Mạng thế hệ mới WDM

‱ LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Trần Quang Hùng SHHV: CB100475 Là học viên lớp: 10BMTTT-KH Khóa: 2010B Chuyên nghành: Kĩ Thuật Máy Tính Truyền Thông Tôi xin cam đoan luận văn kết tìm hiểu nghiên cứu thân hướng dẫn thầy giáo TS Ngô Hồng Sơn – Viện Công nghệ thông tin truyền thông – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Nếu có sai phạm xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng năm 2012 Người thực Trần Quang Hùng Lớp 10BMTTT-KH- Khóa 2010B – ĐH BKHN Trang1‱ ‱ LỜI CẢM ƠN Giống nhiều thách thức khó khăn sống, thực luận văn nghiên cứu đòi hỏi người nghiên cứu phải tìm tòi, sáng tạo cố gắng cách nỗ lực Không có vậy, việc thực có nhiều thất bại giống trở ngại sống, điều gây nhiều khó khăn chúng ta, trường hợp ngoại lệ Tuy nhiên, may mắn có người bên cạnh giúp đỡ hoàn thành luận văn cách hoàn chỉnh Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà nội nói chung thầy cô giáo Viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông nói riêng Các thầy cô người giúp trau dồi bổ sung cho kiến thức mà thiếu, người bồi đắp cho kinh nghiệm thực tiến quý báu để hoàn thành tốt luận văn Tiếp theo, xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới Thầy giáo TS Ngô Hồng Sơn – Giảng viên môn Mạng Máy Tính Truyền Thông – Viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chính thầy người trực tiếp hướng dẫn truyền đạt kiến thức nghiên cứu khoa học cho tôi, người bên cạnh lúc thất bại, người động viên nỗ lực để hoàn thành luận văn Cuối cùng, lời cảm ơn tới gia đình bạn bè Họ chỗ dựa tinh thần vững tôi, động viên giúp đỡ cách nồng nhiệt để hoàn thành luận văn Hà Nội, tháng năm 2012 Người thực Trần Quang Hùng Trang2‱ ‱ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG MỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG - CỞ SỞ LÝ THUYẾT 11 1.1 TRANSPORT CONTROL PROTOCOL - TCP 12 1.2 OPTICAL BURST SWITCHING - OBS 14 1.2.1 Các công nghệ chuyển mạch quang 14 1.2.2 Kiến trúc OBS 16 CHƯƠNG - CÁC VẤN ĐỀ CỦA TCP TRONG CÁC MẠNG OBS 22 2.1 ĐẶC TRƯNG TRUYỀN TẢI RIÊNG BIỆT CỦA CÁC MẠNG OBS 22 2.1.1 Độ trễ việc lắp ráp chùm báo hiệu 22 2.1.2 Vấn đề mát chùm cách ngẫu nhiên xung đột 23 2.2 CÁC VẤN ĐỀ CỦA TCP TRÊN CÁC MẠNG OBS 25 2.2.1 Vấn đề mát nhiều phân đoạn TCP 26 2.2.2 Vấn đề trật tự phân đoạn TCP 27 2.2 CƠ CHẾ TRUYỀN TẢI LẠI TRONG OBS 29 CHƯƠNG – MÔ PHỎNG VÀ CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 32 Trang3‱ ‱ 3.1 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA TCP TRÊN MẠNG OBS 33 3.1.1 Thông lượng 34 3.1.2 Kích thước cửa sổ truyền tải 39 3.1.3 Xác suất mát 42 3.2 OBS VỚI CƠ CHẾ TRUYỀN TẢI LẠI CHÙM 44 3.2.1 Mô mạng OBS với thực chế truyền tải lại 45 3.2.2 Các kết đạt 46 3.3 NHẬN XÉT 58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Trang4‱ ‱ CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ACKs Acknowledgments BHPs Burst Header Packets BDPs Burst Data Packets CPs Control Packets FDLs Fiber Delay lines JET Just Enough Time LAUC Latest Available Unscheduled Channel NSFNET National Science Foundation Network OBS Optical Burst Switching OCS Optical Circuit Switching O/E/O Optical/Electronic/Optical OPS