Tối ưu hóa tài nguyên mạng trong kiến trúc mạng ảo xếp chồng trên mạng IP và mạng quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN NGỌC HƯNG TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN MẠNG TRONG KIẾN TRÚC MẠNG ẢO XẾP CHỒNG TRÊN MẠNG IP VÀ MẠNG QUANG ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH Hà Nội – Năm 2012 -1- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung luận văn dây không chép y nguyên từ luận văn tác giả khác Tôi xin cam đoan tham khảo, trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn mục Tài liệu tham khảo luận văn Nếu hội đồng phát có điều không với cam đoan xin chịu hoàn toàn trách nhiêm Hà Nội, ngày … tháng … năm 2012 Người thực Nguyễn Ngọc Hưng -2- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………… DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 10 Lý chọn đề tài: 10 Lịch sử nghiên cứu: 10 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: .11 Tóm tắt luận điểm .11 Phương pháp nghiên cứu 12 CÔNG NGHỆ ETHERNET 13 1.1 Giới thiệu chung 13 1.2 Tổng quan Ethernet 13 1.3 Các phần tử mạng Ethernet .14 1.4 Kiến trúc mô hình mạng Ethernet .14 1.5 Quan hệ vật lý IEEE802.3 mô hình tham chiếu OSI .16 1.6 Lớp MAC Ethernet 18 1.6.1 Dạng khung Ethernet 18 1.6.2 Sự truyền khung liệu 20 1.6.2.1 Truyền đơn công phương thức truy nhập CSMA/CD 20 1.6.2.2 Truyền song công-một cách tiếp cận để hiệu mạng cao 21 1.7 Lớp vật lý Ethernet 22 1.8 Quan hệ lớp vật lý Ethernet mô hình tham chiếu OSI 22 1.9 Kết luận 24 CHƯƠNG 25 CÁC GIAO THỨC MẠNG IP VÀ 25 SỰ PHÁT TRIỂN DUNG LƯỢNG HIỆN NAY 25 2.1 Giao thức IP: .25 2.2 Giao thức Internet version (IPv4): 26 2.3 Giao thức Internet version (IPv6): 28 2.4 Sự phát triển lưu lượng: 30 2.5 Xu hướng phát triển nay: 31 CHƯƠNG 32 ẢO HÓA MẠNG 32 3.1 Khái niệm ảo hóa mạng: 32 3.2 Những thách thức hội phát triển ảo hóa mạng: 33 3.3 Các khái niệm tương tự ảo hóa mạng lưới: 34 3.3.1 Mạng cục ảo VLAN: 35 3.3.2 Mạng riêng ảo VPN: 35 3.3.3 Mạng lập trình tích cực: 37 3.3.4 Mạng che phủ (Overlay network): 38 -3- Môi trường kiến trúc ảo hóa mạng: 38 3.4 3.4.1 Môi trường ảo hóa mạng (NVE): 39 3.4.1.1 Kiến trúc tổng quan .42 3.4.1.2 Nguyên lý kiến trúc .43 3.4.2 Các mục tiêu thiết kế: 44 3.4.3 Hoạt động: 47 3.5 Phân phối tài nguyên khả tồn môi trường ảo hóa 49 3.5.1 Nhà cung cấp sở hạ tầng: .50 3.5.2 Nhà cung cấp dịch vụ: .50 3.5.3 Người dùng cuối: 51 3.5.4 Broker: 51 3.5.5 Cấu trúc vật lý: 51 3.5.6 Cấu trúc ảo: 51 3.5.7 Nút ảo: 52 3.5.8 Đường kết nối ảo: 52 3.5.9 Đệ quy: 52 CHƯƠNG 53 ẢO HÓA MẠNG LƯỚI TỐC ĐỘ CAO MẠNG BĂNG THÔNG RẤT LỚN, CHUYỂN MẠCH QUANG 53 4.1 Khái niệm ảo hóa mạng lưới: 53 4.2 Kiến trúc ảo hóa mạng lưới: 53 4.3 Phân bổ tài nguyên: 55 4.3.1 Cấu trúc mạng ảo: .55 4.3.2 Cấu hình VNT: .57 4.3.3 Căn (Merits): 58 CHƯƠNG 60 ẢO HÓA MẠNG QUANG 60 5.1 Khái niệm ảo hóa mạng quang: 60 5.2 Các khó khăn thực ảo hóa mạng quang: .61 5.3 Phương pháp ảo hóa mạng quang: 61 5.3.1 Phương pháp ảo hóa OXC ROADM: 61 5.3.2 Phương pháp ảo hóa chuyển mạch bước sóng phụ: 64 5.3.3 Phương pháp ảo hóa liên kết: 64 5.4 OOFD kỹ thuật quan trọng cho phép ảo hóa mạng quang tương lai: 66 5.5 Giải pháp kiến trúc cho phép ảo hóa mạng quang: 69 CHƯƠNG 71 KHẢO SÁT TRỂ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN PHỐI BĂNG THÔNG TRONG MẠNG TRUY CẬP CÁP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET - PON 71 6.1 Khái niệm mạng truy cập cáp quang thụ động E-PON : .71 6.2 Nguyên lý hoạt động : 71 6.3 Mô hình E-PON: 73 -4- Thuật toán Interleaved Polling: 75 6.4 6.5 Kế hoạch phân bổ băng thông (cửa sổ truyền cực đại): .79 6.6 Các thành phần trễ gói: 81 6.7 Cấp phát băng thông cố định: 82 6.8 Cấp phát băng thông cân đối: 83 6.9 Sự cấp phát băng thông theo quyền ưu tiên: 84 6.10 SLA aware p-DBA: 85 6.11 SLA aware Adaptive DBA .87 KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 -5- DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Stt Từ viết tắt Nguyên nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt Adaptive Dynamic Bandwidth Allocation Asynchronous Transfer Mode Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect Cấp phát băng thông thích ứng liệu DA Destination Address Địa đích DCE Data Communication Equipment Thiết bị giao dịch liệu DTE Data Terminal Equipment Thiết bị liệu đầu cuối DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số EMS Hệ thống quản lý EPON Element Management System Ethernet Passive Optical Network 10 FCS Frame Check Sequence Kiểm tra khung 11 FR Frame Relay Công nghệ Frame Relay 12 FSAN Full Service Access Network Mạng truy cập dịch vụ đầy đủ 13 FTTB Fiber To The Building Sợi quang đến tòa nhà 14 FTTC Fiber To The Curb Sợi quang đến cụm thuê bao 15 FTTH Fiber To The Home 16 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Sợi quang đến tận nhà thuê bao Hiệp hội kỹ sư điện điện tử giới 17 ID Indentify Destination Chỉ định địa đích 18 IP Internet Protocol Giao thức Internet 19 ISDN Integrated Services Digital Network Mạng tích hợp dịch vụ số A-DBA ATM CSMA/CD -6- Chế độ truyền dị Đa truy nhập cảm nhận sóng mang có phát xung đột Mạng quang thụ động Ethernet Stt Từ viết tắt Nguyên nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 20 ITU International Telecommunication Union Liên hiệp viễn thông quốc tế 21 LAN Local Area Network Mạng cục 22 LLC Logical Link Control Điều khiển kết nối logic 23 MAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực thủ đô 24 MAC Media Access Control Medium Depentdent Interface Medium Indepentdent Interface Lớp điều khiển truy nhập phương tiện Giao diện phụ thuộc phương tiện Giao diện độc lập phương tiện 27 MPCP MultiPoint Control Protocol Giao thức điều khiển đa điểm 28 MPtP MultiPoint to Point Mô hình điểm đa điểm 29 NGN Next Generation Network Mạng hệ sau 30 NIC Network Interface Card Card giao tiếp mạng 31 OLT Optical Line Terminal Kết cuối đường truyền quang 32 ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang 33 PC Personal Computer Máy vi tính 34 PCS Physical Coding Sublayer Lớp mã hóa vật lý Plesiochoronous Digital Hierarchy Physical Medium Attachment Phân cấp số cận đồng 37 PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động 38 POTS Plain Old Telephony System Hệ thống điện thoại kiểu cũ 39 PRE Preamble Mào đầu 40 PtP Point to Point Mô hình điểm-điểm 25 MDI 26 MII 35 PDH 36 PMA -7- Lớp thuộc lớp vật lý Stt Từ viết tắt Nguyên nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 41 PtPE Point-to-Point Emulation 42 PtMP Point-to-Multi-Point Mô hình điểm đa điểm 43 QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ 44 SA Source Address Địa nguồn 45 SDH Synchoronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng 46 SDM Space Division Multiplexing 47 SFD Start of Frame Delimiter 48 SLA-DBA Service Level Agreement Dynamic Bandwidth Allocation Cấp phát băng thông động theo mức dịch vụ cam kết 49 SBA Static Bandwidth Allocation cấp phát băng thông cố định 50 SP-DBA Strict Priority Dynamic Bandwidth Allocation Cấp phát băng thông động theo chế độ ưu tiên 51 SLA Service Level Agreement Cam kết mức độ dịch vụ 52 SME Shared Medium Emulation 