BÀI THẢO LUẬN tổ CHỨC MANG VIÊN THÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÀI THẢO LUẬN Sinh viên : Nguyễn Mạnh Tuấn MSSV : DTK0851030289 Lớp : K44DVT02 THÁI NGUYÊN – 2011 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN I ấ ( ý ỗ r ) ó p ý p ầ q a p ể ể ắ rọ ó a a bằ xử ẽ  Để a ựa a ố a y:  Tỷ lệ m t gói: tham số cho bi t tỷ lệ phần ră t ng số toàn b số ó  ã yển vào mạ Đ trễ gói: tham số cho bi t khoảng thờ ầu gử  ầu gử ố gói IP b m t p a ầu nh n a ó c chuyển từ ầu nh n Đ bi n thiên trễ (jitter): tham số cho bi t a ng lớn trễ gói  Khả ă p ứng d ch v : tham số cho bi t xác su t sử d ng thành công d ch v  Để ả p a :  bả Cải thiệ bă ô : p a ờng truyền v tiên gói tin; Nén packet or frame cho nhỏ gọn a ;X bệ p p nh mứ ắ Đ trễ: Chia nhỏ links nén chúng lại; Áp d ng thu  i Đ tin c y: Nâng c p ờng truyền v t lý, tránh tắc nghẽ ; Đảm bả bă thông cho gói tin quan trọng; Loại bỏ ngẫu nhiên gói tin không quan trọng  gây tắc nghẽn  ả p p  : C u trúc Best-Effort: liệ Không có ối xử ều tuân theo quy tắc FIFO ối với liệu  C u trúc Guaranteed Services: liệ thông chắn cho liệu Thực hiệ ô q a q a c dành riêng bă RSVP CBWFQ QoS  C u trúc Differentiated Services: liệ a lớp ể phân loạ ối xử mạ c phân loại thành ối với liệu Thực thông qua tool QoS PQ, CQ, WFQ WRED  ự  ệ Classificaion: phân loại gói tin theo mứ ê th p a  ó quan trọng d ch v , mức n cao :Đ ể u gói tin thu c lớp thông tin nào, dùng bits header u  Congestion Management: Áp d ng thu  Congestion Avoidance: Thực loại bỏ ngẫu nhiên số gói tin mà r n số i a ầy Policing & Shaping: sử d ng m t giỏ ựng thẻ nút, số ng thẻ r ớc theo khả ă nút, gói tin c c p thẻ, a  q ó xử lí xong trả lại thẻ cho giỏ N + + p bỏ ó ap yể ó n mà giỏ không thẻ thì: yê ọ ó ầ r yề a -> ầ b ệ c c  Link Fragmentaion & Interleaving: Phân nhỏ gói tin thành nhiều gói tin ể giả nhỏ  ỗ trễ khoảng thời gian truyền gói tin Compression: gói tin có header giống nên việc xử lí gói tin có thẻ giam cách ọc header ó ầu II a H r Lý thuy R er i nảy sinh m t cách tự nhiên việc nghiên cứu chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói Trong mạng chuyển mạch kênh, cu c gọ n chuyển mạch ngẫu nhiên, cu c gọi giữ kênh m t khoảng thời gian ngẫu nhiên ó r ạng chuyển mạch gói, gói tin với chiề a q a ạng, tài nguyên mạng (các chuyển mạch,k t nối c chia sẻ cho gói) Các bả c nh n node ti p theo Thời gian sử d ng b ệm (trễ i) m t v n ề quan trọng truyền dẫn thông tin Thời gian ph thu c vào thời gian xử ý, dài tin hay thời gian chờ xử ý a ó yê d ng Trong ứng d ời gian thực thời gian trả lờ r bì c xe t tiêu chuẩn quan trọng ứng d ì ô ng lại ều quan trọng nh