Optical Packet Switching RWA Routing Wavelength Assignment SDH Synchronous Digital Hierarchy WDM Wavelength Division Multiplexing Trang5‱ ‱ DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Kiến trúc node lõi OBS 17 Hình 1.2 Lắp ráp chùm node biên OBS 18 Hình 1.3 Các thuật toán lập lịch trình kiến trúc OBS 20 Hình 2.1 Sự mát chùm xung đột cách ngẫu nhiên mạng OBS 24 Hình 2.2 Cơ chế truyền tải lại mạng OBS 30 Hình 3.1 NSFNET topology 33 Hình 3.2 Thông lượng TCP Tahoe 35 Hình 3.3 Thông lượng TCP Reno 35 Hình 3.4 Thông lượng TCP Vegas 36 Hình 3.5 Thông lượng TCP Sack 36 Hình 3.6 Thông lượng loại TCP 37 Hình 3.7 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe 39 Hình 3.8 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Reno 39 Hình 3.9 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Vegas 40 Hình 3.10 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Sack 40 Hình 3.11 So sánh kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe, TCP Reno, TCP Vegas, TCP Sack 41 Hình 3.12 So sánh xác suất mát gói tin TCP TCP Tahoe, TCP Reno, TCP Vegas, TCP Sack 43 Hình 3.13 Mô tả hoạt động hàm mô mạng OBS 45 Trang6‱ ‱ Hình 3.14 Thiết kế hàm phục vụ chế truyền tải lại OBS 46 Hình 3.15 Thông lượng TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại 47 Hình 3.16 Thông lượng TCP Reno mạng OBS với chế truyền tải lại 47 Hình 3.17 Thông lượng TCP Vegas mạng OBS với chế truyền tải lại 48 Hình 3.18 Thông lượng TCP Sack mạng OBS với chế truyền tải lại 48 Hình 3.19 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại 52 Hình 3.20 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại 52 Hình 3.21 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại 53 Hình 3.22 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại 53 Hình 3.23 Xác suất mát 56 Trang7‱ ‱ DANH SÁCH CÁC BẢNG MỤC Bảng 1.1 So sánh công nghệ chuyển mạch 16 Bảng 3.1 Thông lượng loại TCP (Mbps) 37 Bảng 3.2 Kích thước cửa sổ truyền tải loại TCP 41 Bảng 3.3 Xác suất mát loại TCP 44 Bảng 3.4 Thông lượng loại TCP mạng OBS với chế truyền tải lại 49 Bảng 3.5 Kích thước cửa sổ truyền tải loại TCP mạng OBS với chế truyền tải lại 54 Bảng 3.6 Xác suất mát chế truyền tải lại mạng OBS 56 Trang8‱ ‱ ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, Internet trở nên phổ biến giới, dường phần thiếu sống Một lý cho thành công Internet việc sử dụng giao thức truyền tải TCP – Transport Control Protocol Hầu hết lưu lượng mạng Internet truyền tải sử dụng giao thức TCP TCP giao thức truyền tải đáng tin cậy có khả tự điều chỉnh tốc độ truyền tải thông qua chế kiểm soát tắc nghẽn thực truyền tải lại gói tin TCP bị mát trình truyền tải cách nhanh chóng thông phản hồi acknowledgments – acks Còn OBS – Optical Burst Switching [5][6][9] mô hình truyền tải liệu hứa hẹn có khả thực thi thực tế so với mô hình đề xuất khác Với tốc độ truyền tải cao, băng thông lớn, khả sử dụng tối đa nguồn tài nguyên hệ thống, OBS công nghệ triển vọng việc thực mạng quang hệ Do đặc trưng truyền tải riêng biệt có mạng OBS (như độ trễ việc lắp ráp chùm, độ trễ chế báo hiệu,…) làm ảnh hưởng không nhỏ tới hiệu tổng thể luồng TCP từ node mạng truy nhập Chính nguyên nhân khiến