53 SONET Synchoronous Optical Network Mạng quang đồng 54 TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian 55 WAN Wide Area Network Mạng truy nhập diện rộng -8- Ghép kênh phân chia theo không gian Byte xác định bắt đầu khung DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình kết nối điểm - điểm 14 Hình 1.2: Mô hình kết nối Bus đồng trục 15 Hình 1.3: Mô hình kết nối 15 Hình 1.4: Quan hệ vật lý Ethernet với mô hình tham chiếu .16 Hình 1.5: Lớp vật lý lớp MAC tương thích với yêu cầu cho 17 truyền thông liệu sở 17 Hình 1.7: Khuôn dạng truyền liệu song công 21 Hình 1.8: Mô hình tham chiếu lớp vật lý Ethernet 23 Hình 2.1: Cấu trúc IPv4 datagram 26 Hình 2.2: Cấu trúc IPv6 datagram 29 Hình 3.1: Kiến trúc ảo hóa mạng 33 Hình 3.2: Mạng ảo mô hình kinh doanh 39 Hình 3.3: Hệ thống vai trò 41 Hình 3.4: Kiến trúc mạng ảo tổng quan 43 Hình 4.1: Kiến trúc ảo hóa mạng 54 Hình 4.2: Thuật toán VNT 56 Hình 4.3: Mất kết nối 58 Hình 5.1: Quang nút ảo hóa 62 Phía trên: phân vùng 62 Phía dưới: tập hợp .62 Hình 5.2: Ảo hóa liên kết quang học 65 Phía trên: phân vùng 65 Phía dưới: tập hợp .65 Hình 5.3: Ảo hóa mạng quang sử dụng kỹ thuật OOFDM .68 Hình 5.4: Kiến trúc mạng quang học sử dụng ảo hóa .69 Hình 6.1: Lưu lượng hướng xuống E-PON .72 Hình 6.2: Lưu lượng hướng lên E-PON 72 Hình 6.3: Mô hình mạng truy cập E-PON 73 Hình 6.4: Sự phát lưu lượng ONU 75 Hình 6.5: Các bước thuật toán Inter Interleaved Polling 77 Hình 6.6: Các thành phần trể gói 81 -9- MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Thế kỷ 21 kỷ công nghệ thông tin, bùng nổ loại hình dịch vụ thông tin, đặc biệt phát triển nhanh chóng dịch vụ ứng dụng Internet có băng thông lớn, tốc độ cao ngày tăng Điều khiến tài nguyên nhà cung cấp dịch vụ Internet đứng trước nguy không đáp ứng kịp Song song với việc phát triển công nghệ truyền dẫn mới, việc sử dụng hiệu nguồn tài nguyên sẵn có thông qua phương án tối ưu hóa tài nguyên mạng vấn đề tập trung nhiều nghiên cứu Nhiều tiêu chuẩn tối ưu hóa cho hệ thống mạng thông tin đề xuất, mô hình xếp chồng mô hình ngang hàng ITU chấp thuận đưa vào hoạt động Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu mô hình xếp chồng em thực luận văn: “Tối ưu hóa tài nguyên mạng kiến trúc mạng ảo hóa xếp chồng mạng IP mạng quang” Trong đề tài này, cố gắng ra: hiểu biết mạng ảo hóa, vấn đề yêu cầu gặp phải tối ưu hóa tài nguyên kiến trúc mạng ảo xếp chồng mạng IP mạng quang để từ chọn lựa mô hình phù hợp Lịch sử nghiên cứu: Những nghiên cứu tối ưu hóa tài nguyên mạng khoảng thập niên 1980 Nhưng đề tài nghiên cứu tài nguyên mạng cách kiến trúc mạng ảo xếp chồng xuất thập kỷ gần Khi lý thuyết tối ưu hóa tài nguyên mạng kiến trúc mạng ảo xếp chồng trở nên phổ biến có nhiều hội thảo nghiên cứu - 10 - d) Hình 6.5: Các bước thuật toán Inter Interleaved Polling 3) Ngay trước OLT nhận trả lời từ ONU1, biết bit cuối ONU1 đến Điều OLT tính toán sau: - 77 - a) Bit đến sau RTT time RTT tính toán bao gồm RTT thực tế, thời gian xử lý Grant, thời gian phát Request mào đầu OLT để định dạng xếp hàng bit byte liệu nhận được, xác khoảng thời gian lúc gửi Grant đến ONU nhận liệu từ ONU b) Khi mà OLT biết byte mà cho phép ONU1 gửi biết bit cuối từ ONU1 đến Sau nhận biết RTT ONU2, OLT xếp Grant đến ONU2 mà bit từ ONU2 đến với khoảng bảo vệ nhỏ sau bit cuối từ ONU1 đến (6.5b) Khoảng bảo vệ cung cấp bảo vệ cho thay đổi RTT thời gian xử lý tin điều khiển ONU khác Ngoài ra, thu OLT cần thời gian để sửa lại tín hiệu đến ONU có mức lượng khác có khoảng cách đến OLT khác 4) Sau lúc, liệu từ ONU1 đến Ở