t Việc mô tả i theo lý thuy t toán học r t phức tạp nên ta mô tả ú e ô ì ả c sử d ng mạng IP: Dispatching arrivals departure s Queue discipline Server λ =arrival rate Ts= service time w=items wait P= utilization Tw=wait time q= items in queuing system Tq = queuing time Mô hình hàng đợi đơn giản mạng Tin tức (có thể gói tin hay bả ) n hệ thố ể yêu cầu ph c v N u server rỗi gói tin c ph c v l p tức, ng c lại chúng ữ hàng i Khi rời khỏ Các tham số i gói liên quan tớ Tham số Tố Kí hiệu n TB Tố c xử lý rời khỏi TB Hiệu su t sử d ng λ Thờ a ó v n tố λ rê μ Các gói tin rời khỏi hệ thống với tố m thời gian p Là khoảng thời gian server b n phải xử lý ý, bằ = λ /μ Lw Là số gói nằ d ch v Đ dài TB Chú thích n hệ thố thời gian(s) r a i TB Tw ó a Thứ nh t: μ i trung bình ểm t t t thờ Thờ i với ĩa: c tính t t thời gian gói n xử lý (bao gồm gói chờ r i) Thứ hai: tính TB thời gian gói tin phải chờ r i Thời gian ph c v TB Ts Thời gian TB thờ ểm gửi gói tới server thờ ểm rời khỏi server Đ Lq Số gói trung bình hệ thống, bao gồm ó a c sử d ó a chờ r i i TB Thời gian x p hàng TB TB Tq Thời gian gói hệ thống Bảng tham số hàng đợi ó ph c v có phân bố i với tố ay λ y t trình poisson, thời giạ ũ ố μ ( ực ch t thời gian trung bình mà gói tin rời khỏi i) Khi c ó tới tắc nghẽn có khả ă n hệ thố ă ì ệu su t sử d ng hệ thố ũ ă , ẫn xảy Vớ p =1 ì er er bã ó ốc lớn nh t theo lý thuy t mà hệ thống xử ý c là: λmax= 1/Ts Tạ λmax ì gian trả lời yêu cầ i r t dài kiể i giới hạn tố c Trong thực t thời ầu vào thông tin 70-90% so vớ λmax theo lý thuy t Để hiểu rõ lời câu hỏi:  ều khiển tắc nghẽn ta phải trả c sử d ng có ch c lắp ặ Các gói r i  Thứ tự hay cách thức mà thi t b mạng ph c v chúng  Các hoạ i b tràn ng mạ ể ối xử vớ bó i ng hàng R er xe p lớ , r ó ó p ần thực việc truyền thông tin Trong ví d ta xét router có giao diệ ó mạng A tới mạng B Mạng A ti p xúc với router qua giao diện IF0, mạng B ti p xúc với router qua giao diện IF1 a ó c a n từ giao diện IF0 ặ r i queue ( ầu vào) Ti p e ó r r er ớng tới router k ti p dựa rê a ữ phần header gói tin,m t số ó i que e a i queue k t nối với giao diệ F1 i queue1 gọ Có r t nhiề ĩ tiên), FQ (fair queuer bả ó tắc nghẽn xảy ì ể ều khiển tắc nghẽ ầu i: FIFO (first in first out), PQ (priority queuei cân bằ ) F FO y ĩ tx p r ớc ó ầ ê c xử ý K ó n b loại bỏ i FIFO dựa vào hệ thố ô q a ều khiển tắc nghẽn Do loạ r ớc ầy có ầu cuối i r t ản nhiề hiệu ô ều khiể : ê ( ), c tắc nghẽ ê i cân bằ a (F ), ờng xét loạ i i có trọng số (WQ) b Hàng đợi FIFO (First In First Out) FIFO ng F FO a i mặ c sử d ng hầu h t router th giới Hoạt ó n từ luồ a ối xử công bằng cách i theo