Luận án tiến sĩ toán học : Một số cơ chế điều khiển tránh tác nghẽn tại nút lõi trong mạng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẶNG THANH CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC HÀ NỘI – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẶNG THANH CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG Chuyên ngành: BẢO ĐẢM TỐN HỌC CHO MÁY TÍNH VÀ HỆ THỐNG TÍNH TỐN Mã số: 62.46.35.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ TỐN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Vũ Duy Lợi TS Võ Viết Minh Nhật HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác Hà nội, tháng 12 năm 2013 Tác giả Đặng Thanh Chương LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Phó giáo sư, Tiến sĩ Vũ Duy Lợi Tiến sĩ Võ Viết Minh Nhật, người Thầy tâm huyết tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, giúp đỡ dành nhiều thời gian trao đổi, định hướng cho tơi q trình thực Luận án Tôi gởi lời cảm ơn chân thành đến Giáo sư, Tiến sĩ khoa học Đỗ Văn Tiến Đại học Bách Khoa Kinh tế Budapest, Hungary hỗ trợ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu liên quan đến Luận án Tôi xin gởi lời cám ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam, Thầy giáo Phịng liên quan Viện, đặc biệt Thầy Đặng Văn Đức, Thầy Nguyễn Văn Tam Thầy Phạm Thanh Giang tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân yêu gia đình, đến hương hồn Ba, đến Mẹ, người suốt đời tận tụy, hi sinh cho Cám ơn Vợ Con gái, Con trai yêu ủng hộ, tạo điều kiện giúp đỡ để Anh yên tâm học tập, nghiên cứu Cuối cùng, xin gởi lời cám ơn đến bạn bè thân thiết, đồng nghiệp Khoa CNTT, Khoa Toán, Trường Đại học Khoa học Huế cổ vũ, động viên thời gian thực Luận án i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH VẼ viii DANH MỤC BẢNG xi MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Mạng truyền dẫn quang công nghệ chuyển mạch quang 1.1 1.1.1 Chuyển mạch kênh quang 1.1.2 Chuyển mạch gói quang 1.1.3 Chuyển mạch chùm quang Mạng chuyển mạch chùm quang 1.2 1.2.1 Đặc trưng chung mạng chuyển mạch chùm quang 1.2.2 Kiến trúc mạng chuyển mạch chùm quang 1.2.3 Cơ chế hoạt động mạng chuyển mạch chùm quang 11 1.2.3.1 Tập hợp chùm 11 1.2.3.2 Định tuyến chùm 13 1.2.3.3 Báo hiệu chùm 14 1.2.3.4 Lập lịch chùm 15 1.2.3.5 Xử lý tranh chấp chùm 16 Đánh giá hiệu mạng chuyển mạch chùm quang 21 1.3 1.3.1 Đặt vấn đề 21 1.3.2 Các nghiên cứu liên quan đến Luận án 22 1.3.3 Vấn đề nghiên cứu Luận án 24 Kết luận chương 25 1.4 Chương ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN BẰNG ĐỊNH TUYẾN LỆCH HƯỚNG KẾT HỢP VỚI ĐƯỜNG TRỄ QUANG FDL 26 2.1 Định tuyến lệch hướng dựa giao thức báo hiệu JET 26 2.2 Kiến trúc nút lõi OBS nguyên tắc chuyển mạch 27 2.3 Mơ hình phân tích giả thiết 29 2.3.1 Các giả thiết 29 2.3.2 Mơ hình phân tích 30 ii 2.4 Mơ hình định tuyến lệch hướng khơng có ưu tiên (mơ hình DRNP) 31 2.5 Mơ hình định tuyến lệch hướng có ưu tiên (mơ hình DRWP) 33 2.5.1 Lược đồ chuyển trạng thái hệ phương trình trạng thái cân 33 2.5.2 Tính toán xác suất tắc nghẽn 35 2.5.3 Một số kết phân tích 38 2.6 Mơ hình định tuyến lệch hướng có ưu tiên với đường trễ quang FDL (mơ hình DRPF) 41 2.6.1 Lược đồ chuyển trạng thái hệ phương trình trạng thái cân 41 2.6.2 Tính tốn xác suất tắc nghẽn 45 2.6.3 Một số kết phân tích 46 2.7 Mơ hình định tuyến lệch hướng giai đoạn (mơ hình DRND) 49 2.7.1 Mơ hình phân tích 49 2.7.2 Một số kết phân tích 54 2.8 Kết luận chương 56 Chương ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN BẰNG CHUYỂN ĐỔI BƯỚC SĨNG CĨ/KHƠNG CĨ SỰ LỆCH HƯỚNG 57 3.1 Mơ hình giả thiết chung 57 3.2 Điều khiển tắc nghẽn dựa chuyển đổi bước sóng khơng xét lệch hướng 58 3.2.1 Mơ hình với kiến trúc nút lõi SPIL giới hạn chuyển đổi bước sóng 59 3.2.2 Mơ hình với kiến trúc nút lõi SPL giới hạn chuyển đổi bước sóng 72 3.3 Điều khiển tắc nghẽn kiến trúc nút lõi SPL giới hạn chuyển đổi bước sóng có hỗ trợ khả lệch hướng (mơ hình SPLDF) 78 3.3.1 Kiến trúc nút lõi số giả thiết bổ sung 78 3.3.2 Mơ hình phân tích với giới hạn chuyển đổi bước sóng 79 3.3.3 Mở rộng mơ hình phân tích với giới hạn vùng chuyển đổi bước sóng 83 3.3.4 Thuật tốn tính ma trận tốc độ chuyển trạng thái Q 83 3.3.5 Một số kết phân tích 87 3.4 Kết