cuối đường truyền ONU1 có Request chứa thông tin khối lượng byte đệm ONU1 trước truyền Request OLT sử dụng thông tin để cập nhật vào bảng dò (Polling table) (hình 6.5c) Bằng cách ghi lại thời gian mà Grant gửi liệu nhận về, OLT liên tục cập nhật RTT cho ONU tương ứng 5) Tượng tự bước 4, OLT tính toán thời gian mà bit cuối từ ONU2 đến Do đó, biết gửi Grant đến ONU3 liệu nối vào phần cuối liệu ONU2 Sau lúc, liệu từ ONU2 đến OLT cập nhật lần vào bảng nó, thời gian lưu vào cho ONU2 (hình 6.5d) - 78 - Nếu ONU liệu đệm, gửi byte trở lại OLT Do đó, chu kỳ ONU cấp byte, chẳng hạn gửi yêu cầu liệu Chú ý rằng, kênh thu OLT sử dụng hầu hết 100% Các ONU trống không cấp cửa sổ truyền Điều dẫn tới chu kỳ thời gian rút ngắn, nên tần số dò ONU tích cực thường xuyên Như vậy, theo mô tả không cần đống cho ONU Mỗi ONU thực thủ tục thông qua tin Grant nhận từ OLT Toàn xếp thuật toán định vị băng thông OLT Các ONU không cần dàn xếp nhận biết thông số không cần chuyển sang thiết lập đồng hồ Nếu OLT cho phép ONU gửi toàn nội dung đệm lần truyền dung lượng liệu cao ONU chiếm toàn băng thông Để tránh điều này, OLT giới hạn cửa sổ truyền tối đa Vì vậy, ONU thiết lập Grant để gửi nhiều byte mà yêu cầu chu kỳ trước không nhiều giới hạn cực đại Có nhiều sơ đồ khác để xác định giới hạn, cố định dựa Service Level Agreement(SLA) cho ONU động dựa tải mạng trung bình Phần xem xét vấn đề 6.5 Kế hoạch phân bổ băng thông (cửa sổ truyền cực đại): Thực chất giao thức MPCP ấn định khe thời gian có kích thước thay đổi đến ONU dựa kế hoạch phân bổ băng thông Để ngăn cản ONU chiếm hết kênh lên với lượng liễu cao có giới hạn kích thước cửa sổ truyền tối đa cho ONU ký hiệu Wimax xác định chu kỳ cấp cực đại điều kiện tải nặng cho ONU Tmax N Tmax = ∑ (G + i =1 xWi max ) R - 79 - (6.1) Với Wimax : Kích thước cửa sổ cực đại cho UNO thứ i (byte) G N R : Khoảng thời gian bảo vệ : Số ONU : Tốc độ đường truyền [bps] Khoảng thời gian bảo vệ cung cấp bảo vệ cho thay đổi RoundTriptime ( thời gian lên xuống) ONU khác Ngoài ra, đầu thu OLT cần thời gian để điều chỉnh cho thích hợp thực tế tín hiệu từ ONU khác có mức lượng khác Nếu Tmax lớn làm tăng trể cho tất khung Ethernet kể gói IP ưu tiên cao ( thời gian thực ) Nếu Tmax nhỏ khoảng thời gian bảo vệ làm hao phí băng thông Ngoài chu kỳ cực đại Wimax định băng thông tối thiểu dùng ONUi Gọi Aimin băng thông tối thiểu ONUi[bps] Ai = xWi max T max (6.2) Chẳng hạn ONU cam đoan băng thông tối thiểu Wimax byte hầu hết thời gian Tmax Dĩ nhiên, băng thông ONU bị giới hạn băng thông tối thiểu tất ONU hệ thống sử dụng tất băng thông cho phép Nếu ONU liệu, cấp cửa sổ truyền nhỏ dẫn đến chu kỳ thời gian bảo vệ nhỏ băng thông cho phép ONU lại tăng lên theo tỉ lệ Wimax Trong trường hợp đặc biệt có ONU có liệu, băng thông cho phép ONU là: Ai max = × Wi max × W max N ×G + R - 80 - (6.3) Trong mô phỏng, cho tất ONU có thông cam: Wimax = Wmax với i, suy ra: Tmax = × Wi max   N G +  R  (6.4) Chúng ta cho Tmax = 2ms G = µ s lựa chọn hợp lý Khi Wmax = 15000 byte Với thông số lựa chọn này, ONU có băng thông tối thiểu 60Mbps băng thông cực đại 600Mbps 6.6 Các thành phần trễ gói: Hình 6.6 mô tả thành phần trể gói: Hình 6.6: Các thành phần trể gói Trể gói d : d = dpoll + dcycle + dqueue (6.5) Trong : • dpoll: thời gian gói đến Report ONU gởi Trung bình dpoll = 1/2T • dcycle : thời gian từ yêu cầu cửa sổ truyền ONU cấp khe thời gian khung liệu truyền Trễ trải qua nhiều chu kỳ phụ thuộc vào số lượng khung có hàng đợi lúc khung đến - 81 - dcycle = { T, q≤W (6.6) q −W , q≥W W T× q- kích thước