tr t tự ( ó r ớc a r c ph c v tr ớc) H đ ng hàng đợi cisco, k hoạ c c u hình, t t giao diện(ngoại trừ giao diện có tố nhỏ E1) ều sử d ng hàng i FIFO mặ nh Tố i hoạ ng nh ữ ó ể tránh việc loại bỏ gói không cần thi t có d u hiệu tắc nghẽn Khi có tắc nghẽn xảy ra, i tràn t t ó n b loại bỏ F FO c sử d ng hầu h t r r er, ó ản không phả nh c u hình cho mà việc sử d ng ô r r er xử lý gói phả a ố ó i IF0 mớ r c hiệ ng tắc nghẽn mạ ( i IF1 rỗng), tố xử lý th p ới tố gói , ó ĩa ố nhỏ ốc gói vào (hàng ầu dễ b tràn) xảy tắc nghẽn có nhiề ó r ạng, v ề xảy ì ó n sau b loại bỏ c Hàng đợi ưu iên PQ (Pri ri y Queue) Kĩ ê y a , c sử d r r ờng h p a i có mứ ê a có tắc nghén xảy v ề ối vớ ĩ ì ó ê c x p dễ b lạm d ng bở ó r i có m t mứ ê p c v r ớc Khi ê a q p b loại bỏ Có m t ều gói t ó y: i, mỗ ó ê p không c ph c v i tuỳ thu ô bê r ời sử d ng hay ứng d ng ó ó c phân loại y ê ĩ t ê ô cho phép ầ ê ó giao thức mạng PQ cung c p c sử d ối sử ê ý ng từ t t ó a ch ác gói phân loại h nà Da ê r giới hạ ể ng then chốt qua k t nối WAN ạt tiên cao, chắn luồ ê ể i c PQ r ng kĩ huật PQ t t p lu t lệ mô tả gói c ó ũ ó ể mô tả ê i ê ặ ê nh ó c phân loại theo:  Loại giao thức giao thức  Giao diệ  K  Các Fragment  Danh sách truy nh p T t cao nh ể r ầu vào ớc gói tin ù ể ý ều khiển mạ r ờng hớp có tắc nghẽn xảy ì ú ô c n nh mứ ê ì ề c ê a ê r yề r ớc i bình ờng a PQ cung c p thờ a ê pứ c sử d ng cho ĩ i khác Mặc dù i b t kì giao diệ ó bă ô ầ ó p d Hàng đợi cân FQ (Fair Queue) Kĩ t giải quy t v ề m t số ô c ph c v m t thời a yê ù ể ph c v ó ê a t toán Round Robin l p l ù ể ph c v t t i m t cách công bằ Kĩ y ă ặn m t số nguồn dùng nhiều tài nguyên mạng mà không chia sẻ cho nguồn khác Các v ề xảy gói có chiều dài thay , i c cho phép giải phóng m t gói m t thờ ể L ớng m t byte c sử d ể cân hàng ê ó t số i b ĩ ầy i khác chúng yêu cầu phả i cân ph c v mỗ c ph c v nhiều i công e Hàng đợi cân có trọng số WFQ (Weighted Fair Queue) Thu t toán hà i cân có trọng số m t thu t toán nằm họ thu t i cân bằ (F ) Kĩ t c xem phối h p a ĩ thu i cân bằ ê t ề c ph c v ó 10 r c tình trạng bỏ ó tiên ph c v nhiề t trọng số ê a i, nhiên có m t số c gán cho m t số ể nh số ú Hoạ đ ng hàng đợi WFQ K ó n c phân loại b phân loạ Cửa m t thực thể i mà với cửa c nh tới m t cửa c x p theo tr t tự thu t toán round robin có trọng số Chỉ theo cách d ch v thực c ối sử công cho mỗ i Chìa khoá phân loạ , ều có ĩa ệc thể trọng số ể phân loại ph thu c vào thông tin nằm phần tiêu ề ó ( a nguồ , a , a ức c ng nguồn, IP precedence) Bởi thực t áp d ng m i cho m t cu ại, WFQ sử d ng thu t Bă ể chia cắt luồ ng thành luồng nhỏ rồ a t số gới hạn c lựa