luận chương 90 Chương CÁC MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN VỚI LƯU LƯỢNG ĐẾN LÀ TỔNG QUÁT (GI) HAY NON-POISSON 91 4.1 Đặt vấn đề 91 4.2 Mơ hình phân tích xác suất tắc nghẽn lưu lượng lệch hướng cổng nút lõi OBS với lưu lượng non-Poisson 91 4.2.1 Một số giả thiết 92 4.2.2 Tính xác suất tắc nghẽn với lưu lượng non-Poisson phương pháp xấp xỉ ERT 93 iii 4.2.3 Tính xác suất tắc nghẽn với lưu lượng lệch hướng tổng qt GI mơ hình GI/M/ω/ω 95 4.2.4 Trường hợp đặc biệt với trình đến trình Poisson ngắt 96 4.2.5 Phân tích kết 99 4.3 Mơ hình phân tích nút lõi OBS với trình đến Renewal Poisson 103 4.3.1 Một số giả thiết mở rộng 103 4.3.2 Mơ hình phân tích 104 4.3.3 Độ trễ trung bình đường trễ quang FDL 105 4.3.4 Xác suất tắc nghẽn nút lõi OBS với trình đến Renewal Poisson 108 4.3.5 Phân tích kết 112 4.4 Kết luận chương 115 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 116 Danh mục cơng trình tác giả 118 Tài liệu tham khảo 120 iv DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt Burst Chùm (quang) liệu Burst Loss Probability Xác suất chùm Blocking Probability Xác suất tắc nghẽn Caried traffic Lưu lượng mang Deflection Routing Định tuyến lệch hướng Infinitesimal generator matrix Ma trận tốc độ chuyển trạng thái tổng quát Lightpath Kênh quang Loss system Hệ thống tổn thất Mean Delay Độ trễ trung bình Mean value Giá trị kỳ vọng Mixed loss –delay system Hệ thống kết hợp tổn thất - trễ Multi-dimensional traffic model Mơ hình lưu lượng đa chiều Offset time Khoảng cách (thời gian) gói điều khiển chùm liệu Overflow traffic Lưu lượng tràn Quality of Service Chất lượng dich vụ Offered traffic Lưu lượng đến (cung cấp đến) Renewal process Quá trình hồi phục (đổi mới) Traffic Lưu lượng Deflection Traffic Lưu lượng lệch hướng Non-Deflection Traffic Lưu lượng không lệch hướng Traffic load Tải lưu lượng Variance value Giá trị phương sai v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ký hiệu Diễn giải tiếng Anh Diễn giải tiếng Việt AONs All-Optical Networks Mạng toàn quang BCP Burst Control Packet Gói điều khiển chùm CCG Control Channel Group Nhóm kênh điều khiển CWC Complete Wavelength Conversion Chuyển đổi bước sóng hồn tồn DB Data Burst Chùm liệu DRNP Deflection Routing without Priority Định tuyến lệch hướng không xét độ ưu tiên DRWP Deflection Routing with Priority Định tuyến lệch hướng có xét độ ưu tiên DRPF Deflection Routing with Priority and FDL Định tuyến lệch hướng có xét độ ưu tiên với FDL DRND Deflection Routing “3-stage” “no drop” Định tuyến lệch hướng giai đoạn DCG Data Channel Group Nhóm kênh liệu ERT Equivalent Random Theory Lý thuyết ngẫu nhiên tương đương FCFS First Come First Service Đến trước phục vụ trước FDL Fiber Delay Line Đường trễ quang FWC Full Wavelength Conversion Chuyển đổi bước sóng với phân bố đầy đủ GoS Grade of Service Cấp độ dịch vụ General Independent distribution (renewal process) Phân phối tổng quát (quá trình đến độc lập) GMPLS Generalized Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát IP Internet Protocol Giao thức Internet IPP Interrupted Poisson Process Quá trình Poisson ngắt JET Just Enough Time Giao thức báo hiệu với thời gian đặt GI vi trước tài nguyên vừa đủ LAUT Lastest Available Unscheduled Time Thời gian chưa lập lịch khả dụng sau LCFS Last Come First Service Đến sau phục vụ trước LRWC Limited Range Wavelength Conversion Chuyển đổi bước sóng với vùng chuyển đổi có giới hạn Limited Share-per-in-Link Chuyển đổi bước sóng với vùng chuyển đổi có giới hạn với kiến trúc SPIL Markovian (Poisson process (or random) arrival process) Quá trình đến Poisson Markovian (Exponential service time) Phân phối mũ MMPP Markov Modulated Poisson Process Quá trình Poisson điều chế Markov NFWC Non-Full Wavelength Conversion Chuyển đổi bước sóng với phân bố khơng đầy đủ OBS Optical Burst Switching Chuyển mạch chùm quang OBSNs Optical Burst Switching Networks Mạng chuyển mạch chùm quang OCS Optical Circuit Switching Chuyển mạch kênh quang OEO Optical-to-Electrical-to-Optical Chuyển đổi quang-điện-quang OPS Optical Packet Switching Chuyển mạch gói quang OPSNs Optical Packet Switching Networks Mạng chuyển mạch gói quang OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang OXC Optical Cross Connect Thiết bị chuyển mạch (đấu chéo) quang PASTA Poisson arrivals see time average Tính chất PASTA PSPIL Partial Share-per-in-Link Giới hạn số chuyển đổi bước sóng với kiến trúc SPIL PLSPIL Partial Limited Share-per-in-Link Giới hạn chuyển đổi bước sóng với kiến trúc SPIL Partial Wavelength Converters Giới hạn số chuyển đổi bước sóng (Chuyển đổi bước sóng với phân bố phần) LSPIL M PWC 113 Khi xét với trường hợp riêng l luồng lưu lượng, có kết Hình 4.14 với xác suất tắc nghẽn luồng lưu lượng lệch hướng (quá trình đến IPP) với cường độ lưu lượng đến thay đổi (theo giá trị trung bình ) Ở thay đổi giá trị cách mở rộng số cổng , tức lưu lượng lệch hướng đến kết nối xét (C-D) tăng lên Hình 4.14 Xác suất tắc ngh n luồng lệnh hướng giai đoạn vs β Ngoài tham số xác suất tắc nghẽn, chúng tơi phân tích với giá trị độ trễ trung bình FDL theo cường độ lưu lượng lệch hướng (Hình 4.15) Hình 4.15 Độ trễ trung bình luồng lệnh hướng dãy F L vs β Hình 4.16 kết so sánh xác suất tắc nghẽn giai đoạn lưu lượng lệch hướng có q trình đến Renewal (lưu lượng ) trình đến Poisson, cách tương ứng Rõ ràng, lưu lượng lưu lượng bursty 𝑍 nên xác suất tắc nghẽn cao so với lưu lượng Poisson 𝑍 114 Hình 4.16 Xác suất tắc ngh n lưu lượng GI lưu lượng Poisson vs β Kết phân tích ứng với mơ hình lưu lượng mơ hình phân tích trường hợp so sánh với phương pháp tính ứng với mơ hình DRNP Chương với trình đến lưu lượng lệch hướng Poisson (tính theo cơng thức từ (4.45) đến (4.49)) Khi đó, giá trị theo cơng thức (4.39) (4.40) tính lại theo công thức (2.59) sau [6][8]: ⁄ 𝑍 𝑍 với (4.50) ( 𝑍 ) tốc độ đến lưu lượng lệch hướng (Poisson) kết nối C-D Hình 4.17 Xác suất tắc ngh n với luồng lệnh hướng Poisson – so sánh với mơ hình DRNP vs β Kết so sánh cho thấy có trùng khớp hai phương pháp (phương pháp tính mơ hình phương pháp tính mơ hình DRNP) (xem Hình 115 4.17) Điều cho thấy tính phương pháp sử dụng với trường hợp tổng qt (lưu lượng ) mơ hình phân tích 4.4 Kết luận chương Các mơ hình Chương mở rộng mơ hình phân tích Chương với trường hợp lưu lượng lệch hướng lưu lượng tổng qt (q trình Renewal) Theo đó, chúng tơi phân tích việc kết hợp lưu lượng lệch hướng (lưu lượng tràn, non-Poisson) có q trình đến Renewal (với trường hợp đặc biệt trình IPP) lưu lượng khơng lệch hướng Poisson Các mơ hình hàng đợi sử dụng trường hợp mơ hình non-Markov, có dạng , [A8][A9], thường khơng sử dụng mơ hình hàng đợi Markov truyền thống để phân tích Thay vào đó, phương pháp xấp xỉ ERT GI sử dụng Kết so sánh phương pháp so sánh với trường hợp lưu lượng Poisson (ở mơ hình nghiên cứu) cho thấy tính mơ hình phân tích đề xuất Chương 116 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong phạm vi nghiên cứu Luận án với tên “PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG”, Luận án tập trung nghiên cứu Mạng chuyển mạch chùm quang nói chung tốn giải tắc nghẽn nói riêng nút lõi OBS Trên sở đó, Luận án đề xuất, cải tiến mơ hình phân tích số chế điều khiển tránh tắc nghẽn định tuyến lệch hướng, chuyển đổi bước sóng đường trễ quang FDL nút lõi OBS Phương pháp sử dụng Luận án sử dụng mơ hình hàng đợi Markov mở rộng với mơ hình non-Markov trường hợp đơn giản, kết hợp với phương pháp mô (cho mơ hình hàng đợi) để đánh giá hiệu hệ thống thông qua giá trị xác suất tắc nghẽn chùm Cụ thể, Luận án đạt số kết sau: (1) Cải tiến mơ hình tốn học phân tích ảnh hưởng định tuyến lệch hướng kết hợp đường trễ quang FDL [A5][A6][A7] Từ mơ hình phân tích, xây dựng cơng thức tính xác suất tắc nghẽn tương ứng, từ đánh giá hiệu nút lõi OBS Trên sở mơ hình ban đầu DRNP, Luận án đề xuất mơ hình với trường hợp xem xét độ QoS (độ ưu tiên lớn cho lưu lượng lệch hướng) (mơ hình DRWP) nhằm hỗ trợ lưu lượng lệch hướng [A7] cải tiến mơ hình DRWP theo hướng hỗ trợ thêm cho lưu lượng không lệch hướng cách bổ sung FDL dành riêng cho lưu lượng không lệch hướng (mơ hình DRPF) [A5] Một hướng tiếp cận khác mơ hình DRPF mở rộng mơ hình với giai đoạn đề xuất mơ hình DRND [A6] Kết so sánh với mơ hình đề xuất trước [19][58] cho thấy hiệu mơ hình cải tiến định tuyến lệch hướng sử dụng phương pháp giải tranh chấp nút lõi OBS (2) Cải tiến, đề xuất mơ hình phân tích, đánh giá hiệu nút