hàng đợi W : kích thước cửa sổ cấp • dqueue : khoảng thời gian từ bắt đầu cấp khe thời gian khung truyền dqueue = { q ,q ≤ W Rn (6.7) (q − W ) mod W max , q ≥ W Rn Câu hỏi đặt làm cách để OLT xác định kích thước cửa sổ kích thước cửa sổ yêu cầu kích thước cực đại định nghĩa trước (Wi ≤ Wmax) Ở phân phối cửa sổ theo tải có hàng đợi không vượt Wmax 6.7 Cấp phát băng thông cố định: Trong SBA, giải vấn đề cấp phát băng thông không bị tác động thông tin nhận từ ONU γ i ( j ) phần băng thông hàng đợi thứ i ONU thứ j cam đoan SLA Thì kích thước cửa sổ ω i ( j ) tính theo công thức (6.8) τ (n) độ dài chu kỳ thứ n = τ(n) ŋ( j ) (6.8) Trong SBA, nhiều thuật toán khác, trễ gói trung bình phụ thuộc trực tiếp vào việc cấp phát băng thông cho lớp riêng lưu thông Nếu tất dung tích mong muốn truyền thông truyền cửa sổ truyền đạt cấp, chịu mát nhỏ Ngược lại, trễ tăng cửa sổ truyền tải cung - 82 - cấp nhỏ, điều chỉnh tạo băng thông cấp SBA phù hợp trường hợp mà số lượng lưu thông dự đoán cách xác thay đổi dung tích theo mẫu biết OLT Sự lưu thông thể hệ thống mạng máy tính đại cho thấy bồng nổ tự phát với thay đổi dung tích trung bình điều kiện tính SBA dẫn đến gia tăng trễ thông lượng thấp 6.8 Cấp phát băng thông cân đối: Thuật toán P-DBA dựa chế tận dụng hoàn toàn cập nhật trạng thái kết nối ONU để tính toán kích thước cửa sổ truyền tải Thuật toán làm việc nguyên tắc băng thông phân chia hàng đợi cân xứng với báo cáo chiếm dụng đệm Qi(j) lượng byte báo cáo hàng đợi i ONU thứ j Phần băng thông cấp phát tới hàng đợi tính theo (6.9) Β i( j ) = (6.9) Giả sử độ dài chu kỳ biết τ(n), chiều dài cửa sổ truyền tải cho hàng đợi thứ j ONU thứ i cho công thức (6.10) Hơn phương thức đảm bảo tất băng thông sử dụng hiệu = τ(n) (6.10) Thuận lợi P-DBA tính đáp ứng nhanh cân đối Vì cấp phát dựa vào báo cáo cuối cùng, nên khả tắt nghẽn giải nhanh chóng gói backlogged truyền tải Sự định vị cân đối không thiên loại lưu thông đối xử Đây điều tuyệt - 83 - vời mà tất người dùng đồng ý với SLA họ Mặc khác, lưu thông từ nguồn Non compliant tác động đến phân phối QoS đến nguồn khác Trong trường hợp này, P-DBA không phù hợp cho ứng dụng DiffServ 6.9 Sự cấp phát băng thông theo quyền ưu tiên: Trong SP-DBA, hổ cho lớp lưu thông đòi hỏi QoS nhiều thực việc đưa hàng theo tính ưu tiên nghiêm ngặc Quá tình cấp phát băng thông gồm ba bước: Dựa báo cáo nhận để tính toán tổng lượng băng thông đòi hỏi loại dịch vụ khác Băng thông cấp phát cho lớp dịch vụ dựa thuộc tính ưu tiên chúng Các lớp có tính ưu tiên đầu xem xét Một hợp lý lớp có mức ưu tiên thấp cấp phát băng thông yêu cầu Băng thông cấp phát tới lớp dịch vụ cho phân chia cho tất hàng đợi chế P-DBA Điều đảm bảo băng thông cấp phát đòi hỏi tất hàng đợi đối xử Hai mục tiêu phải đối đầu trước trình thực SP- DBA EPON với sựu định vị băng thông tập trung : • Hỗ trợ tốt cho mô hình DiffServ • Cho thấy với phương thức tập trung tính hoạt động đạt EPON nơi mà phân phối hàng Inter Intra ONU thực Nó dự đoán trước xếp theo nguyên tắc ưu tiên có khả cung cấp đòi hỏi QoS cho lớp lưu thông có mức ưu tiên cao Khía cạnh khác, điều dẫn đến thực thi lớp lưu thông - 84 - có mức ưu tiên trung bình thấp, tải nặng cấp phát băng thông cho lớp bị hạn chế trầm trọng 6.10 SLA aware p-DBA: Trong mục đưa thuật toán SLA-DBA Tính hoạt động thuật toán chủ yếu dựa vào phương thứcP-DBA để quản lý cấp phát tối ưu nguồn tài nguyên sẳn có khả đáp ứng tốt thay đổi điều kiện mạng Trong thuật toán SLA-DBA đạt QoS khác cho loại lưu thông khác mục đích cốt lõi Từ quan điểm hoạt tính phương thức