thông lượng chung luồng TCP không đạt hiệu cao mà mạng OBS cung cấp Do mục tiêu luận văn thực nghiên cứu cách tổng thể vấn đề thực luồng lưu lượng TCP mạng OBS thông qua kết mô luồng TCP mạng OBS để đánh giá chi tiết ảnh hưởng Từ đưa số giải pháp hữu ích để giải vấn đề Luận văn tổ chức sau : Trang9‱ ‱ Chương 1: Cơ sở lý thuyết Đây chương luận văn thực trình bày cách tổng quan giao thức truyền tải TCP – Transport Control Protocol phổ biến mạng Internet Tiếp đó, thực trình bày lý thuyết mạng chuyển mạch chùm quang OBS – Optical Burst Switching Chương 2: Các vấn đề TCP mạng OBS Chương thứ hai luận văn thực trình bày vấn đề thực giao thức truyền tải TCP mạng OBS giới thiệu giải pháp giúp cải thiện hiệu TCP OBS với chế truyền tải lại chùm Chương 3: Mô kết đạt Chương cuối luận văn thực việc thực luồng TCP mạng OBS thông qua network simulator (ns-2.28) module OBS mở rộng (OBS-ns) Qua , thể kết đạt qua thông lượng, kích thước cửa sổ truyền tải, xác suất mát loại TCP khác Tiếp theo thực việc mô mạng OBS với chế truyền tải lại chùm thể kết đạt thông qua thông lượng, kích thước cửa sổ truyền tải xác suất mát TCP Tất nhiên cố gắng thực tìm tòi nghiên cứu nhiều nguyên nhân khác nhau, đặc biệt hiểu biết giới hạn kiến thức lại bao la rộng lớn, nên luận văn thực khó tránh khỏi khuyết điểm Nhưng mong thầy cô giáo bạn đồng nghiệp cảm thông với nỗ lực suốt thời gian qua để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Hà nội, tháng năm 2012 Người thực Trần Quang Hùng Lớp 10BMTTT-KH- Khóa 2010B – ĐH BKHN Trang10‱ ‱ Hình 3.17 Thông lượng TCP Vegas mạng OBS với chế truyền tải lại Hình 3.18 Thông lượng TCP Sack mạng OBS với chế truyền tải lại Trang48‱ ‱ Thời gian (s) Thông lượng (đơn vị: Mbps) TCP Tahoe Cũ Mới TCP Reno Cũ TCP Vegas Mới TCP Sack Cũ Mới Cũ Mới 1.0 0.42462 0.60766 0.41630 0.55774 0.30399 0.35198 0.4495 0.5743 2.0 0.83631 0.98190 0.83215 0.89454 0.53999 0.58799 0.8404 0.9236 3.0 0.83210 0.92916 0.75999 0.81546 0.43466 0.48533 0.7267 0.8154 5.0 0.86200 0.95685 0.85868 0.90860 0.53599 0.57599 0.8320 0.9019 10 0.89407 0.97097 0.83785 0.88028 0.51279 0.54639 0.9376 0.9917 30 0.91507 0.98537 0.87083 0.90855 0.53306 0.56773 0.9776 1.0261 50 0.9191 0.91911 0.8646 0.90139 0.53456 0.5688 0.9767 1.0242 70 0.9198 0.98414 0.8728 0.90926 0.54057 0.57417 0.9830 1.0300 99 0.9211 0.98571 0.8716 0.90873 0.537616 0.571394 0.988 1.03471 Bảng 3.4 Thông lượng loại TCP mạng OBS với chế truyền tải lại Qua kết trên, rõ ràng thông lượng loại TCP cải thiện nhờ vào chế truyền tải lại chùm thực mạng OBS Những mát gói tin TCP xảy mát chùm xung đột cách ngẫu nhiên tranh chấp tài nguyên cổng node trung gian OBS giảm thiểu Trang49‱ ‱ Tuy nhiên, thông lượng TCP nhìn chung có tăng so với không thực chế truyền tải lại mạng OBS không đáng kể so với khả truyền tải lên tới hàng Gb giây mạng OBS mang lại Chủ yếu thông lượng TCP tăng truyền tải lại (nhiều lần) chùm mạng OBS xảy xung đột mạng lưới xảy tình trạng tắc nghẽn nặng Do có truyền tải lại chùm bị mát đường truyền tải mạng OBS nên xác suất mát chùm tổng thể mạng OBS giảm đáng kể qua làm tăng thông lượng chung cho tất lưu lượng thông lượng TCP tăng lên Một nguyên nhân khiến cho thông