Ứng dụng mạng Hopfield điều khiển kết nối mạng ATM

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG DOÃN THỊ NGỌC THI ỨNG DỤNG MẠNG HOPFIELD ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI MẠNG ATM Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2012 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Lê Văn Sơn Phản biện 1: PGS.TS Võ Trung Hùng Phản biện 2: PGS.TS Lê Mạnh Thạnh Luận văn ñã ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 03 tháng 03 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: • Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng • Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Cơ sở khoa học ý nghĩa thực tiễn Ngày nay, nhu cầu sử dụng dịch vụ mạng ngày tăng, từ dịch vụ truyền liệu thông thường email, truy xuất Web,… cho ñến dịch vụ cần ñường truyền tốc ñộ cao ñiện thoại trực tuyến (IL - Internet Line), trò chơi trực tuyến, hội nghị video… Do ñó, vấn ñề ñang ñược nhiều nhà phát triển mạng quan tâm làm ñể tối ưu hóa việc quản lý lưu lượng băng thông giảm thiểu vấn ñề tắc nghẽn mạng Công nghệ truyền liệu băng thông rộng ATM ñời cho phép hỗ trợ nhiều dịch vụ ña phương tiện khác ATM phương thức truyền thông cho mạng số tích hợp dịch vụ băng thông rộng (B-ISDN - Broadband Integrated Services Digital Network) ñược ñề nghị Tổ chức viễn thông quốc tế (ITU - International Telecommunication Union) Nó cung cấp kỹ thuật dồn kênh mềm dẻo ñối với kiểu liệu khác tương ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS – Quality of Service) khác Tuy nhiên tính không ổn ñịnh luồng liệu ñược truyền mạng, tắc nghẽn mạng xảy ñã có nhiều giải pháp khác ñược ñề nghị Phương pháp ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối dựa mạng Hopfield giải pháp ñược nhà phát triển mạng quan tâm Đã có nhiều phương pháp giải khác ñược ñề nghị, chưa có phương pháp ñược xem Footer Page of 126 Header Page of 126 toàn vẹn Vì việc nghiên cứu ñể tìm giải pháp ñiều khiển chấp nhận kết nối hiệu hướng nghiên cứu mở cần ñược quan tâm Đó lý chọn ñề tài ñể nghiên cứu Mục tiêu ñề tài Luận văn tìm hiểu giải pháp ñiều khiển chấp nhận kết nối ñã ñược ñề nghị, từ ñó ñưa giải pháp nhằm góp phần nâng cao hiệu việc quản lý lưu lượng băng thông mạng ATM Giải pháp xem xét việc chấp nhận nhóm kết nối ñược yêu cầu, thay kết nối ñơn lẻ Phương pháp nghiên cứu Vấn ñề ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối ñược xem xét vấn ñề tối ưu hóa tổ hợp, mà có nhiều phương pháp khác ñược sử dụng ñể tìm lời giải tối ưu Trong luận văn này, mạng Hopfield ñược sử dụng phương pháp tối ưu hóa vấn ñề ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối Ngoài ra, vấn ñề tối ưu hóa ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối dựa mạng Hopfield ñược cài ñặt thực nghiệm nhằm kiểm chứng ñánh giá phương pháp ñược ñề nghị Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài Từ việc ñặt mô hình hóa toán, sở lớp dịch vụ có mạng ATM yêu cầu chất lượng dịch vụ, ñã nghiên cứu mạng Hopfield sử dụng phương Footer Page of 126 