gồm ba bước Trong phần đầu thuật toán cấp phát băng thông tương ứng với chiều dài hàng đợi báo cáo Đây hoạt tính P-DBA Như giới thiệu mục 6.7 phương thức dẫn đến bảo vệ thông số lưu thông Để đáp ứng lượng băng thông cho hàng đợi, phần hai thuật toán ép buộc đồng ý SLA tính đến Qi(j) số lượng byte báo cáo hàng đợi j ONU i βik(j) số byte cấp phá hàng đợi bước K thuật toán Số lượng byte mà gởi chu kỳ bảo đảm đặc biệt cho β [n ] phải chịu ràng buộc sau: τmin β [n ] / CL τmax (6.11) Với τmin τmax giá trị max chu kỳ đảm bảo CL dung lượng đường truyền tính bit/s Trong phần một, lượng băng thông cấp phát cho hàng đợi riêng tính: - 85 - β [n ] βik(j) = (6.12) Cũng phần băng thông vượt βex tính toán tổng băng thông tất hàng đợi có đặc tính ưu tiên thấp Trong phấn cuối lượng băng thông vượt phân chia hàng đợi có tính ưu tiên cao băng thông cấp phát phần đầu nhỏ giá trị cực tiểu mong muốn giá trị max byte đảm bảo hàng đợi Trong ràng buộc đưa SLA thực cho tất lớp có thuộc tính trung bình cao Ba trạng thái riêng biệt xét sau: lượng băng thông cấp phát vượt lượng giao ước SLA Băng thông cấp phát cho hàng đợi riêng biệt giảm xuống = Băng thông yêu cầu giới hạng SLA Không có thay đổi thực = trường hợp nơi có đủ băng thông vượt mức βex băng thông cấp phát Hơn lượng băng thông cấp phát không thay đổi Băng thông mà không cấp phát phần hai dùng cho cho tất hàng đợi phần iii Lượng băng thông cấp phát cho hàng đợi tính sau: = - 86 - + βex / (6.13) Sau băng thông cấp phát cho hàng đợi cửa sổ truyền gán Kích thước cửa sổ tính (6.15) với τ(n) chu kỳ tính từ công thức (6.14): τ(n) = / CL = τ(n) 6.11 (6.14) (6.15) SLA aware Adaptive DBA Thực phân tích thuật toán cấu trúc SBA P-DBA để đến phương thức khác vấn đề Như thấy thuật toán SBA lượng băng thông cố định cấp phát đến lớp lưu thông Ngược lại, P-DBA phản ứng nhanh điều kiện thay đổi băng thông cấp phát dựa báo cáo nhận từ ONU Trong cố gắn nhằm kết hợp hai phương thức SBA P-DBA thành thuật toán A-DBA thiết lập Để đạt tính thực thi tốt giả sử lượng băng thông đánh dấu tuỳ thuộc vào chiều dài báo cáo hàng đợi Để cạnh tranh với mức hổ trợ QoS đưa SBA, lượng băng thông cho phép cực đại mà gán cho hàng đợi đưa Giá trị băng thông cho phép vấn đề thảo thuận ngoại tuyến khách hàng nhà cung cấp mạng thiết lập SLA Các thông số SLA chọn cách cho miễn nguồn đặc biệt truyền gói tốc độ thấp giá trị cực đại, chúng đảm bảo truyền mà trễ cộng thêm vào Nếu tài nguyên vượt giá trị cực đại cho phép gói gởi tốc độ cực đại cho phép phần liệu lại nằm đệm tài nguyên giảm xuống tốc độ mức giá trị cực đại nguồn tài nguyên khác liệu gửi - 87 - Giống mục trước, Qi,jn chiều dài hàng đợi tính Byte hàng đợi thứ j ONU thứ i chu kỳ n dấu chu kỳ thứ n số lượng byte đánh giá trị cực đại byte mà gửi hàng đợi riêng biệt chu kỳ Thời gian chu kỳ đảm bảo τ(n) tuỳ thuộc vào tổng lượng băng thông cấp phát đến hàng đợi đưa (6.16) Thời τ(n) không lớn ,cái tính công thức (6.17): τ(n) = (6.16) = (6.17) Dựa giá trị tính từ việc xếp hàng, OLT tính toán cửa sổ truyền theo công thức (6.19), với τ(n giống mục trước, chiều dài chu kỳ tính công thức (6.18) (6.18) (6.19) - 88 - KẾT LUẬN Với bùng nổ loại hình dịch vụ ứng dụng Internet có băng thông lớn, tốc độ cao kỷ 21, điều khiến tài nguyên nhà cung cấp dịch vụ Internet đứng trước nguy không đáp ứng kịp Song song với việc phát triển công nghệ truyền dẫn mới, việc sử dụng hiệu nguồn tài nguyên sẵn có thông qua phương án tối ưu hóa tài nguyên mạng vấn đề tập trung nhiều nghiên cứu Vì việc tối ưu hóa tài nguyên mạng kiến trúc mạng ảo