lượng TCP thấp mà chưa tận dụng hết khả mạng OBS mang lại là: trật tự gói tin TCP node biên đích Do có mát chùm đường truyền tải mà trật tự gói tin TCP node biên đích không theo trật tự ban đầu node biên đích tiếp tục phân rã chùm gửi gói tin TCP tới TCP Receiver Do trật tự bị thay đổi TCP Receiver gửi Duplicated-ACKs tới TCP Sender để thông báo với TCP Sender gói tin chưa nhận được, TCP Sender nhận ba nhiều duplicated-ACKs cho gói tin TCP tiến hành gửi lại gói tin TCP mà gói tin TCP truyền tải lại chế truyền tải lại mạng OBS Điều khiến cho kích thước cửa sổ truyền tải TCP bị cắt giảm liên tục nhận duplicated-acks qua ảnh hưởng trực tiếp đến thông lượng chung luồng TCP Hơn nữa, thời gian truyền tải lại hay độ trễ truyền tải lại chùm mạng OBS lớn thời gian gây timeout TCP TCP sender coi gói tin TCP gửi trước bị mà ngầm thị cho TCP thấy mạng lưới bị tắc nghẽn nặng Và TCP cắt giảm kích thước cửa sổ truyền tải chí trở trạng thái slow start mà gói tin TCP thực truyền tải mạng OBS Trang50‱ ‱ Một lưu lượng mạng lớn xảy tình trạng tắc nghẽn nặng lâu dài chế truyền tải lại chùm lại làm gia tăng thêm áp lực với tình trạng mạng lưới Thông lượng TCP mà khó tăng cao Ngoài ra, thực chế truyền tải lại chùm mạng OBS chùm tranh chấp bị bỏ node trung gian phải gửi trả lại thông điệp ARQ tới node biên có chùm bị bỏ để thông báo việc mát chùm, vô tình gây trạng thái overhead cho mạng, bị mát đường truyền tải Khi không nhận thông điệp ARQ nào, node biên ngầm hiểu chùm tới node biên đích cách thành công giải phóng chùm đệm gây mát chùm, tình hay xảy mạng lưới có tải lưu lượng cao Hơn nữa, với việc lưu trữ chùm truyền tải lưu trữ chùm truyền tải đệm node biên làm cho đệm node biên phải có dung lượng đủ lớn để lưu trữ hết chùm truyền tải truyền tải vào mạng lưới Nhưng đệm có giới hạn nó, không đủ dung lượng để lưu trữ chùm tới chùm phải bị bỏ gây mất gói tin node biên, gây tắc nghẽn node biên tài nguyên phục vụ cho việc truyền tải node biên sử dụng cho burst khác thực việc truyền tải gây tình trạng tắc nghẽn node biên vào OBS Việc mát gói tin node biên vào mạng OBS tình trạng tắc nghẽn node biên làm ảnh hưởng không nhỏ tới thông lượng tổng thể luồng TCP mạng có tải lưu lượng thấp b) Kích thước cửa sổ truyền tải: - Kích thước cửa sổ truyền tải TCP Tahoe: Trang51‱ ‱ Hình 3.19 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại - Kích thước cửa sổ truyền tải TCP Reno: Hình 3.20 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Reno mạng OBS với chế truyền tải lại Trang52‱ ‱ - Kích thước cửa sổ truyền tải TCP Vegas: Hình 3.21 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Vegas mạng OBS với chế truyền tải lại - Kích thước cửa sổ truyền tải TCP Sack: Hình 3.22 Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Sack mạng OBS với chế truyền tải lại Trang53‱ ‱ Thời gian (s) Kích thước cửa sổ truyền tải (đơn vị: gói tin) TCP Tahoe TCP Reno TCP Vegas TCP Sack Cũ Mới Cũ Mới Cũ Mới Cũ Mới 1.0 12 10 2.0 8 12 10 16 16 3.0 10 8 16 12 5.0 8 14 16 10 10 12 10 12 30 8 8 8 12 50 12 12 10 12 70 8 10 10 8 99 8 10 16 16 Bảng 3.5 Kích thước cửa sổ truyền tải loại TCP mạng OBS với chế truyền tải lại Hình 2.19, thể kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Tahoe mạng OBS với chế truyền tải lại, hình 2.20 kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Reno, hình 2.21 kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Vegas, hình 2.22 kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP Sack Trang54‱ ‱ Qua hình trên, nhận thấy biến đổi kích thước cửa sổ loại TCP thực chế truyền tải lại chùm so với biến đổi liên tục kích thước cửa sổ truyền tải loại TCP mạng OBS chế thực lại Điều rõ ràng làm cho hiệu tổng thể loại TCP tăng lên cách đáng kể Qua đó, thông lượng chúng tăng lên.(đã thể phần a mục 3.2.2 trên) Nhưng rõ ràng, biến đổi kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn có thay đổi qua thể hình rõ ràng kích thước cửa sổ truyền tải loại TCP trở lại giá trị gói tin nhiều lần tương ứng luồng TCP trở lại trạng thái slow – start Do hình 3.15, 3.16, 3.17, 3.18 thông lượng loại TCP có tăng lên thực chế truyền tải lại so với mạng OBS không thực chế truyền tải lại tăng cách không đáng kể Nguyên nhân chủ yếu vấn đề trật tự gói tin node đích mạng truy nhập không với thứ tự ban đầu mà truyền tải chùm liệu có gói tin lắp ráp không theo thứ tự node biên đích OBS chế truyền tải lại chùm Vấn đề duplicated-acks gửi tới TCP sender ảnh hưởng cách đáng kể tới hiệu tổng thể luồng TCP Hình 3.19 cho thấy ảnh hưởng tác động cách đáng kể tới TCP Tahoe, loại TCP có chế kiểm soát tắc nghẽn: slow start, congestion avoidance, fast retransmission so với loại TCP khác Do vậy, TCP Tahoe xử lý vấn đề duplicated-acks kiện mát phân đoạn TCP lúc truyền tải, mà thị cho biết mạng bị tắc nghẽn Thông lượng TCP Tahoe không cao c) Xác suất mát: Trang55‱ ‱ Hình 3.23 Xác suất mát Xác suất mát (x 10-4) Thời gian (đơn vị: s) TCP Tahoe mạng OBS TCP Tahoe mạng OBS với không truyền tải lại chế truyền tải lại 1.0 22.3422 22.3422 2.0 13.097 13.097 3.0 11.989 11.989 5.0 10.129 10.129 10 10.0966 9.6027 30 26.0408 8.86956 Trang56‱ ‱ 50 41.4315 8.69243 70 55.372 8.55749 99 73.9036 8.54496 Bảng 3.6 Xác suất mát chế truyền tải lại mạng OBS Trong hình 3.12, thể cách tổng thể xác suất mát loại TCP mạng NSFNET OBS Qua hình 3.12 đó, thấy TCP Tahoe với chế kiểm soát tắc nghẽn là: slow start, congestion avoidance, fast retransmission xử lý thông điệp duplicated-acks kiện mát phân đoạn TCP, mà thị cho TCP Tahoe ngầm hiểu mạng bị tắc nghẽn Kết hợp với truyền tải lại nhanh TCP Tahoe xác suất mát TCP Tahoe tăng lên cao thực với khoảng thời gian tương đối dài tình trạng mạng tắc nghẽn tương đối nặng Không giống loại TCP, cụ thể TCP lại: TCP Reno, TCP Vegas, TCP Sack việc mát phân đoạn TCP nhỏ Vì thể hình 3.23 để làm rõ vấn đề mát phân đoạn TCP với hai trường hợp: mạng NSFNET OBS bình thường không sử dụng chế truyền tải lại mạng NSFNET OBS với chế thực truyền tải lại Rõ ràng, qua thể hình 3.23 xác suất mát phân đoạn TCP TCP Tahoe giảm xuống cách rõ rệt chứng tỏ thông lượng TCP Tahoe cải thiện rõ rệt qua làm tăng hiệu tổng thể luồng TCP lên cách đáng kể Vấn đề xảy mát tránh khỏi Nếu thông điệp ARQ thông báo với node biên OBS mát chùm xảy bị mát link điều khiển nguyên nhân lúc truyền tải coi chùm Trang57‱ ‱ bị mát mà cách khắc phục Vấn đề node biên OBS không đủ nhớ để lưu trữ tiếp chùm đến gây mát hay tắc nghẽn node biên đủ nguồn tài nguyên phục vụ truyền tải gây mát 3.3 NHẬN XÉT Qua việc mô thực luồng TCP mạng OBS việc thể đánh giá so sánh luồng TCP với trình bày mục luận văn này, rõ ràng hiệu TCP nói chung loại TCP nói riêng bị ảnh hưởng nhiều đặc trưng riêng mạng OBS Độ trễ gói tin TCP lắp ráp thành chùm liệu node biên OBS để truyền tải mạng OBS, việc mát chùm liệu cách ngẫu nhiên xung đột OBS dẫn đến nhiều gói tin TCP lắp ráp chùm bị mát theo chùm liệu tải lưu lượng mạng thấp gây hiểu lầm trạng thái tắc nghẽn mạng nặng TCP sender làm ảnh hưởng lớn đến thông lượng hiệu luồng TCP truyền tải mạng OBS Thông lượng luồng TCP tận dụng hết băng thông có mạng OBS có khả đáp ứng, kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn luồng TCP bị biến đổi cách lớn liến tục trở lại giá trị nhỏ kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn, điều có nghĩa luồng TCP phải trở lại trạng thái slow start liên tục, xác suất mát gói tin TCP mức cao làm ảnh hưởng đến chất lượng ứng dụng người dùng mà TCP chịu trách nhiệm truyền tải Tất vấn đề cho thấy TCP bị ảnh hưởng cách lớn thực truyền tải mạng OBS Với chế truyền tải lại chùm bị mát lúc truyền tải phần thiện đáng kể hiệu chung TCP Tuy rằng, chế truyền tải lại chùm bị Trang58‱ ‱ mát phần khắc phục vấn đề mát nhiều phân đoạn TCP thực truyền tải mạng OBS đặc trưng truyền tải có mạng OBS, qua thể luận văn qua phần mục 3.2.2 ta nhận thấy giảm mát phân đoạn TCP làm tăng thông lượng, qua cải thiện hiệu TCP việc tăng thông lượng không đáp ứng kì vọng mong đợi khả cung cấp băng thông cao mạng OBS Nguyên nhân chủ yếu vấn đề chưa giải cách triệt để vấn đề trật tự chùm node biên đích trật tự phân đoạn TCP TCP receiver mạng truy nhập, điều mà gây phản hồi duplicated-acks ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu tổng thể TCP Ngoài ra, tình trạng tắc nghẽn mạng lưới nặng lâu dài nhược điểm chế truyền tải lại chùm Vì điều nguyên nhân làm gây sức ép lên mạng truyền tải, góp phần làm tình trạng tắc nghẽn mạng truyền tải thêm xấu Trang59‱ ‱ KẾT LUẬN TCP giao thức truyền tải phổ biến mạng Internet Hầu hết lưu lượng liệu mạng Interner sử dụng giao thức truyền tải TCP Do đó, việc thực nghiên cứu triển khai giao thức TCP tản mạng quang hệ Internet thu hút nhiều mối quan tâm nhà nghiên cứu giới Một mạng quang hệ mạng Internet đánh giá khả quan mạng chuyển mạch chùm quang OBS Trong mạng OBS gói điều khiển truyền tải kênh điều khiển, chùm liệu truyền tải kênh liệu Một vài đặc trưng truyền tải riêng biệt mạng OBS độ trễ lắp ráp chùm, độ trễ báo hiệu, QoS, đặc biệt mát chùm liệu xung đột cách ngẫu nhiên ảnh hưởng không nhỏ tới hiệu tổng thể TCP Trong luận văn này, thực đánh giá tổng thể ảnh hưởng ảnh hưởng tới hiệu loại TCP thông qua mô hoạt động mạng OBS NSFNET tẳng ns-2.28 Tiếp theo, thể đánh giá giải pháp giúp cải thiện thông lượng TCP mạng OBS chế truyền tải lại chùm Tuy nhiên, hiệu việc tăng thông lượng TCP phần chế truyền tải lại chưa giải hết vấn đề chùm không đến theo trật tự node biên đích gây duplicated-acks TCP sender làm ảnh hưởng tới hiêu tổng thể TCP Một thuật toán kết hợp phương pháp xử lý mát chùm