Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 37 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
37
Dung lượng
745,25 KB
Nội dung
1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Nguyễn Diệu Ngân ĐỊNHTUYẾNQoSSỬDỤNGGIAOTHỨCOSPFMỞRỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thôn Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2016 hoàn thành tại: Luận văn HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tiến Ban Phản biện 1: PGS.TS Đỗ Quốc Trinh Phản biện 2: PGS.TS Bùi Trung Hiếu Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: 10 30 phút ngày 11 tháng năm 2017 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghệ viễn thông phát triển mạnh mẽ toàn giới vấn đề QoS mối quan tâm lớn không nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mà khách hàng sửdụng dịch vụ Nhằm mục đích nâng cao chất lượng hiệu mạng giải pháp quan tâm địnhtuyến đảm bảo chất lượng dịch vụ (định tuyến QoS- QoSR) QoSR có vai trò làm tăng chất lượng dịch vụ mà có ý nghĩa quan trọng việc giảm chi phí vận hành mạng, đem lại hiệu kinh doanh ý nghĩa kinh tế to lớn đà phát triển mạng viễn thông Các giaothứcđịnhtuyếnsửdụng mạng IP, nhận thức nguồn tài nguyên sẵn có yêu cầu Điều có nghĩa luồng lưu lượng thường địnhtuyến qua tuyến đường khả hồ trợ yêu cầu chúng, tuyến đường với đủ nguồn tài nguyên có sẵn Điều dẫn đến suy giảm đáng kể hiệu suất Mục tiêu địnhtuyến đảm bảo QoS cung cấp thuật toán địnhtuyến có khả nhận biết đường dẫn để đáp ứng số lượng tối đa có luồng lưu lượng với yêu cầu QoS Theo đó, địnhtuyến đảm bảo QoS bối cảnh Internet ngày nhận quan tâm ngày lớn Xuất phát từ thực tế trên, đề tài nghiên cứu: “ ĐịnhtuyếnQoSsửdụnggiaothứcOSPFmở rộng” lựa chọn Thay tìm hiểu vấn đề chung rộng lớn địnhtuyến QoS, tập trung vào vấn đề cụ thể, dựa giaothứcđịnhtuyến có Cụ thể là, mô tả tập họp đề xuất bổ sung cho giaothứcđịnhtuyếnOSPF để hồ trợ cho việc địnhtuyến đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) IP Kết cấu luận văn chia làm chương: Chương 1: Tổng quan địnhtuyến đảm bảo QoS Chương 2: Cơ chế địnhtuyếnQoS Nội dung trình bày địnhtuyếnQoS mạng phân cấp chế địnhtuyến đảm bảo QoS Chương 3: OSPFmởrộng cho địnhtuyếnQoS Nội dung tập trung vào mởrộngOSPF cho địnhtuyếnQoS Học viên hy vọng luận văn tài liệu tham khảo có giá trị cho người bắt đầu tìm hiểu nghiên cứu địnhtuyếnQoSsửdụnggiaothứcOSPFmởrộng CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ ĐỊNHTUYẾNQoS 1.1 Giới thiệu địnhtuyến dựa QoS 1.1.1 ĐịnhtuyếnĐịnhtuyến lựa chọn đường để truyền đơn vị liệu từ trạm nguồn đến trạm đích liên mạng theo tiêu chí định Chức địnhtuyếnthực tầng mạng, cho phép router đánh giá đường sẵn có tới đích chọn đường thích hợp (Hình 1.1) Để đánh giá đường đi, địnhtuyếnsửdụng thông tin topo mạng, thông tin người quản trị thiết lập thu lượm thông qua giaothứcđịnhtuyến Các bảng địnhtuyến chứa thông tin sửdụng phần mềm chuyển mạch để chọn tuyến tốt Các thuật toán phức tạp chọn tuyến dựa nhiều metric cách kết hợp chúng thành metric phức họp Các metric sửdụng phổ biến gồm: chiều dài đường đi, độ tin cậy, độ trễ, băng thông, tải giá truyền thông Chúng ta so sánh địnhtuyến véc-tơ khoảng cách với địnhtuyến