lõi OBS theo phương pháp chuyển đổi bước sóng có/khơng kết hợp với định tuyến lệch hướng Đối với nút lõi OBS có kiến trúc SPIL, đề xuất mơ hình PLSPIL xem xét với tất trường hợp giới hạn chuyển đổi bước sóng giới hạn vùng chuyển bước, sở cải tiến từ mơ hình PSPIL LSPIL [A2] Ngoài mục tiêu đánh giá hiệu nút lõi OBS, mơ hình PLSPIL xem xét với chi phí thực chuyển 117 đổi bước sóng Mơ hình mang tính thực tế cao Với kiến trúc SPL, đề xuất mơ hình SPLDF với việc xét đến khả lệch hướng chùm nút lõi OBS [A1][A3] Kết so sánh với mơ hình cổng [38] cho thấy hiệu nút lõi tăng có xem xét đến khả lệch hướng  Ứng với mơ hình phân tích, Luận án xây dựng ma trận tốc độ chuyển trạng thái tổng qt Q: ứng với mơ hình Markov 2-chiều [A1] ứng với mơ hình đề xuất SPLDF [A3][A4] (3) Ngoài việc xem xét lưu lượng đến tuân theo trình Poisson, Luận án mở rộng với trường hợp xem lưu lượng lệch hướng có trình đến trình Renewal (lưu lượng tổng quát ), với trường hợp đặc biệt trình IPP [A8][A9] Vì vậy, xem hướng giải (mà chưa có mơ hình liên quan đề cập) Tính đắn mơ hình mở rộng chứng minh thơng qua kết so sánh với trường hợp lưu lượng lệch hướng Poisson Các mơ hình đề xuất Chương 2, Chương Chương dẫn dắt, diễn giải xuất phát từ mơ hình đơn giản đến mơ hình phức tạp Vì vậy, xem mơ hình DRWP, DRPF Chương 2; mơ hình PLSPIL, SPLDF Chương 3; mơ hình với trình đến Renewal Poisson Chương kết thể giá trị khoa học chủ yếu Luận án Trên sở nghiên cứu kết đạt Luận án, chúng tơi nhận thấy cịn nhiều hướng mở đề tài, như: - - Xem xét việc tối ưu chi phí chuyển đổi bước sóng, số lượng, độ dài đường trễ quang FDL Mở rộng mơ hình phân tích với chế điều khiển tắc nghẽn có xét đến ảnh hưởng toán liên quan toán tập hợp chùm, toán lập lịch chùm, báo hiệu hay định tuyến phân phối bước sóng… Tiếp tục mở rộng với mơ hình cải tiến Chương (DRWP, DRPF, DRND) với lưu lượng lệch hướng đến non-Poisson Nghiên cứu mở rộng với phương pháp mơ máy tính tồn mạng OBS 118 Danh mục cơng trình tác giả A1 Dang Thanh Chuong , Vu Duy Loi, Vo Viet Minh Nhat (2012) ”A Model , for the Performance Analysis of SPL-OBS Core Nodes with Deflection Routing”, 4th International Conference on Computational Collective Intelligence Technologies and Applications (ICCCI'2012), Lecture Notes in Artificial Intelligence of Springer-Verlag (LNAI 7564), pp 152-161 A2 Đặng Thanh Chương, Nguyễn Thị Thu Hồi (2012), “Mơ hình phân tích nút lõi OBS kiến trúc SPIL với giới hạn chuyển đổi bước sóng mạng chuyển mạch chùm quang”, Chuyên san C c c ng tr nh nghiên cứu, ph t triển ứng dụng c ng nghệ th ng tin truyền th ng (CNTT&TT) Kỳ 3, Tập V-1, Số (27), pp 22-30 A3 Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2011), “Mơ hình phân tích kết hợp chuyển đổi bước sóng có giới hạn định tuyến lệch hướng mạng chuyển mạch chùm quang sử dụng chuỗi Markov 4chiều”, Tạp chí Tin h c điều khiển h c, T.27, S.4, pp 306-316 A4 Đặng Thanh Chương (2011), “Một phương pháp tính ma trận tốc độ chuyển trạng thái với mơ hình chuyển đổi bước sóng phần mạng chuyển mạch chùm quang OBS”¸ Kỷ yếu Hội nghị khoa học quốc gia lần thứ V - FAIR “Nghiên cứu ứng dụng c ng nghệ th ng tin”, Đồng Nai, pp 121-131 A5 Chuong Dang Thanh, Loi Vu Duy, Nhat Vo Viet Minh (2011), “A Performance Analysis of Deflection Routing and FDLs with WavelengthBased QoS in OBS Networks”, International Conference on Cyber-Enabled Distributed Computing and Knowledge Discovery (CyberC), ISBN: 978-14577-1827-4, pp 72-78 (IEEE) A6 Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2011), “Phân tích mơ hình kết hợp định tuyến lệch hướng đường trễ quang FDL nhằm giải vấn đề tắc nghẽn mạng chuyển mạch chùm quang OBS”, Tạp chí Tin h c điều khiển h c, T.27, S.1, pp 61-71 119 A7 Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2011), “Một mô hình kết hợp đường trễ FDL hỗ trợ định tuyến lệch hướng mạng chuyển mạch chùm quang”, Chuyên san Các cơng trình nghiên cứu, ph t triển ứng dụng c ng nghệ th ng tin truyền th ng (CNTT&TT) Kỳ 3, Tập V-1, Số (25), pp 22-31 A8 Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2013), “Mơ hình phân tích xác suất tắc nghẽn nút lõi OBS dựa lý thuyết tràn”, Chuyên san C c c ng tr nh nghiên cứu, ph t triển ứng dụng c ng nghệ th ng