xung đột cách ngẫu nhiên xếp lại chùm theo trật tự ban đầu đem lại hiệu cao cho loại TCP Trang60‱ ‱ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] V.Jacobson “Congestion Avoidance and Control”.SIGCOMM Symposium no Communication Architecture and protocols [2] W Stevens, “TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Recovery Algorithms, ” RFC 2001, 1997 [3] M Mathis et al., “TCP Selective Acknowledgment Options,” RFC 2018, 1996 [4] L Brakmo and L Peterson, “TCP Vegas: End-to-End Congestion Avoidance on A Global Internet,” IEEE JSAC, vol 13, no 8, Oct 1995 [5] T Battestilli and H Perros, “An Introduction to Optical Burst Switching,” IEEE Optical Commun., vol 41, 2003 [6] Y Xiong, M Vandenhoute, and H Cankaya, “Control Architecture in Optical Burst-Switched WDM Networks,” IEEE JSAC, vol 18, no 10, 2000 [7] X Cao et al., “Assembling TCP/IP Packets in Optical Burst Switched Networks,” Proc IEEE GLOBECOM, 2002 [8] I Chlamtac et al., “CORD: Contention Resolution by Delay Lines,” IEEE JSAC, vol 14, no 5, 1996 [9] Y Chen, C Qiao, and X Yu, “An Optical Burst Switching: A New Area in Optical Networking Research,” IEEE Network, vol 18, no 5, 2004 [10] M Yoo and C Qiao, “Just-Enough-Time (JET): A High-Speed Protocol for Bursty Traffic in Optical Networks,” Proc IEEE/LEOS Tech for Global Info Infrastructure, 1997 [11] C Hsu, T Liu, and N Huang, “Performance Analysis of Deflection Routing in Optical Burst-Switched Networks,” Proc IEEE INFOCOM, vol 1, 2002, pp 66–73 Trang61‱ ‱ [12] V Vokkarane, J Jue, and S Sitaraman, “Burst Segmentation: An Approach for Reducing Packet Loss in Optical Burst Switched Networks,” IEEE ICC, vol 5, 2002, pp 2673–77 [13] X Yu et al., “Performance Evaluation of TCP Implementations in OBS Networks,” tech rep 2003-13, SUNY Buffalo, 2003 [14] X Yu, C Qiao, and Y Liu, “TCP Implementation and False Time Out Detection in OBS Networks,” Proc IEEE INFOCOM, 2004 [15] OBS-NS simulator: http://wine.icu.ac.kr/~obsns/index.php,” [16] Network Simulator 2, http://www.isi.edu/nsnam/ns/ [17] Qiong Zhang, Vinod M Vokkarane, Yuke Wang, and Jason P Jue, “Analysis of TCP over Optical Burst-Switched Networks with Burst Retransmission”, IEEE GLOBECOM, 2005 Trang62‱ [...]... với các mạng sử dụng các công nghệ chuyển mạch khác 1.2.1 Các công nghệ chuyển mạch quang Trong các mạng quang thế hệ đầu tiên, các cáp quang cung cấp chỉ là những kết nối điểm-điểm Toàn bộ tiềm năng của cáp này có thể không được sử dụng hết, do các router điện hoạt động ở tốc độ thấp hơn nhiều so với khả năng mà các đường quang cung cấp Điển hình của các mạng quang thế hệ đầu tiên là các mạng SONET/SDH... SWITCHING - OBS Mô hình mạng chuyển mạch chùm quang OBS [5][6][9] hiện đang thu hút được rất nhiều sự chú ý của các nhà nghiên cứu trên thế giới do khả năng có thể cung cấp một băng thông theo nhu cầu sử dụng lớn và linh động Hơn nữa, các mạng OBS được đánh giá là một trong những công nghệ mạng có khả năng thực thi thực tế nhất trong số các mô mình mạng chuyển mạch quang thế hệ mới hiện tại do OBS vượt... SONET/SDH Các mạng SONET/SDH được ứng dụng rộng rãi và phổ biến hiện tại Nhưng vẫn tồn tại khá nhiều nhược điểm trong