trạng thái kết nối theo số tiêu chí Bảng 1.1: Bảng 1.1 So sánh địnhtuyến trạng thải kết nối véc-tơ khoảng cách Véc-tơ khoảng cách Trạng thái liên kết Nhận thức topo mạng từ router kế cận Có nhìn toàn cảnh liên mạng Cộng vào véc-tơ khoảng cách Tính toán đường ngắn tới từ router tới router khác tất router thay đổi, hội Cập nhật định kỳ, hội tụ chậm Cập nhật tụ nhanh Chuyển bảng định Chuyển cập nhật địnhtuyến trạng tuyến tới router kế cận thái kết nối tới tất router 1.1.2 Địnhtuyến dựa QoSĐịnhtuyến dựa QoS chế địnhtuyến theo đường cho luồng xác định dựa số hiểu biết sẵn sàng tài nguyên mạng nhu cầu ỌoS luồng [3] Hay nói cách khác, “một giaothứcđịnhtuyến động có mởrộng tiêu chí chọn đường bao gồm tham số QoS băng thông sẵn có, hiệu sửdụng đường đầu cuối kết nối, mức tiêu thụ tài nguyên nút, trễ trượt, biến động trễ” Nói cách ngắn gọn địnhtuyến động có tính đến QoS Hình 1.2 ví dụ đơn giản địnhtuyến dựa QoS Giả sử có luồng lưu lượng từ nút A tới nút c yêu cầu băng thông 4Mbps, đường A-B-C ngắn hơn, không chọn đủ băng thông Thay vào đường A-D-E-C chọn Hình 1.2 Ví dụ phương pháp địnhtuyến dựa QoS Bên cạnh đó, có hai khái niệm liên quan địnhtuyến dựa sách địnhtuyến ràng buộc Mối quan hệ ba kiểu địnhtuyến hình 1.3 Hình 1.3 Mối quan hệ ba kiêu địnhtuyểnĐịnhtuyến dựa sách địnhđịnhtuyến không dựa hiểu biết topo mạng số đo mà dựa theo sách quản trị Địnhtuyến theo sách thường cấu hình tĩnh Địnhtuyến ràng buộc quan niệm phát triển từ địnhtuyến dựa ỌoS có ý nghĩa rộng Nó tính đường đế thoả mãn số ràng buộc, bao gồm ràng buộc QoS (yêu cầu QoS sẵn sàng tài nguyên) ràng buộc theo sách 1.1.3 Mục đích địnhtuyến dựa QoSĐịnhtuyến dựa QoS cho giải tránh vấn đề nêu Các mục tiêu địnhtuyến dựa QoS là: • Thứ nhất, để đáp ứng yêu cầu QoS người sửdụngĐịnhtuyến dựa QoS giả thiết đế tìm đường từ nguồn đến đích để thoả mãn yêu cầu người sửdụng băng thông, trễ đầu cuối, Ngoài ra, việc phải thực chế độ động cấu hình tĩnh Trong trường hợp có vài tuyến khả thi sẵn có, tuyến lựa chọn sở cho vài sách ràng buộc Ví dụ: chọn tuyến chi phí theo nhà cung cấp dịch vụ định • Thứ hai, để tối ưu hoá mức độ sửdụng tài nguyên mạng Đây mục đích theo quan điểm nhà cung cấp dịch vụ Tất nhà cung cấp muốn khai thác tối đa khả mạng thời họ, nhờ đạt lợi nhuận cao Bên cạnh đó, yêu cầu xuất phát từ góc độ kỹ thuật xây dựng mạng Địnhtuyến dựa QoS trông đợi để quản lý lưu lượng mạng cách hiệu cho thông lượng qua mạng lớn Một lược đồ thông thường lựa chọn đường ngắn số đường khả thi, đường dài có nghĩa sửdụng tài 10 nguyên mạng nhiều • Thứ ba, mà mạng tình trạng tải lớn, khả thực thi mạng giảm, giống xảy tắc nghẽn, địnhtuyến dựa QoS mong đợi cho chất lượng tốt (ví dụ: thông lượng tốt hơn) so với địnhtuyến cố gắng tối đa, (định tuyến cố gắng tối đa làm giảm thực thi mạng cách đột ngột) 1.2 Các vấn đề địnhtuyến dựa QoS 1.2.1 Metric tính toán đường Có hai vấn đề phương pháp địnhtuyến dựa QoS: Thứ nhất, đo thu thập thông tin trạng thái mạng nào; Thứ hai, tính toán lộ trình dựa thông tin thu Rất nhiều thuật toán đề xuất để giải vấn đề Một phương pháp chung gọi “lọc tuần tự”, nghĩa “một tổ hợp metric xếp thứ tự theo dạng phản ánh tầm quan trọng metric khác nhau” Các