tin truyền th ng (CNTT&TT) Tập V-1, Số (29), pp 14-22 A9 Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2012), “Mơ hình phân tích nút lõi chuyển mạch chùm quang với trình đến Renewal Poisson”, Tạp chí Tin h c điều khiển h c, T.28, S.4, pp 359-372 120 Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt [1] Đặng Thanh Chương (2011), “Một phương pháp tính ma trận tốc độ chuyển trạng thái với mơ hình chuyển đổi bước sóng phần mạng chuyển mạch chùm quang OBS”¸ Kỷ yếu Hội nghị khoa học quốc gia lần thứ V - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin (FAIR), Đồng Nai, tr 121-131 [2] Đặng Thanh Chương, Nguyễn Thị Thu Hồi (2012), “Mơ hình phân tích nút lõi OBS kiến trúc SPIL với giới hạn chuyển đổi bước sóng mạng chuyển mạch chùm quang”, Chun san Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông (CNTT&TT) Kỳ 3, Tập V-1, Số (27), tr 2230 [3] Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2011), “Phân tích mơ hình kết hợp định tuyến lệch hướng đường trễ quang FDL nhằm giải vấn đề tắc nghẽn mạng chuyển mạch chùm quang OBS”, Tạp chí Tin học điều khiển học, T.27, S.1, tr 61-71 [4] Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2011), “Mơ hình phân tích kết hợp chuyển đổi bước sóng có giới hạn định tuyến lệch hướng mạng chuyển mạch chùm quang sử dụng chuỗi Markov 4-chiều”, Tạp chí Tin học điều khiển học, T.27, S.4, tr 306-316 [5] Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2011), “Một mơ hình kết hợp đường trễ FDL hỗ trợ định tuyến lệch hướng mạng chuyển mạch chùm quang”, Chun san Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông (CNTT&TT) Kỳ 3, Tập V-1, Số (25), tr 22-31 [6] Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2013), “Mơ hình phân tích xác suất tắc nghẽn nút lõi OBS dựa lý thuyết tràn”, Chuyên san Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông (CNTT&TT), Tập V-1, Số (29), pp 14-22 [7] Đặng Thanh Chương, Vũ Duy Lợi, Võ Viết Minh Nhật (2012), “Mơ hình phân tích nút lõi chuyển mạch chùm quang với trình đến Renewal Poisson”, Tạp chí Tin học điều khiển học, T.28, S.4, tr 359-372 121 Tài liệu tiếng Anh [8] Andreas Brandt, Manfred Brandt (2002), “On the Moments of the Overflow and Freed Carried Traffic for the GI/M/C/0 System”, Meth and Comp in Appl Prob 4, pp 69-82 [9] Averill M Law (1999), “Simulation models & analysis”, McGraw-Hill International Edition [10] Akimaru H., Kawashima K (1999), “Teletraffic: Theory and Applications”, 2nd Edition, Springer, Germany [11] Akimaru, H Kuribayashi, H.Inoue, T (1998), “Approximate evaluation for mixed delay and loss systems with renewal and Poisson inputs”, IEEE Transactions on Communications, Vol 36, No 7, pp 850-854 [12] Anatol Kuczura (1973), “The Interrupted Poisson Process as an overflow process”, The Bell System Technical Journal, 52(3): pp 437-448 [13] Ali Rajabi, Aresh Dadlani, Ahmad Kianrad, Ahmad Khonsari and Farzaneh Varaminian (2009), “Mathematical Analysis of Wavelength-Based QoS Management in Optical Burst Switched Networks”, The 3rd International Conference of Asia Modelling Symposium – Bandung, Indonisia [14] A Lazzez (2007), “Optical Burst-Switched Networks: Design, Modeling and Performances Analysis”, Doctor of Philosophy, CN&S research lab Engineering school of communications Techno-parc El Ghazala, Route de Raoued Ariana, 2083, Tunisia [15] Andrew Zalesky, Hai Le Vu, Zvi Rosberg, Eric W M Wong and Moshe Zukerman (2004), “Modelling and performance evaluation of optical burst switched networks with deflection routing and wavelength reservation”, in Proc Of the IEEE INFOCOM 2004, vol 23, no 1, Hong Kong, China, pp 1865–1872 [16] Ashok K Turuk, Rajeev Kumar (2006), “A flexible contention resolution scheme for QoS provisioning in optical burst switching networks”, Computer Communications 29, pp 2361-2376 [17] B Praveen, J Praveen, C.S.R Murthy (2006), ”A survey of differentiated QoS schemes in optical burst switched networks”, Optical S itching and Networking, vol.3, pp 134–142 [18] Bin Zhou, Mostafa A Bassiouni (2012), “Threshold-based preemption scheme for improving throughput in OBS networks”, Photonic Network Communications, Volume 24, Issue , pp 12-21 122 [19] C F Hsu, T L Liu, and N F