Chương 8 Tìm đường trong mạng chuyển mạch pptx

BK TP.HCM 2008 dce Chương 8 Tìm đường trong mạng chuyển mạch Tìm đường trong mạng chuyển mạch mạch Tìm đường trong mạng chuyển mạch gói Các giải thuật tìm đường đi ngắn nhất 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 2 Data Communication and Computer Networks Tìm đường trong mạng chuyển mạch mạch • Tìm đường – Tìm đường đi kết nối qua mạng giữa 2 node đầu cuối sao cho mạng được sử dụng hiệu quả nhất • Chức năng – Xác định kết nối từ thuê bao gọi đến thuê bao được gọi qua một loạt các chuyển mạch và trung kế • Các yêu cầu đặt ra trong vấn đề tìm đường – Hiệu quả • Xử lý được tải trên mạng vào giờ cao điểm • Giảm thiểu số lượng thiết bị trong mạng (node và trunk) – Khả năng co giãn • Có những trường hợp lưu thông trên mạng vượt quá tải đã thiết kế • Mạng phải đảm bảo khả năng hoạt động ở một mức độ nào đó trong những trường hợp như vậy 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 3 Data Communication and Computer Networks Tìm đường phân cấp • Static Hierachical Routing • Các chuyển mạch được kết nối theo cấu trúc phân cấp (thông thường theo cấu trúc cây) – Đường đi được hình thành từ node lá đi lên • Tăng tính co giãn – Các trung kế (trunk) được kết nối thêm vào cắt ngang cấu trúc cây – Cung cấp các đường đi thay thế • Tĩnh – Không thích nghi theo các điều kiện thay đổi trên mạng – Mạng phải được thiết kế để chịu được tải nặng  oversize – Cấu trúc tĩnh đáp ứng kém với lỗi 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 4 Data Communication and Computer Networks Local (End) office Regional center Sectional center Primary center Toll center tandem switch Telephone Toll connecting FINAL FINAL FINAL FINAL HU (high-usage trunks) Alternate Hierarchical Routing Alternate Hierarchical Routing Tìm đường phân cấp 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 5 Data Communication and Computer Networks Tìm đường động • Tìm đường động (Dynamic Routing) – Cho phép thay đổi trong việc tìm đường tùy theo lưu thông trong mạng – Dùng cấu trúc ngang cấp cho các node trong mạng – Đường đi thiết lập giữa hai thuê bao thay đổi tùy theo khả năng tải và băng thông của đường truyền tại thời điểm thiết lập kết nối – Phức tạp và linh động hơn • Một số phương pháp tìm đường động – Dựa vào thống kê biến động trong mạng (tải, băng thông, ) theo thời gian, còn gọi là Time-dependent Routing • Alternate routing – Dựa vào biến động trong mạng (tải, băng thông, ) để trao đổi cập nhật thông tin tìm đường đi giữa các node trong mạng, từ đótìm ra được đường đi tối ưu và cập nhật vào bảng routing ở các node chuyển mạch trong mạng, còn gọi là State-dependent Routing • Adaptive routing – Kết hợp cả hai phương pháp này 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 6 Data Communication and Computer Networks Alternate routing • Các đường đi có thể giữa2 trạm (end office) đượcliệt kê trước • Bộ chuyểnmạch nguồn chọnlựacácđường thích hợp • Các đường đượcliệtkê theo thứ tựưutiên – Ưutiênkếtnốitrựctiếp – Thứ tự ưu tiên dựa vào thống kê lưu thông trên mạng – Fixed alternate routing • Thay đổi thứ tự ưu tiên của các đường đi theo từng thời điểm khác nhau – Dynamic alternate routing 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 7 Data Communication and Computer Networks Adaptive routing • Cho phép