn về sự công bằng giữa các luồng riêng lẻ theo nghĩa là tất cả các luồng đều đạt cùng một giá trị thông lượng và đo đó chia sẻ băng thông mạng một cách công bằng

Trong [5] tham số xác suất giảm dữ liệu cửa số (window data dropping probability - WDDP), được xác định để phân tích tác động của tập hợp và mất chùm đối với hiệu suất mạng theo thời gian khứ hỏi và thông lượng Đề giảm WDDP mà không đưa ra hình phạt độ trễ tập hợp bổ sung nảo, Shuping Peng và các cộng sự trong [5] đã đề xuất một giải thuật tập hợp hướng theo luồng dựa trên cửa số TCP với thời gian tập hợp chùm động (dynamie assembly period - DAP) Trong các giải

thuật tập hợp OBS truyền thống, các gói có cùng đích và loại dịch vụ (class of

service - CoS) được tập hợp thành cùng một chùm, tức là các gói từ các nguồn khác

nhau sẽ được tập hợp thành một chùm Trong trường hợp đó, khi mất dữ liệu sẽ ảnh

hưởng đến nhiều nguồn TCP Trong DAP, các gói từ một kết nối TCP được tập hợp thành một chùm, điều này có thể tránh được tình huống trên Thông qua việc so

sánh hai độ dài chuỗi liên tiếp, DAP có thể theo dõi sự biến thiên của cửa số TCP

Trang 39

- FAP) qua một kết nối TCP và nhiều kết nối TCP Kết quả cho thấy DAP hoạt

động tốt hơn FAP dựa trên xác suất đánh rơi

Shuping Peng và các cộng sự trong [5] đề xuất một giải thuật tập hợp chùm dong cé tén 1a DAP (Dynamic asssembly period) véi việc thay đỗi giá trị cửa số

động theo tỉ lệ mất chùm nhằm tăng thông lượng đạt được với TCP Lưu đồ thuật toán trong Hình 2.11 cho thấy việc thực hiện DAP Hai giá trị trạng thái được ghi

nhớ tại nút biên vào, độ dài chùm trước đó (previous burst_length) và độ dài chùm

hiện tại (current burs(_length) Đầu tiên, thuật toán được khởi tạo với chùm tối thiểu chỉ chứa một phân đoạn TCP và thời gian tập hợp cho chùm tiếp theo được dự

đoán là Tb = curent_burst length / B * 2 theo quy tắc bắt đầu chậm Khi luồng đữ

liệu đến và các gói được nhận, thuật toán được khởi động Trong quá trình chạy thuật toán, khi chùm được tập hợp với thời gian tập hợp dự đoán, độ dài chùm sẽ được ghi nhớ là độ dài chùm hiện tại, sẽ được so sánh với độ dài chùm trước đó Thông qua việc so sánh hai độ dài chùm, có thể dự đoán trạng thái hiện tại của cửa số TCP và cập nhật thời gian tập hợp cho chùm tiếp theo Ví dụ: khi độ dài chùm

hiện tại lớn gấp hai lần chiều dài chùm trước đó, điều đó cho thấy cửa số TCP đang ở giai đoạn bắt đầu chậm, vì vậy chỉ tăng gấp đôi thời gian tập hợp cho lần tập hợp

tiếp theo Mặt khác, nếu độ dài chùm hiện tại không tương quan với độ dài chùm

trước đó và độ dài chùm hiện tại không bằng độ dài chùm tối thiểu ban đầu, thi nó

cho biết cửa số đang ở giai đoạn tránh tắc nghẽn, trong đó cửa số sẽ được tăng thêm

một phân đoạn trên moi RIT, thoi gian tập hợp sẽ được cập nhật như lưu dé thuật toán Ngược lại, nó chỉ ra rằng mất chùm xảy ra và khởi động chậm được kích hoạt,

trong đó giai đoạn tập hợp tiếp theo sẽ được nhân đôi theo quy tắc bắt đầu chậm

Trang 40

30 Start wait | — Fac keLÏS>—_ no received? —~— j}ys Initialization Th = (b1/B)*2 Assembly the first burst; Tp*B -> C_bl: T,=€ bl/B+T ‘step ————-_—- no = Ty=Ty ———~— Assembly T, *B -> C_bI; bl -= F bị;

Hình 2.11: Lưu đồ thuật toán DAP bl: độ dài chùm, B: băng thông truy cập; C_ bi: Chiểu

dai chim hién tai; P_bl: Chiểu dài chùm trước đó; T: thời gian tập hợp; Tay: thời gian

tập họp tối da; Tuep: Thời gian xử lý gói tin với một phân đoạn

Các tác giả trong [5] cũng đề xuất kiến trúc nút biên hỗ trợ cho việc thực

hiện DAP Cụ thể, nếu chỉ tập hợp các gói tin từ cùng một kết nối TCP, việc mất

chim sé chỉ ảnh hưởng đến một nguồn TCP Đối với một kết nối duy nhất, kiến trúc

nút biên vào cho thuật toán DAP là như trong Hình 12 Khi nhiều kết nối được mở

song song việc tập hợp từ nhiều kết nối khác nhau cũng sẽ được xử lý song song Kiến trúc nút biên vào cho nhiều kết nối được đưa ra trong Hình 2.12