Huang (2002), “Performance analysis of deflection routing in optical burst-switched networks,” in Proc of the IEEE INFOCOM, vol 1, pp 66–73 [20] Chen Hehe, Gao Zehua, Ning Fan, and Kyungsup Kwak Member (2009), “A novel Burst Assembly Algorithm Based on Control Channel and Traffic Type for OBS”, in Proceedings of the 15th Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2009)-121, IEEE, pp 507 – 510 [21] C McArdle and D Tafani, and L P Barry (2009) “Equivalent Random Analysis of a Buffered Optical Switch with General Interarrival Times”, SPECT, pp 238-245 [22] C McArdle, D Tafani, and L P Barry (2011), “Analysis of a Buffered Optical Switch with General Interarrival Times”, Journal of Networks, vol 6, no 4, pp 536-548 [23] Conor McArdle, Daniele Tafani and Liam P Barry (2011), “Analytical Model of Optical Burst Switched Networks with Share-per-Node Buffers”, IEEE pp 512-518 [24] Conor McArdle, Daniele Tafani and Liam P Barry (2012), “A two-moment performance analysis of optical burst switched networks with shared fibre delay lines in a feedback configuration”, Optical Switching and Networking, pp 1-13 [25] Daniele Tafani, (2012), “Analytic Modelling and Resource Dimensioning of Optical Burst Switched Networks”, Doctor of Philosophy, School of Electronic Engineering, Faculty of Engineering and Computing, Dublin City University [26] Dang Thanh Chuong, Vu Duy Loi, Vo Viet Minh Nhat (2011), “A Performance Analysis of Deflection Routing and FDLs with Wavelength-Based QoS in OBS Networks”, International Conference on Cyber-Enabled Distributed Computing and Knowledge Discovery (CyberC), ISBN: 978-1-4577-1827-4, IEEE, pp 72-78 [27] Dang Thanh Chuong , Vu Duy Loi, Vo Viet Minh Nhat (2012) “A Model for the Performance Analysis of SPL-OBS Core Nodes with Deflection Routing”, 4th International Conference on Computational Collective Intelligence Technologies and Applications (ICCCI'2012), Vol A, Lecture Notes in Artificial Intelligence (LNAI 7654) of Springer-Verlag, pp 152-161 [28] Danka Pevac, Risto Bojovic, and Ivana Petrovic (2008), “Modelling and Performance Evaluation of Optical Burst Switched Node with Deflection Routing , 123 and Dynamic Wavelength Allocation”, Electronics and Electrical Engineering, vol 21, no.2, pp 183-194 [29] D.M Shan, K.C Chua, G Mohan (2010), “On Burst Rescheduling in OBS Networks with Partial Wavelength Conversion Capability”, Computer Networks, Vol 54, pp 706–715 [30] Eric W M Wong, Jayant Baliga, Moshe Zukerman, Andrew Zalesky, and Garvesh Raskutti (2009), “A New Method for Blocking Probability Evaluation in OBS/OPS Networks With Deflection Routing”, Journal of Lightwave Technology, Vol 27, No 23, pp 5335-5347 [31] Gauger C.M., Köhn M., Scharf J (2004), “Comparison of Contention Resolution Strategies in OBS Network Scenarios”, 6th International Conference on Transparent Optical Networks ICTON 2004, Wroclaw, Poland [32] Jason p Jue, Vinod M., Vokkarane (2005), “Optical Burst Switched Networks”, Springer Science + Business Media, Inc [33] J Lambert (2008), “Performance Analysis of Optical Fibre Delay Line Buffers and DOCSIS Cable Modem Networks”, Doctor of Philosophy, Universiteit Antwerpen Faculteit Wetenschappen [34] Joel J.P.C Rodrigues, Mário M Freire, Nuno M Garcia, Paulo M.N.P Monteiro, (2007), “Enhanced Just-in-Time: A New Resource Reservation Protocol for Optical Burst Switching Networks” [35] Jolyon Ambrose Scoresby White (2007), “Modelling and Dimensioning of Optical Burst Switching Networks”, Doctor of Philosophy, Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Melbourne [36] J.N.T Sanghapi, H Elbiaze, M.F Zhani (2007), “Adaptive Burst Assembly Mechanism for OBS Networks Using Control Channel Availability”, in Proceeding of International Conference on Transparent Optical Networks - ICTON '07, pp 96 – 100 [37] J Xu, C Qiao, J Li, G Xu (2003), ”Efficient channel scheduling algorithms in optical burst switched networks”, in Proceedings of INFOCOM2003, vol.3, pp.2268-2278 [38] Hailong Li and Ian Li-Jin Thng (2005), “Performance analysis of a Limited Number of Wavelength Converters in an Optical Switching Node”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol 17, No 