các mạng quang thế hệ đầu này Đáng kể nhất đó là các chuyển đổi quang-điện-quang trong các node của mạng SONET/SDH, chỉ truyền tải các dữ liệu chính ở miền quang, và hiệu quả sử dụng mạng chưa cao Điều này làm hạn chế khả năng vốn có của mạng sử dụng cáp quang Công nghệ WDM đã được phát... này làm hạn chế khả năng vốn có của mạng sử dụng cáp quang Công nghệ WDM đã được phát triển trong các mạng thế hệ thứ 2 WDM phân chia băng thông hiện có của các đường quang thành số các kênh bước sóng không chồng chéo nhau Để mang theo lưu lượng IP trên nền tẳng các mạng WDM thì 3 công Trang14‱ ‱ nghệ chuyển mạch đã được nghiên cứu: chuyển mạch kênh quang (OCS), chuyển mạch gói quang (OPS), và chuyển... các mạng OBS, đó là: - Sự mất mát do xung đột chùm ngẫu nhiên kể khi tải lưu lượng của mạng là thấp thì sự mất mát chùm một cách ngẫu nhiên do xung đột vẫn xảy ra - Trong mạng OBS, các gói từ mạng truy nhập tới mạng OBS thì phải trải qua một quá trình lắp rắp thành các chùm và tùy vào phương pháp báo hiệu được sử dụng trong mạng OBS mà gây ra một độ trễ nhất định trong việc truyền tải các chùm trong mạng. .. chùm Các gói dữ liệu trước khi được truyền tải đi trong mạng OBS thì chúng được tập hợp lại tại các node biên của OBS và được lắp ráp thành các chùm dữ liệu sau đó các chùm này mới được truyền tải đi trong mạng OBS và cuối cùng là phân rã thành các gói nhỏ hơn tại node biên đích của OBS tới các đích trong mạng truy nhập (hình1.2) Thông thường các mạng OBS thực hiện việc lắp ráp chùm thông qua các thuật... CÁC MẠNG OBS Chương 2 của luận văn này, tôi thực hiện trình bày về các vấn đề khi thực hiện giao thức truyền tải TCP trong các mạng OBS và giới thiệu một trong những giải pháp giúp cải thiện hiệu năng của TCP đó là OBS với cơ chế truyền tải lại chùm Trang21‱ ‱ CHƯƠNG 2 CÁC VẤN ĐỀ CỦA TCP TRONG CÁC MẠNG OBS 2.1 ĐẶC TRƯNG TRUYỀN TẢI RIÊNG BIỆT CỦA CÁC MẠNG OBS Vấn đề không có bộ đệm quang trong các mạng. .. ứng (hoặc là trạng thái) của mạng hiện tại, TCP sử dụng các sự kiện mà nó thu thập được thông qua các phản hồi ack, duplicated-ack, hoặc là timeout, …để đánh giá tình hình mạng hiện tại như thế nào thông qua đó TCP sẽ hiệu chỉnh tốc độ truyền tải của nó phù hợp nhất với trạng thái mạng hiện tại Dựa vào sự kiểm soát trên của TCP ta có thể chia các lưu lượng TCP chủ yếu trên mạng Internet thành: Trang12‱... nhiên do xung đột Dữ liệu trong mạng truy nhập đi vào node biên OBS sau khi được lắp ráp vào các chùm thì mới được truyền tải đi trong mạng OBS đi qua các node lõi trong mạng OBS để tới node biên đích OBS Do bản chất không có bộ đệm quang trong OBS, các chùm dữ liệu này dễ dàng bị xung đột với nhau khi tranh chấp cùng một cổng ra ở một node trung gian OBS Nếu như trong các mạng truy nhập IP với việc xử... cách ngẫẫu nhiên troong mạng O OBS đi một m cách ngẫu n nhiên các chùm xung x đột trranh chấp ccùng một cổổng ra ở m một node OB BS trung giaan bất kì có ó thể xảy ra thậm chí là cả khi m mà tải lưu llượng của m mạng là thấấp Vấn đềề mất mất chùm c một cách c ngẫu ddo xung độtt chùm có thể xảy ra ngay cả khii mạng có tảải lưu lượng g thấp, và cả c khi mạngg có tải lưu lượng cao do mạng thhực hiện mộ ột