xếp chồng mạng IP mạng quang tất yếu Nhiều tiêu chuẩn tối ưu hóa cho hệ thống mạng thông tin đề xuất, mô hình xếp chồng mô hình ngang hàng ITU chấp thuận đưa vào hoạt động Hướng phát triển đề tài nghiên cứu thêm vấn đề khác (như hiệu suất, độ trễ, cách phân phối băng thông…) trình tối ưu hóa tài nguyên mạng kiến trúc mạng ảo xếp chồng Cuối cùng, luận văn tìm hiểu, đề xuất nhỏ lý luận, trình phát triển tối ưu tài nguyên mạng ảo hóa - 89 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Eduard ESCALONA, A Novel Architecture for Virtualization and CoProvisioning of Dynamic Optical Networks and ITServices Gladys Diaz, Autonomic Networks and Management of Dynamic Services Deployment IEEE Internal Conference on Peer-to-Peer Computing P2P [Online] [Cited: October 30, 2007 http://www.ida.liu.se/conferences/p2p/portal/ IEEE P2P 2011: 11th IEEE International Conferenceon Peer-to-Peer Computing http://www.wikicfp.com/cfp/servlet/event.showcfp?eventid=12582©owner id=16065 IEEE P2P 2012, 12th International Conference in Peer-to-Peer Computing [26], www.p2p12.org/callforpapers.pdf Kohei Shiomoto*, Ichiro Inoue*, and Eiji Oki**, Network virtualization in high-speed huge-bandwidth optical circuit switching network KS Phạm Tiến Đạt, KS Nguyễn Quang Nghĩa, KS Võ Đức Hùng, “Ethernet PON- Giải pháp cho mạng truy nhập hệ sau” Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông Công nghệ thông tin, Kỳ 1-tháng 6/2004, trang 14-17 Milojicic, Dejan S., Kalogeraki, Vana, Lukose, Rajan, Nagaraja, Kiran, Pruyne, Jim, Richard, Bruno, Rollins, Sami and xu, Zhichen Peer-to-Peer Computing S.s.: HP Laboratories, Palo Alto, 2002 Muntasir Raihan Rahman, Resource Allocation, and Survivability in Network Virtualization Environments 10 N.M Mosharaf Kabir Chowdhury, Identity Management and Resource Allocation in the Network Virtualization Environment 11 Pascale Vicat-Blanc Primet, Sebastien Soudan, and Dominique Verchere, Virtualizing and Scheduling Optical Network Infrastructure for Emerging IT Services [Invited] - 90 - 12 Raouf Boutaba, Identity Management & Network Embedding 13 Reza Nejabati, Eduard Escalona, Shuping Peng, Dimitra Simeonidou, Optical Network Virtualization (Invited) 14 Sugang Xu1, Hiroaki Harai1, Hideki Otsuki1 and Akihiro Nakao2,1, Incorporating Optical Private Network in Network Virtualization for Emerging Network Services 15 Schollmeier, Rudiger A Definition of Peer-to-Peer Networking for the Classification of Peer-to-Peer Architectures and Applications First International Conference on Peer-to-Peer Computing (P2P’01) 2002 16 Stuart Clayman, Alex Galis, Monitoring Virtual Networks with Lattice 17 Srinivasan Seetharaman, ANALYZING CROSS-LAYER INTERACTION IN OVERLAY NETWORKS 18 Trần Nam Bình, Nguyễn Thanh Việt, Mạng truy nhập (Công nghệ giao diện V5), Nhà xuất Bưu Điện / 2000 19 Wen De Zhong, Xiao Mei Niu and Tee Hiang Cheng*, Comparison of Overlay and Peer Models in IP over Optical Networks - 91 - [...]... quản lý di động, mạng ảo cấu hình và giám sát là một số ví dụ về các vấn đề quản lý trong môi trường ảo hóa mạng Trong luận văn trình bày khảo sát toàn diện của ảo hóa mạng lưới, ảo hóa mạng quang và nghiên cứu liên quan Luận văn đặt ảo hóa mạng lưới, ảo hóa mạng quang ở một góc độ lịch sử, trình bày một cái nhìn tổng quan phân loại các dự án trước đó và đang liên quan đến ảo hóa mạng, và quan trọng nhất,... bản thân và điều kiện nghiên cứu còn nhiều hạn chế nên nghiên cứu chỉ chủ yếu dựa trên lý thuyết và đưa ra các phương pháp ảo hóa mạng tối ưu hóa tài nguyên mạng