5, pp 1130-1132 124 [39] Hailong Li (2005), “Modeling and system improvements for Wavelength Conversion in Optical Switching nodes”, Doctor of Philosophy, Department of Electrical and Computer Engineering National University of Singapore [40] Hongyi Wu, Chunming Qiao (2003), “Modeling iCAR via MultiDimensional Markov Chains”, Mobile Networks and Application 8, pp 295-306 [41] K Ramantas, T.R Vargas, J.C.Guerri and K.Vlachos (2009), “A preemptive scheduling scheme for flexible QoS provisioning in OBS networks”, in Proceeding of BROADNETS 2009 - 6th International ICST Conference on Broadband Communications, Networks, and Systems, pp 1-6 [42] Ljolje M., Inkret R., Mikac B (2005), “A Comparative Analysis of Data Scheduling Algorithms in Optical Burst Switching Networks”, in Proceeding of Optical Network Design and Modeling, pp 493 – 500 [43] M Casoni, F Guidorzi, E Luppi and M L Merani (2006), ”Performance evaluation of channel scheduling algorithms with different QoS classes”, in Proceeding of 14th IEEE International Conference on Networks, ICON '06, pp 1-6 [44] Manfred Schneps-Schneppe, Jains.Sedols (2010), “On Erlang B-formula and ERT Method Extension”, International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), IEEE, pp 5560 [45] Manfred Schneps-Schneppe, Jains Sedols (2011), “Application of Erlang’s Formula for Non-Poisson Flows”, ISSN 0146-4116, Automatic Control and Computer Sciences, 2011, Vol.45, No.2, pp.86–93 [46] Md Shamim Reza, Md Maruf Hossain and Satya Prasad Majumder (2010), “Evaluation of Burst Loss Rate of an Optical Burst Switching (OBS) Network with Wavelength Conversion Capability”, Journal of Telecommunications, Volume 2, Issue 1, pp 102-109 [47] Miroslaw Klinkowski (2008), “Offset Time-Emulated Architecture for Optical Burst Switching - Modelling and Performance Evaluation”, Doctor of Philosophy, Universitat Polit`ecnica de Catalunya [48] Minglei Fu and Zichun Le (2009), “Design of assembly control algorithm based on burst-size feedback for optical burst switching network”, in Chinese Optics Letters, Vol 7, No 5, pp 377 -379 [49] Mohamed H S Morsy, Mohammed Y S A Sowailem, and Hossam M H Shalaby (2010), “Performance Analysis of a Core Node Equipped with Wavelength 125 Converter Pool in an Optical Burst Switched Network”, 17th International Conference on Telecommunications, IEEE, pp 516 - 522 [50] Moshe Zukerman (2011), “Introduction to Queueing Theory and Stochastic Teletraffc Models”, Copyright M Zukerman © 2000-2011 [51] N Akar and E Karasan (2006), “Wavelength converter sharing in asynchronous optical packet/burst switching: an exact blocking analysis for markovian arrivals”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 24, no 12, pp 69-80 [52] N Akar, E Karasan, K.G Vlachos, E.A Varvarigos, D Careglio, M Klinkowski, J Solé-Pareta (2010), ”A survey of quality of service differentiation mechanisms for optical burst switching networks”, Optical Switching and Networking, vol.7, pp 1-11 [53] Nandi M., Turuk A K., Puthal D K., Dutta S.(2009), “Best Fit Void Filling Algorithm in Optical Burst Switching Networks”, in Proceeding of IEEE [54] Phung, Minh Hoang (2005), “Algorithms for quality of service provisioning and enhancement in optical burst switched networks”, Doctor of Philosophy, Department of Electrical and Computer Engineering National University of Singapore [55] P Menon (2009), “Towards an Optimal Core Optical Network Using Overflow Channels”, Doctor of Philosophy, University of Pittsburgh [56] Pedro Reviriego, Anna Maria Guidotti, Carla Raffaelli, Javier Aracil (2008), “Blocking of optical burst Switches with share wavelength converters: exact formulation and analytical approximations”, Photon Netw Commun, Springer Science [57] R Chakka (1995), “Performance and reliability modelling of computing systems using spectral expansion”, PhD thesis, University of Newcastle upon Tyne, Newcastle upon Tyne [58] R.Bojovc, D.Pevac, I Petrovic (2008), “An Approach to Resolving Contention in an Optical Burst Switched WDM Network”, ISSN 1392 – 1215Electronics and Electrical Engineering, No 3(83) [59] S Azodolmolky, A Tzanakaki, I Tomkos (2007), “A Simulation Study of