các bộ chuyểnmạch phản ứng lạivới tình hình lưu thông trên mạng • Chi phí lớnhơnchoviệcquảntrị – Các bộ chuyểnmạch phảitraođổi thông tin để biếttìnhtrạng mạng • DTM (dynamic traffic management) – Northern Telecom – Dùng bộđiềukhiển trung tâm để tìm đường dự phòng khi có sự nghẽn mạng – Mỗibộ chuyểnmạch A cậpnhật các thông tin sau cho bộđiềukhiển trung tâm • Số trung kế rảnh để đi đếncácđiểmlâncậnA • Hiệusuấtsử dụng CPU củaA • Đolưulượng từ A đến B (không thể nốitrựctiếp) – Bộ chuyểnmạch trung tâm sẽ cho biết đường đi“tốt” khi các đường nốitrựctiếp không còn khả năng 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 8 Data Communication and Computer Networks Tìm đường trong mạng chuyển mạch gói • Vấn đề phứctạp, quyết định đốivớimạng chuyểnmạch gói • Các đặctínhyêucầu – Chính xác – Đơngiản – Mạnh mẽ • Khả năng chuyển các gói trong điều kiện lỗi và quá tải • Không mất gói hoặc không làm đứt virtual circuit – Ổn định • Hệ thống có khả năng thay đổi theo điều kiện mạng thường có xu hướng không ổn định và đáp ứng chậm • Congestion oscillation – Công bằng vs. tối ưu • Một số hệ thống ưu tiên chuyển các gói đến trạm gần hơn • Tối ưu thông lượng nhưng không công bằng – Hiệuquả • Tìm đường đòi hỏi phải tăng cường xử lý và tăng cường lưu thông trên mạng • Chi phí cho tìm đường phải ít hơn lợi ích (ví dụ tăng tính mạnh mẽ, công bằng) 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 9 Data Communication and Computer Networks Tiêu chuẩn đo tính hiệu quả • Là tiêu chuẩn được dùng để chọn đường – Số chặng đường (hop) là tối thiểu • Đơn giản • Tối thiểu việc sử dụng tài nguyên – Chi phí (cost) tối thiểu • Mỗi đường link được gán một chi phí • Chi phí có thể là – Data rate (tỉ lệ nghịch) – Delay do các gói xếp hàng (tỉ lệ thuận) 2008 dce ©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 10 Data Communication and Computer Networks Chi phí các đường đi [...]...dce 20 08 Thời điểm và nơi quyết định việc tìm đường • Thời điểm quyết định – Trên cơ sở mạch ảo hoặc gói – Datagram: quyết định tìm đường thực hiện riêng cho mỗi gói – Virtual circuit: quyết định tìm đường thực hiện lúc kết nối • Trong nhiều thiết kế, đường đi của mỗi virtual circuit thay đổi theo điều kiện của mạng • Nơi quyết định – Node nào sẽ ra quyết định tìm đường – Phân tán (Distributed)... node tự ra quyết định tìm đường – Tập trung (Centralized) • Nhiệm vụ tìm đường được gán trước cho 1 số node – Tại nguồn gởi (Source) • Nguồn gởi chịu trách nhiệm tìm đường • Cho phép người dùng chọn đường đi theo tiêu chí của họ Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 11 dce 20 08 Nguồn thông tin mạng và thời điểm cập nhật thông tin • Quyết định tìm đường thông thường (không... phải là đường có chi phí tối thiểu hoặc số chặng nhỏ nhất Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 17 dce 20 08 Adaptive Routing • Được sử dụng bởi hầu hết các mạng chuyển mạch gói • Quyết định tìm đường thay đổi khi các điều kiện trên mạng thay đổi – Hư hỏng (Failure): một node hoặc một trunk hư – Nghẽn (Congestion) • Cần biết các thông tin về mạng • Quyết định tìm đường là... Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 21 dce 20 08 Adaptive Routing • Distributed Adaptive Routing – Trong phương pháp này, thông tin về tình trạng hoạt động hiện hành của mạng sẽ được định kỳ trao đổi, cập nhật giữa các node trong toàn mạng Sau đó thông tin này sẽ được phân bố về lại các node trong mạng hay một số node trong mạng làm nhiệm vụ tìm đường để các node này cập nhật lại bảng routing –... trạng thái của mạng, nhưng đồng thời cũng làm tăng lưu lượng thông tin trong mạng • Centralized Adaptive Routing – Trong phương pháp này, thông tin về tình trạng hoạt động hiện hành của mạng sẽ được định kỳ trao đổi, cập nhật giữa các node trong toàn mạng Sau đó thông tin này sẽ được tập trung về một máy chủ trong mạng làm nhiệm vụ routing – Tuy đáp ứng được với những thay đổi tức thời trong mạng nhưng... là thông tin routing trong toàn mạng tập trung về một máy nên khi máy này không hoạt động thì toàn mạng sẽ không hoạt động được Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 22 dce 20 08 Giải thuật tìm đường ngắn nhất • Bài toán – Cho mạng các node được nối bởi các liên kết 2 chiều, mỗi chiều có giá trị chi phí riêng – Chi phí của đường đi giữa 2 node trong mạng là tổng các giá... cho các đường ra • Một trong những phương pháp đơn giản nhất của tìm đường động, phù hợp với các mạng có kích thước nhỏ và hoạt động tương đối ổn định • Ít dùng (không dùng thông tin có sẵn) Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 20 dce 20 08 Isolated Adaptive Routing • Ví dụ • Đường ra được chọn là đường ra có Q+Bi nhỏ nhất Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr... 1–4–5–6 4 1–4–5–6 ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 30 dce 20 08 Giải thuật Bellman-Ford Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 31 dce 20 08 Bài tập • Tìm đường ngắn nhất từ node 1 – Theo giải thuật Dijkstra – Theo giải thuật Bellman-Ford 4 1 2 3 1 3 6 2 1 2 3 4 5 3 4 3 5 Data Communication and Computer Networks 1 7 ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 32 dce 20 08 Bài tập • Tìm đường ngắn nhất từ... Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 19 dce 20 08 Isolated Adaptive Routing • Mỗi node trong mạng tự cập nhật bảng tìm đường của mình dựa vào các thông tin về mạng mà node đó học hỏi được, không trao đổi thông tin routing với các node khác • Gởi các gói trên các liên kết ra có hàng đợi ngắn nhất – Cân bằng tải trên các đường ra – Đường ra có hàng đợi ngắn nhất có thể không... đổi về các điều kiện tải, … trong mạng • Đường đi được xác định dùng giải thuật chi phí tối thiểu • Đường cố định ít ra cho đến khi có sự thay đổi cấu hình mạng • Không có sự khác biệt giữa datagram và VC • Đơn giản • Không đáp ứng lại lỗi và nghẽn mạng Data Communication and Computer Networks ©20 08, Dr Dinh Duc Anh Vu 14 dce 20 08 Flooding Routing • Không cần thông tin mạng • Node gởi các gói tới tất . BK TP.HCM 20 08 dce Chương 8 Tìm đường trong mạng chuyển mạch Tìm đường trong mạng chuyển mạch mạch Tìm đường trong mạng chuyển mạch gói Các giải thuật tìm đường đi ngắn nhất 20 08 dce ©20 08, Dr 2 Data Communication and Computer Networks Tìm đường trong mạng chuyển mạch mạch • Tìm đường – Tìm đường đi kết nối qua mạng giữa 2 node đầu cuối sao cho mạng được sử dụng hiệu quả nhất • . trunks) Alternate Hierarchical Routing Alternate Hierarchical Routing Tìm đường phân cấp 20 08 dce ©20 08, Dr. Dinh Duc Anh Vu 5 Data Communication and Computer Networks Tìm đường động • Tìm đường động (Dynamic Routing) – Cho phép thay đổi trong việc tìm đường