chọn bở ời sử d ay c cố nh mặ nh Cách ă ố ng lớn nh t i, thể cân thu t toán Đề y ó ĩa a ó ể có r t nhiều luồng chia sẻ m i ( c thể dựa màu sắc khác ó r ) K ó n, b phân loại kiểm tra thông tin phần header gói tin sử d ng thông tin này, tính toán số ng nằm số a ó ắp ặt gói vào ĩa số WFQ cung c p ý ê ng theo loại ng bên gói WFQ quản lý luồng liệu duplex, ví d ữa cặp ứng d ng, 11 luồng liệ ả ại thoại video WFQ cung c p giải pháp cho r ờng h p yêu cầu thời gian nh q ời sử d ng mạng có tải nặng ô nhẹ giố ay p ều kiệ ê bă ô ừa WFQ tự ể ng mạng ˖So sánh kĩ thuật hàng đợi WFQ PQ FQ FIFO sở so sánh Hoạt ng +Ấ nh trọng ê +Ấ i i khác cho từmg ối xử ng i phù h p với a ê a loạ ng +Không xảy ó ê hiệ c truyề r ớc ng bỏ c truyề ầu ó +Hạn ch c cao nh i hiệ ng bỏ ó tiên i có +Xảy tr ờng h p bỏ ó ó ê p số Luồn ó ê Loại + K ô c n nh cho loạ ó trễ ng latency th p Do thời gian ph c v i ph c thu cvào số ng gói có r i Ư p ê +Gói r ớc c ph c v r ớc không phân biệt loại d ch v +Không có hiệ ng bỏ ó i d ng cho K ô c n Sử d ng cho loạ ng yêu cầ nh cho loại trễ latency th p, ó gói quan trọng c trễ latency th p ê a Do thời gian ph c v l ô c truyề r ớc i ph c thu cvào số ng gói có loạ ng, cung c p cách x p hàng nhanh nh t hiệu ối với k t nối ó tắc nghẽn nhỏ r i nh t C u hình Không yêu cầu thi t l p c u hình Có yêu cầu c u hình 12 Không yêu cầu Không yêu thi t l p c u cầu c u hình danh sách truy hình danh sách nh p quy t truy nh p nh luồ ng c truyền quy nh luồ ng c ng serial c truyền B l p Sử d ng b l p l l ch thích Sử d ng b ê l ặt l p Sử d ng Ít sử d ng b l p l ch b l p l ch So sánh loại hàng đợi III a Ký hiệu Kendall Ký hiệ Ke a rã c sử d ng r ể mô tả hệ thống x p hàng A/S/m/B/K/SD A :phân bố ti rì n S :Phân bố ph c v m :số kênh ph c v B :K ớc b K : Quy mô m ệm (số cu c gọ SD :Thứ tự ph c v cu c gọ n) n hệ thố nào! (Quy tắc ph c v ) VD: FCFS, LCFS, SIRO Thời gian lầ thi t bi n số ngẫ n A thời gian ph c v ê cl p c giả c phân bố ồng nh t, ký hiệu IID (Independent Identycaly Distributed) 13 ü Các ti n trình thông d ng : rì M : Ti ũ D : Ti n trình t ar ( ô ớ) a nh (thờ a ) G : Ti n trình chung Er : Ti n trình Erlang b c r D: : / /1 /D/1 / / i thông d ng nh M/D/1 : - Ti rì ũ - Ti n trình ph c v D - Số Server m=1 b Quá trình Sinh-Tử (Birth-Death) Trạng thái hệ thố c biểu diễn số công việc n m t hệ thống Khi có m t công việc mớ n+1, có m t công việ ó  n : Tố  : Tố n trạng thái hệ thống ì rạng thái hệ thống chuyển ti p trạng thái trình sinh tử lầ nn lầ 14 ay ay i sang i sang n-1, ta 01 n P 0 1 n Pn  Pn : Xác su t nh trạng thái n i M/M/1 L ồ: ều l , m T t tố  : Tố lầ  : Tố lầ  Pn      n n P0   n.P0 Pn : Xác su t nh trạng thái n Po : Xác su t nh trạng thái :M ng   Trong trừng h p số kênh ph c v 1, có server Các công thức tính toán : - X ó b r ệ ố Pn  1     n ; n  1, 2,3, 15 P0  1    - Số ng trung bình job hệ thống  L  E n  a : n  1   1    Tham số thời gian : - Thời gian trung bình job hệ thống :W W  -     1       Thời gian ph c v trung bình cho m t job : WS Ws  - L     Thời gian trung bình Wq  W  Ws  Chiề   1     b r i  2    1    i: - Số L - ng trung bình job hệ thống  1  Số ng trung bình job server : L S Ls  P  n  1   P  n  0   1      - Số ng trung bình công việ r 16 iLq 2 Lq  L  Ls  1    d \M\1\K Với số công việc (job) k: n  Pn    P0 ;  n  k   Pn   1      k 1 L  1  Xác su Tố k  1  k 1     k 1 b thực t n hệ thống b từ chối PK n hệ thống  '  1  Pk   ng  '  M e    1  Pk    \M\C 17 Pn  n    P ;0  n  C n!    n  Pn    P C !C nc    c  c 1 cp    n P0    cp    n ! c !1      n0 1 P  cp  i Pq  ; ô c !1    c - Xác su t xu t hiệ - Đ - Thờ i : Lq  Pq a i : Wq  ứ Er a  1  Lq  I huật toán k usk ác bước thuật toán: - th có t p nút cạnh (cạ ……) B ớc 1: Sắp x p t t liên k t theo giá th p tới cao vào bảng giá liên k t B ớc 2: Kiểm tra t t ú ã t nối với c a? +)N u có dừng +)N u không ti p t c B 3: Đ u liên k ầu tiểntong bảng liên k t B ớc 4: N u không liên k a 18 t nối dừng B ớc 5: Kiểm tra liên k u có tạo vào hay không? +)N u có bỏ khỏi bảng liên k t ô +)N ì ê th , bỏ khỏi bảng liên k t Quay trở lạ b ớc huật toán : ì y ớc: - Phát triển từ m - ó ú ba ầu mạng b ớc k ti p - Ở mỗ b ớc tìm nút thêm vào cách chọn liên k ó dài nhỏ nh t (liên k t nối nút thu c nút không thu c cây) c huật toán kst ì y M (pa re Xây dựng nối từ nút nguồ nút nguồ ree) n t t nút khác mạ a n nút ngắn nh t ều kiện : N = t p nút mạng C : nút nguồn ( trung tâm) M :t p ú ãx ờng dẫn ngắn nh t dij :giá liên k t từ Ln: giá u i,j không nối trực ti p với ờng dẫn ngắn nh t từ ú n nút N ác bước : 1)Khởi tạo M= C 2)Với mọ 19 3) Tính toán :Ln=m.n(Ln, Lw+dwn) với n không thu c M huật toán nto a - Dùng thi t k mạng Backbone, mạ ch v , mạng phân tán - Là thu t toán lai ghép MSTvà pST -B ớc 1:tìm tâm c mạng : Mi =min =>i tâm C mạng N : số nút mạng wj: trọng số nút j Cij :giá liên k t (i;j) (r kj +r jk ) r jk : Wj = rkj : ng từ nút j k ng từ nút k j -B ớc 2: Tìm nút Back bone mạng - So sánh t t Wi với W, n u thoả -L y nút i q ay ò rò b R, ì ú a y ú r y p Xét hàm: Fj = Pc.D/Cjc + (1-Pc)W/wj Cjc :giá từ ú D: n tâm c ờng kính mạng (khoảng cách nút mạng) wj :trọng số W :mứ ỡ - Tính toán giá tr Fj cho t t nút thu c t p U n u Fj lớn nh t chọn nút nút j làm nút Back bone lại quay vòng tròn tâm j bán kính r, nút thu c vòng tròn nút