ảo xếp chồng trên mạng IP và mạng quang - 12 - CHƯƠNG 1 CÔNG NGHỆ ETHERNET 1.1 Giới thiệu chung Nói một cách khác, Ethernet là một lựa chọn hợp lý cho mạng truy nhập IP được tối ưu hoá dữ liệu Kỹ thuật QoS được chấp nhận mới đã làm cho mạng Ethernet... ảo VLAN, mạng riêng ảo VPN, mạng có thể lập trình và tích cực, mạng che phủ…), các phương pháp ảo hóa mạng quang hiện tại và trong tương lai để có cơ sở xây dựng giải pháp kiến trúc mới cho phép ảo hóa bởi mạng quang 4 Tóm tắt những luận điểm cơ bản Luận văn chỉ là những tìm hiểu, đề xuất nhỏ cũng là một trong các lý luận, căn cứ trong quá trình phát triển tối ưu tài nguyên mạng ảo hóa - 11 - 5 Phương... cơ chế chuyển tiếp, và các giao thức quản lý và kiểm soát khác.Người dùng cuối có thể lựa chọn vào bất kỳ mạng ảo nào, hoặc thậm chí nhiều cùng một lúc.Ví dụ, người sử dụng cuối cùng trong hình 3.1 được kết nối với hai mạng ảo khác nhau Hình 3.1: Kiến trúc ảo hóa mạng 3.2 Những thách thức và cơ hội phát triển của ảo hóa mạng: Trong khi ảo hóa mạng hứa hẹn tính linh hoạt mở rộng và gia tăng tính không... tương lai Mặc dù kiến trúc chủ nghĩa thuần túy xem ảo hóa mạng như một phương tiện để đánh giá kiến trúc mới, cách tiếp cận đa nguyên xem xét ảo hóa như là một thuộc tính cơ bản của kiến trúc chính nó Bằng cách cho phép nhiều kiến trúc mạng không đồng nhất để hoạt động chung trên một chất nền vật lý chia sẻ, ảo hóa mạng lưới cung cấp sự linh hoạt, thúc đẩy sự đa dạng, và hứa hẹn an ninh và tăng cường... mạng IP và mạng quang vẫn đang trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu 3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Luận văn này nhằm đưa ra lý do tại sao có khái niệm ảo hóa mạng, các thách thức và cơ hội phát triển của ảo hóa mạng Từ đó làm rõ khái niệm ảo hóa mạng là gì và thực hiện ra sao để phân biệt với các khái niệm tương tự như ảo hóa mạng (ví dụ: mạng cục bộ ảo VLAN, mạng riêng... đề đặt ra là cần có giải pháp tối ưu hóa tài nguyên mạng - 31 - CHƯƠNG 3 ẢO HÓA MẠNG 3.1 Khái niệm ảo hóa mạng: Internet đã thành công trong mô hình hóa cách chúng ta truy cập và trao đổi thông tin trong thế giới hiện đại Trong suốt ba thập kỷ qua, các kiến trúc Internet đã chứng minh giá trị của nó bằng cách hỗ trợ vô số các ứng dụng phân tán và rất nhiều các công nghệ mạng mà nó đang chạy Tuy nhiên,... đề tối ưu hóa Một vài diễn đàn lớn đưa ra những kết quả nghiên cứu về đồng đẳng như: IEEE International Conference on Peer-to-Peer Computing [3], IEEE P2P 2011: 11th IEEE International Conferenceon Peer-to-Peer Computing [4], IEEE P2P 2012, 12th International Conference in Peer-to-Peer Computing [5], Vì vậy, có thể nói rằng: tối ưu hóa tài nguyên mạng trong các kiến trúc mạng ảo xếp chồng trên mạng IP. .. thách thức và cơ hội mở trong lĩnh vực này nghiên cứu với mục tiêu đến lợi ích chung rộng giữa các nhà nghiên cứu mạng 3.3 Các khái niệm tương tự như ảo hóa mạng lưới: Khái niệm về mạng lưới logic cùng tồn tại nhiều trong các tài liệu mạng xuất hiện nhiều lần trong quá khứ trong năng lực khác nhau Chúng có thể được phân loại thành bốn loại chính: mạng nội bộ ảo (VLAN), mạng riêng ảo (VPN), mạng lưới... động và quản lý môi trường này phải được xử lý đầu tiên thực hiện những cam kết Ví dụ của các vấn đề liên quan đến instantiation bao gồm giao diện, tín hiệu, bootstrapping (sự khởi động) và nhúng các mạng ảo trên cơ sở hạ tầng vật lý chia sẻ Mặt khác, thực hiện của các bộ định tuyến ảo và các liên kết ảo cũng như lập kế hoạch nguồn tài nguyên trong các nguồn tài nguyên ảo cùng tồn tại là một vài trong