Adaptive Burst Assembly Algorithms in Optical Burst Switched Networks with Self-Similar Traffic Sources”, Annals Journal of Telecommunications, vol 62, no 5-6, pp 584-603 126 [60] Seckin Ozsarac and Ezhan Karasan (2008), “Congestion Window Based Adaptive Burst Assembly for TCP Traffice in Optical Burst Switching Networks”, Bilkent University, Turkey, pp 13 – 19 [61] Son-Hong Ngo, Xiaohong Jiang, and Susumu Horiguchi (2006), “Hybrid Deflection and Retransmission Routing Schemes for OBS Networks”, IEEE, pp 385 - 390 [62] Tzvetelina Battestilli (2005), “Performance Analysis of Optical Burst Switching Networks with Dynamic Simultaneous Link Possession, Doctor of Philosophy, North Carolina State University [63] Tzvetelina Battestilli and Harry Perros (2003), “An Introduction to Optical Burst Switching”, IEEE Optical Communication, pp 10-15 [64] Tien Van Do, Ram Chakka (2010), “An efficient method to compute the rate matrix for retrial queues with large number of servers”, Applied Mathematics Letters 23, pp 638-643 [65] Tien Van Do, Ram Chakka (2010), “A New Performability Model for Queueing and FDL-related Burst Loss in Optical Switching Nodes”, Computer Communications 33:(S) pp 146-151 [66] Tien Van Do, Ram Chakka (2011), “Generalized QBD Processes, Spectral Expansion and Performance Modeling Applications”, In: Demetres Kouvatsos (ed.) Next Generation Internet: Performance Evaluation & Applications, Berlin; Heidelberg; New York: Springer, LNCS 5233, pp 612–641 [67] T Venkatesh, C Siva Ram Murthy (2009), “An Analytical Approach to Optical Burst Switched Networks”, Springer ISBN 978-1-4419-1509-2, Chennai, India [68] V S Puttasubbappa (2005), “Optical Burst Switching: Challenges, Solutions and Performance Evaluation”, Doctor of Philosophy, North Carolina State University [69] Vokkarane, V., Jue, J., Sitaraman, S (2002), “Burst segmentation: an approach for reducing packet loss in optical burst switched networks”, In: Proceedings of IEEE International Conference on Communications, pp 2673– 2677 [70] Xingbo Gao, Mostafa A Bassiouni, and Guifang Li (2010), “Effective preemptive scheduling scheme for optical burst-switched networks with cascaded wavelength conversion consideration”, Optical Engineering, Vol 49(3), pp 1-10 127 [71] X Lu and B L Mark (2004), “Performance Modeling of Optical Burst Switching with Fiber Delay Lines”, IEEE Transactions on Communications, vol 52, pp 2175-2183 [72] XU Yi, SHI Kai-yuan, FAN Ge (2009), “Performance analysis of optical burst switching node with limited wavelength conversion capabilities”, Springer DOI: 10.1007/s11771−009−0132−1, pp 794-801 [73] Y Chen, C Qiao, and X Yu (2004), “Optical Burst switching: a new area in optical networking research”, IEEE Network, vol 18, no 3, pp 16–23 [74] Yao Mingwu, Wen Aijun, and Liu Zengji, “Blocking Probability of Asynchronous Optical Burst/Packet Switches With Limited Range Wavelength Conversion”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL 18, NO 12, JUNE 15, 2006 [75] YANG CHEN, HONGYI WU, DAHAI XU and CHUNMING QIAO, “Performance Analysis of Optical Burst Switched Node with Deflection Routing”, Proceedings of IEEE, 2003 [76] Yoshinori Ozaki and Hideaki Takagi (2010), Analysis of Mixed Loss-Delay M/M/m/K Queueing Systems with State-Dependent Arrival Rates, in Advances in Queueing Theory and Network Applications, W Yue et al (eds.), Springer Science+Business Media LLC, pp 181-194 [77] Z Zhu, W Dong, Z Le (2009), “Cross counter-based adaptive assembly scheme in optical burst switching networks”, in Proceeding of Asia Communications and Photonics Conference - ACP2009, pp 1-2 [78] http://www.cs.sunysb.edu/~algorith/implement/simpack/implement.shtml ... GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG Chuyên ngành: BẢO ĐẢM TỐN HỌC CHO MÁY TÍNH VÀ HỆ THỐNG TÍNH TỐN Mã s? ?: 62.46.35.01 LUẬN ÁN... HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Vũ Duy Lợi TS Võ Viết Minh Nhật HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác... mạng chuyển mạch chùm quang sau: – Tách biệt kênh truyền gói điều khiển BCP kênh truyền chùm liệu DB: gói điều khiển truyền kênh riêng biệt – Sự dành riêng chiều: tài nguyên cấp phát theo kiêu