truy nh p trình lại ti p t c nút nằm mạng -B ớc 3: Xây dựng k t nối nút Back bone với Cây MST : Total Length = 20 Total path = max PST : Total Length = max Total path = Mentor : K t h p MST pST - Cây MST +) Chọn nút gốc trùng tâm c +) Chọn t p y ã t nố ba ầu N= {c} +) Tính giá liên k t Lj = dij +) Lj = =>thêm nút j liên k t (i,j) vào N ự) -Cây PST:( +) Lj =dij +Li -Cây lai ghép Mentor : +) Lj =dij + a li với :01 -Cây Mentor: = 0MST = 1PST e Thuật toán CMTS  M : Là tìm m t bao trùm tối thiểu cho lien k t tạo thành vòng t ng nút nhánh xu t phát từ ú r ô t giới hạ ng W cho phép  b ớc thực : B ớc 1:Sắp x p liên k t theo giá ,theo thứ tự ă ần B ớc 2:Kiểm tra xem nút có liên thông hay không  N u có dừng thu t toán  N u không ti p t c 21 B ớc 3:Chọn liên k t ò ầu tiên bảng B ớc 4:Kiểm tra xem liên k t them vào có tạo thành chu trình hay không liên k t vừa tạo có làm t ng trọng số ú rê y t giới hạ ng W hay không  N N u sai them liên k ú ì xóa ê ó t vừa tạo quay b ớc y 22 [...]... hiện sự cân bằng của thu t toán Đề y ó ĩa a ó ể có r t nhiều luồng cùng chia sẻ trong cùng m i ( c thể hiện dựa trên màu sắc khác nhau của ó r ) K ó n, b phân loại sẽ kiểm tra thông tin trong phần header của gói tin và sử d ng các thông tin này, tính toán số ng nằm giữa 1 và số a ó ắp ặt các gói này vào các ĩa bởi các số này WFQ cung c p sự quả ý ê ng theo từng loại ng bên trong các gói WFQ có thể quản... ngẫ n A và thời gian ph c v ê cl p ờ c giả c phân bố ồng nh t, ký hiệu là IID (Independent Identycaly Distributed) 13 ü Các ti n trình thông d ng : rì M : Ti ũ D : Ti n trình t ar ( ô ớ) a nh (thờ a ) G : Ti n trình chung Er : Ti n trình Erlang b c r D: : / /1 /D/1 / / i thông d ng nh M/D/1 : - Ti rì ũ - Ti n trình ph c v D - Số Server là m=1 b Quá trình Sinh-Tử (Birth-Death) Trạng thái của hệ thố c biểu... t tự của thu t toán round robin có trọng số Chỉ theo cách này thì d ch v mới thực sự c ối sử công bằng cho mỗ i Chìa khoá của sự phân loạ ạ , ều này có ĩa ệc thể hiện trọng số ể phân loại ph thu c vào thông tin nằm trong phần tiêu ề ó ( a chỉ nguồ , a chỉ , a ức c ng nguồn, IP precedence) Bởi vì trong thực t không thể áp d ng m i cho m t cu ại, WFQ sẽ sử d ng thu t Bă ể chia cắt luồ ng ra thành các... tạo thành vòng và t ng các nút trên từng nhánh xu t phát từ ú r ô t quá giới hạ ng W cho phép  b ớc thực hiện : B ớc 1:Sắp x p liên k t theo giá ,theo thứ tự ă ần B ớc 2:Kiểm tra xem các nút có liên thông hay không  N u có thì dừng thu t toán  N u không thì ti p t c 21 B ớc 3:Chọn liên k t ở ò ầu tiên của bảng B ớc 4:Kiểm tra xem các liên k t them vào có tạo thành chu trình hay không hoặc liên k