đường dựa metric tính toán trước tiên tập chúng loại bỏ dựa metric thứ hai đường đơn tìm thấy Đây cân tối ưu hoá phẩm chất đơn giản tính toán 23 tên bit Q Trong gói tin Hello, bit cho biết liệu router có khả hỗ trợ địnhtuyếnQoS hay không Khi bit thiết lập router liên kết LSA, gói tin chứa trường QoS Trong mạng LSA, bit cho biết liệu mạng mô tả thông báo có khả QoS hay không 3.1.2 Mã hóa tài nguyên TOS mởrộngMô tả thập phân Mô tả nhị phân 0000 0001 0010 0011 Giá cực tiểu Độ tin cậy lớn 0100 Thông lượng lớn 10 12 14 16 18 0101 0110 0111 1000 1001 20 22 24 1010 1011 1100 26 1101 Ghi Dịch vụ thông thường Trễ nhỏ 24 28 1110 Bảng 3.3 Mã hóa giá trị QoS RFC 2676 Mô tả thập phân 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Mô tả nhị phân 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 62 11111 30 3.1.3 Mã hóa bă ng thô ngBả ng 3.4 Phạ m vi giả trị mũ c ho 13 bit, dựa o mã hóa Bảng 3.4 Phạm vi giả trị mũ cho 13bit, dựa vào mã hóa Ghi Băng thông Trê 1111 25 Giá trị mũ X Phạm vi (213 -1)*8X Bưóc 8X Giá trị mũ X Phạm vi (213 -1)*8X Bưóc 8X 8,191 1 65,528 524,224 64 4,193,792 512 33,550,336 4,096 268,402,688 32,768 2,147,221,504 262,144 17,177,772,032 2,097,152 26 Quy tắc mã hóa băng thông hiếu là: miêu tả băng thông khả dụng trường 16 bít với bit mũ đứng trước 13 bit cho phần số định trị Vì vậy, mã hóa tạo thành thông báo nhị phân có giá trị số từ 216 -1 (việc mã hóa băng thông khả dụng theo số 2) 3.1.4 Mã hóa trễ Trễ mã hóa theo bit cách sửdụng phương pháp theo hàm mũ mô tả băng thông, trừ sở xác định thay Vì vậy, trễ lớn thể (213 -1)*47 (xấp xỉ 134s) 3.2 Các chế thựcmởrộngQoS cho OSPF 3.2.1 Các thuật toán thông tin lựa chọn đường dẫn 3.2.1.1 Các thông số Chúng ta xem xét metric sau đây:Băng thông khả dụng liên kết; Tổng số chặng; Chính sách 3.2.1.2 Các thuật toán lựa chọn đường dẫn 3.2.1.2.1 Thuật toán cho đường dẫn QoS đưọc tính toán trước xác Trong phần này, ta mô tả thuật toán lựa chọn đường dẫn, thuật toán đưa topo mạng thông số liên kết, cho phép tính toán trước tất đường dẫn 27 QoS có thể, có độ phức tạp tính toán thấp hợp lý 3.2.1.2.2 Thuật toán cho việc tính toán theo yêu cầu đường dẫn QoS Trong phần này, mô tả cách ngắn gọn xem thuật toán Dijksữa tiêu chuẩn làm cho đích yêu cầu băng thông, tạo đường dẫn có số chặng tối thiểu thích nghi với băng thông yêu cầu có băng thông tối đa 3.2.1.2.3 Thuật toán cho đường dẫn QoS tính toán trước gần Phần đưa thuật toán dựa thuật toán Dijkstra cho phép tính toán trước tuyến đường QoS cho tất đích giá trị băng thông 3.2.1.3 Mở rộng: Xử lý yêu cầu trễ Một mởrộng đơn giản đến thuật toán lựa chọn đường dẫn dự kiến cho phép tính toán trực tiếp trễ giả sử trễ end-to-end mởrộng hình thức cụ thể 3.2.2 Thông báo thông tin trạng thái liên kết 3.2.2.1 Phưong pháp xác suất Giá trị băng thông liên kết biến ngầu nhiên nhận giá trị khoảng (bl /2,2bl ,) với bl giá 28 trị thông báo cuối Bằng việc tạo vài giả thuyết phân bố xác suất giá trị này, sau chạy thuật toán BF số liệu Do việc phân tích cho phương pháp phức tạp trường hợp tuyến đường tính toán trước 3.2.2.2 Phương pháp đơn giản Ở đây, ta chạy thuật toán BF tiêu chuẩn, có đầu bảng địnhtuyếnQoS với a nằm khoảng 0.5