Header Page of 126 pháp ñể tìm lời giải tối ưu Từ ñây, kết ñạt ñược ñược so sánh ñánh giá ñể tìm phương pháp tối ưu việc ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối Việc ñề nghị phương pháp ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối dựa mạng Hopfield ñóng góp ñáng kể luận văn này, thực toán có kích thước lớn bị ràng buộc thời gian Bố cục luận văn Luận văn ñược tổ chức với cấu trúc bao gồm chương sau: Chương 1: Trình bày ñặc ñiểm mạng viễn thông nhu cầu sử dụng dịch vụ ñang ngày tăng Chương nghiên cứu ñặc ñiểm kiến trúc ATM, cấu trúc tế bào, loại (mức) dịch vụ ATM Đồng thời, ñiểm qua số ứng dụng ña phương tiện thực tế mạng B-ISDN dựa công nghệ truyền tải không ñồng ATM Chương 2: Nêu số khái niệm chất lượng dịch vụ vấn ñề cấp phát băng thông Bên cạnh ñó, vấn ñề quản lý lưu lượng mạng ATM ñược thảo luận Vấn ñề ñiều khiển chấp nhận kết nối ñược khảo sát với số hướng tiếp cận nghiên cứu ñể xây dựng thuật toán ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối dựa mạng Hopfield Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 3: Dựa vào việc mô hình hóa toán sở mạng Hopfield, phương pháp ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối ñược nghiên cứu ứng dụng ñể giải Tại ñây, cài ñặt thực nghiệm ñược thực Từ kết thu ñược tiến hành phân tích ñể tìm phương pháp tối ưu việc ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối mạng ATM Phần kết luận: Trình bày tóm tắt vấn ñề ñã ñược nghiên cứu luận văn Đồng thời, ñưa hướng nghiên cứu tương lai Cuối danh mục tài liệu tham khảo cài ñặt hoàn chỉnh phương pháp truyền thống phương pháp ứng dụng mạng Hopfield CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG ATM Chương trình bày ñặc ñiểm mạng viễn thông hữu mặt hạn chế cuả chúng nhu cầu sử dụng dịch vụ băng thông rộng ñang tăng lên Từ ñó ñặt vấn ñề phải có mạng tổ hợp băng rộng thống (B-ISDN) thay mạng viễn thông nói Trong chương này, ñã nghiên cứu ñặc ñiểm kiến trúc ATM, cấu trúc tế bào, loại (mức) dịch vụ ATM, cuối ñiểm qua số ứng dụng ña phương tiện thực tế mạng B-ISDN dựa công nghệ truyền tải không ñồng ATM Footer Page of 126 Header Page of 126 1 Giới thiệu 1 Các ñặc ñiểm mạng viễn thông ngày Mỗi mạng ñược thiết kế cho dịch vụ riêng biệt sử dụng cho mục ñích khác Hậu có nhiều loại mạng khác song song tồn Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác Như hệ thống mạng viễn thông có nhiều nhược ñiểm, như: Chỉ truyền ñược dịch vụ ñộc lập tương ứng với mạng Thiếu mềm dẻo: hệ thống khó thích nghi với yêu cầu dịch vụ khác tương lai Kém hiệu việc bảo dưỡng, vận hành việc sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẵn có mạng chia sẻ cho mạng sử dụng 1 Sự ñời hệ thống viễn thông (B-ISDN) Yêu cầu có mạng viễn thông thống ngày trở nên thiết, nguyên nhân: Các yêu cầu dịch vụ băng rộng ñang tăng lên; Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyền dẫn tốc ñộ cao ñã trở thành thực; Tiến khả xử lý ảnh số liệu; Sự phát triển ứng dụng phần mềm lĩnh vực tin học viễn thông; Sự cần thiết phải tổ hợp dịch vụ phụ thuộc lẫn vào mạng băng rộng thống nhất; Sự cần thiết phải thoả mãn tính mềm dẻo cho yêu cầu phía người sử dụng người quản trị mạng Footer Page of 126 Header Page of 126 Cơ mạng ATM Định nghĩa ñặc ñiểm ATM ATM ñược Tổ chức viễn thông quốc tế (ITU) ñịnh nghĩa: ATM mạng công nghệ tốc ñộ cao ñược thiết kế ñể dùng cho mạng cục (LAN) mạng diện rộng (WAN) Nó công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, nghĩa mạch dành riêng ñược thiết lập hai hệ thống ñầu cuối trước phiên liên lạc bắt ñầu Tổ chức ñiện thoại ñiện báo quốc tế (CCITT) ñịnh nghĩa ATM sau: ATM phương thức truyền tin mà ñó thông tin ñược chia thành gói gọi tế bào thông tin Các tế bào ñược truyền ñộc lập ñược xếp lại theo thứ tự nơi nhận ATM có tính chất không ñồng xuất tế bào ATM kênh không thiết phải mang tính chu kỳ… Các ñặc ñiểm mạng ATM: - Thông tin ñược chia thành gói cố ñịnh - Phần cứng ñược dành riêng ñể chuyển mạch - Các gói ñược sinh không theo chu kỳ - Khả nhóm kênh ảo thành ñường ảo - Hình thức chuyển mạch nhãn Footer Page of 126 Header Page of 126 2 Mô hình tham chiếu giao thức (PRM – Protocol Reference Model) Hình 1.1 – Mô hình tham chiếu giao thức Một số lớp tầng mô hình tham chiếu ATM: Lớp quản lý (Management plane): cung cấp chức giám sát thông tin, liên quan ñến việc truyền thông tin người sử dụng thông tin ñiều khiển Lớp ñiều khiển (Control plane): cung cấp chức kết nối ñiều khiển kết nối Ngoài ra, cung cấp chức ñiều khiển ñể thay ñổi ñặc tính dịch vụ ñối với kết nối ñã ñược thực Lớp người sử dụng (User plane): cung cấp chức ñiều khiển vận chuyển luồng thông tin người sử dụng, ñiều khiển dòng thông tin, sửa lỗi,… Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 10 Tầng vật lý (Physical Layer): tầng vật lý ATM quản lý truyền môi trường ñộc lập Tầng ATM (ATM Layer): kết hợp với tầng thích nghi Tầng ATM ñáp ứng chia sẻ ñồng thời mạch ảo thông qua kết nối vật lý chuyển tế bào qua mạng ATM Tầng thích nghi ATM (AAL - ATM Adaptation layer): kết hợp với tầng ATM AAL tập trung gói liệu từ tầng cao vào tế bào ATM AAL nhận liệu từ người sử dụng dạng cấu trúc liệu ñặc trưng trình ứng dụng, gắn thông tin ñiều khiển ñầu cuối ñể tạo thành 48 byte payload tế bào ATM Giao diện ATM Các giao diện khác trợ giúp hoạt ñộng ATM: Giao diện Mạng – Người sử dụng (UNI): ñịnh rõ thủ tục liên kết hoạt ñộng thiết bị người sử dụng nút mạng UNI gồm có hai dạng UNI ñó UNI riêng UNI công cộng Giao diện Nút mạng (NNI): ñịnh rõ liên kết hoạt ñộng nút mạng ATM NNI tồn hai loại giao diện NNI riêng NNI công cộng Giao diện Liên kết mạng (ICI): ñịnh rõ thủ tục hoạt ñộng mạng Giao diện Trao ñổi liệu (DXI): ñược phát triển ATM-Forum, cung cấp thủ tục chuẩn ñối với giao diện thiết bị nút ATM DXI giao thức ñơn giản, cho phép dễ di trú vào ATM Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 12 Hình 1.7 – Mô hình phân lớp lớp dịch ATM Một số ứng dụng có mạng B-ISDN dựa ATM Các ứng dụng có mạng B-ISDN dựa ATM gồm: Ứng dụng ATM cho dịch vụ phục vụ cho thuê bao gia ñình như: dịch vụ truyền hình (dịch vụ truyền hình cáp CATV, truyền hình số chuẩn, dịch vụ truyền hình ñộ phân giải cao), ñiện thoại truyền hình,… Các ứng dụng ATM phục vụ lĩnh vực kinh doanh, giao dịch: ñiện thoại hội nghị truyền hình, ñiều khiển/giám sát từ xa,… CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN CHẤP NHẬN KẾT NỐI TRONG QUẢN LÝ LƯU LƯỢNG VÀ CẤP PHÁT BĂNG THÔNG TRÊN MẠNG ATM Chương khảo sát tham số lưu lượng, vấn ñề cấp phát băng thông Bên cạnh ñó, vấn ñề quản lý lưu lượng mạng ATM ñược thảo luận Nội dung tiếp ñến vấn ñề ñiều khiển chấp nhận kết nối Trong phần này, tìm hiểu so sánh ưu nhược ñiểm vài hướng tiếp cận nghiên cứu ñể xây dựng thuật toán CAC Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 13 Mô tả lưu lượng Khả băng thông mạng cung cấp mức ñược cho chất lượng dịch vụ ñể kết nối phụ thuộc vào loại kết nối cung cấp tế bào ñể chuyển Khả phụ thuộc phần lớn vào tài nguyên mạng cấp phát cho kết nối, ñó băng thông ñệm Như vậy, hợp ñồng kết nối người dùng nhà cung cấp mạng phải ñịnh rõ loại tài nguyên cung cấp ñối với tế bào Trong ñó, kết nối ATM chứa tập tham số mô tả ñặc trưng lưu lượng nguồn, bao gồm: Tốc ñộ cell cực ñại (PCR), Tốc ñộ cell trì liên tục (SCR), Kích thước burst lớn (MBS), Tốc ñộ cell nhỏ (MCR) 2 Cấp phát băng thông Mục tiêu sở việc cấp phát băng thông mạng ATM tận dụng tài nguyên mạng với hiệu suất cao nhất, với mức QoS chấp nhận ñược ñối với tất kết nối, bao gồm kết nối ñang tồn kết nối ñược yêu cầu Trong mạng ATM, cấp phát băng thông bao gồm kỹ thuật: theo dõi, ñiều khiển tăng tốc Quản lý lưu lượng Chức quản lý lưu lượng ñược chia thành hai nhóm chức bản: ñiều khiển chấp nhận chức giám sát Điều khiển chấp nhận Chức ñiều khiển chấp nhận (AC – Admission Control) có nhiệm vụ ñịnh xem liệu yêu cầu kết nối ñược chấp nhận hay không Chức ñiều khiển chấp nhận gồm Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 14 hai chức chính, ñó ñiều khiển chấp nhận kết nối quản lý tài nguyên mạng Chức giám sát Chức giám sát (PF – Police Function) có nhiệm vụ giám sát lưu lượng dồn kênh ñể thực can thiệp vào cần thiết trường hợp mạng xảy tắt nghẽn Điều khiển chấp nhận kết nối Mục tiêu ñiều khiển chấp nhận kết nối (CAC) ngăn ngừa ñưa ñịnh kết nối yêu cầu ñược chấp nhận ñến mạng ATM, từ chối kết nối ñó ñể trì chất lượng dịch vụ (QoS) yêu cầu kết nối ñang tồn Ngoài ra, chức ñiều khiển chấp nhận kết nối cho phép sử dụng tối ña băng thông ñường truyền cách tối ưu trình ghép kênh ñể ñạt ñược cực ñại thống kê dồn kênh Hiện tại, phương pháp ñiều khiển chấp nhận kết nối bao gồm: Phương pháp tiếp cận dựa vào lý thuyết xác suất thống kê Phương pháp tiếp cận dựa vào ño ñạt thực nghiệm trực tuyến Phương pháp tiếp cận dựa vào tính toán mềm Các phương pháp tiếp cận ñược phân loại hình sau: Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 15 Hình 2.6 – Phân loại phương pháp nghiên cứu ñiều khiển chấp nhận kết nối CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MẠNG HOPFIELD ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI MẠNG ATM Trên sở mô hình hóa toán, hàm mục ñích ñã tìm ñược với ràng buộc nó, chương ñã trình bày ứng dụng mạng Hopfield ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối mạng ATM Cuối cùng, thực cài ñặt phân tích thực nghiệm ñể so sánh kết ñạt ñược phương pháp vét cạn với phương pháp ñề xuất Đặt vấn ñề Điều khiển chấp nhận kết nối thủ tục có nhiệm vụ ñịnh yêu cầu kết nối ñược chấp nhận hay bị từ chối Việc xem xét chấp nhận nhóm kết nối dựa mạng Hopfield giải Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 16 pháp cần xem xét ñể nâng cao hiệu quản lý lưu lượng băng thông mạng ATM Phát biểu toán mô hình hóa Xét tập kết nối cần ñược thiết lập qua mạng ñường trục, hai ñiểm ñầu cuối A B Như ñã ñược mô tả trên, kết nối ñược mô tả tham số PCR, SCR, MBS MCR Để thêm vào yếu tố chất lượng dịch vụ kết nối, sử dụng tham số QoS mang giá trị: CBR, rt-VBR, nrt-VBR, UBR ABR, giả sử số hóa thành 5, 4, 3, Ở ñây, quan tâm ñến tham số: MBS, MCR QoS Một kết nối ñược mô tả trực quan khối hình chữ nhật (53xMBS); băng thông ñường trục ñược mô tả hộp chia thành N ngăn, ngăn có khả băng thông MCRx53 Tùy theo trạng thái thời Hình 3.1a – Mô tả kết nối Hình 3.1b – Mô tả vận tốc lặp lại burst mạng, phần băng thông ngăn ñang ñược sử dụng cho dịch vụ ñó băng thông nhàn rỗi lại nhỏ MCR x 53 Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 17 Cách biểu diễn có ý nghĩa: “các kết nối ñược gộp ngăn phải tương tự QoS”, ngăn (hay tập ngăn) xem tương ứng với tần số (kênh) ñó ñược sử dụng ñường truyền vật lý Việc mô tả băng thông ñường trục dạng hộp ngăn phù hợp với thực tế truyền thông khẳng ñịnh ñược tính khả thi mô hình ñược ñề nghị Với cách mô hình hóa trên, vấn ñề ñiều khiển chấp nhận tập kết nối ñường trục truyền thông AB trở thành việc xếp “khối” kết nối vào “các ngăn hộp” băng thông nhằm thỏa mãn yêu cầu ñặt ñó Mục ñích việc xếp: Tối ña số kết nối ñược chấp nhận N ,M ∑R f = i , j =1 (3.1) ij Với ñiều kiện ràng buộc: Tổng băng thông kết nối ñược chấp nhận phải nhỏ băng thông ñường trục N ,M ∑b R i , j =1 j ij ≤B (3.2) Các kết nối ñược xếp ngăn phải có QoS N ,M vi i , j =1 j ∑ (1 − V ) Rij = (3.3) Một kết nối ñược xếp tối ña ngăn N ,M M ∑∑ R R i , j =1 k ≠i Footer Page 17 of 126 ij kj =0 (3.4) Header Page 18 of 126 18 3 Lựa chọn phương pháp 3 Phương pháp vét cạn Phần này, giới thiệu sơ lược phương pháp vét cạn ứng dụng toán tối ưu ñể tìm phương án tốt Đồng thời, ưu nhược ñiểm phương pháp ñược phân tích 3 Phương pháp ứng dụng mạng Hopfield 3 Mạng Hopfield Ở ñây, giới thiệu sở lý thuyết, ñặc trưng mạng Hopfield số ứng dụng ñiển hình mạng Hopfield 3 Ứng dụng mạng Hopfield tối ưu hóa 3 Tổng quan mạng Hopfield Mạng Hopfield mạng nơ-ron có lớp, ñó nơ-ron ñều nối với tất nơ-ron lại Hình 3.5 mô tả mạng Hopfield gồm nơ-ron Hình 3.1 – Mạng Hopfield gồm nơ-ron 3 Nguyên lý tối ưu hóa dựa mạng Hopfield Mạng Hopfield ñược sử dụng phương pháp tối ưu Do ñó, hàm mục tiêu ràng buộc phải ñược chuyển dạng hàm lượng: E=− Footer Page 18 of 126 N N M w v v + θ i vi ∑∑ ij i j ∑ i =1 j =1 i =1 (3.5) Header Page 19 of 126 19 Với nguyên lý tối ưu hóa dựa vào mạng Hopfield: "năng lượng tối thiểu, giải pháp tối ưu" Kết hợp (3.1), (3.2), (3.3) (3.4):  N ,M  E = − A1 ∑ Rij + A2  ∑ b j Rij − B  i , j =1  i , j =1  N ,M N ,M M v + A3 ∑ (1 − i ) Rij + A4 ∑∑ Rij Rkj Vj i , j =1 i , j =1 k ≠ i N ,M (3.7) Sau trình biến ñổi, (3.7) trở thành: E = ∑ ∑ (A N ,M N ,M i , j =1 k , h =1 b j BC jk + A (1 − C ik )C jh )R ij R kh N ,M   v  + ∑  A1 + A b j B − A  − i   R ij + A B   V j   i , j =1   (3.8) So sánh (3.8) với (3.5), có ñược: wijkh = −2 A2 b j BC jk + A4 (1 − Cik )C jh (3.9) θ ij = −( A1 + A2 bi B − A3 (1 − vi )) Vj (3.10) Với ma trận trọng số wijkh ngưỡng θ ij ñã tìm ñược, xây dựng chương trình thực nghiệm so sánh kết ñể kiểm tra mục ñích ñạt ñược qua phương pháp (phương pháp vét cạn phương pháp ứng dụng mạng Hopfield) 3 Thực nghiệm phân tích kết Từ việc xây dựng chạy thực nghiệm hệ thống (với cấu hình CPU Intel T2050 1.6 x 1.6, 2048M RAM), tiến hành thực nghiệm với băng thông ñường trục nhàn rỗi tối ña: 5000 Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 20 bps giá trị tham số QoS ñược lấy ngẫu nhiên từ 1…5 Việc kiểm thử ñược thực với trường hợp: Trường hợp 1: tiến hành thử nghiệm mức ñộ tối ưu phương pháp ứng dụng mạng Hopfield so với phương pháp vét cạn, thực tập mẫu: - Giả sử băng thông ñường trục ñược chia thành ngăn; vậy, băng thông ñường trục nhàn rỗi tối ña ngăn: 1000 bps - Số kết nối ñược yêu cầu: 10 - Băng thông kết nối ñược yêu cầu: dao ñộng từ 10 ñến 100 bps Sau chạy chương trình thực nghiệm với trường hợp 1, thu ñược kết bảng 3.1 Lần thử 10 11 12 13 14 15 16 Phương pháp Vét cạn 9 7 Footer Page 20 of 126 Hopfield 6 6 6 Lần thử 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Phương pháp Vét cạn Hopfield 7 5 7 6 8 4 5 Header Page 21 of 126 17 18 19 20 21 22 23 24 25 7 9 21 42 43 44 45 46 47 48 49 50 9 9 7 9 Bảng 3.1 – Số kết nối ñược chấp nhận phương pháp Hay biểu diễn ñồ thị tương ứng sau: Hình 3.7 – Đồ thị biểu diễn số kết nối ñược chấp nhận phương pháp Với kết ñược mô tả bảng 3.1, thời gian thực trung bình phương pháp: - Với phương pháp vét cạn: 0,3 ms - Với phương pháp ứng dụng mạng Hopfield: 3,7 ms Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 22 Như phương pháp vét cạn tìm ñược giải pháp với số kết nối ñược chấp nhận lớn Trong ñó, số kết nối ñược chấp nhận từ phương pháp ứng dụng mạng Hopfield ñạt ñược tiệm cận dần với kết phương pháp vét cạn Phương pháp ứng dụng mạng Hopfield thường không ñạt ñến kết tối ưu giảm lượng mạng Hopfield không “trơn” thường tạo ra “hố tối ưu hóa cục bộ” (Xem hình 3.8) Nói cách khác, việc hạn chế tối thiểu hóa cục hàm lượng mang lại kết tốt sử dụng phương pháp ứng dụng mạng Hopfield Hình 3.2 – Biểu diễn phụ thuộc lượng (E) với thời gian (t) Tuy nhiên, thực nghiệm với mẫu thử có giá trị lớn, phương pháp ứng dụng mạng Hopfield tỏ hiệu hẳn Trường hợp 2: tiến hành thử nghiệm ñể xác ñịnh thời gian tìm giải pháp tối ưu phương pháp ứng dụng mạng Hopfield so với phương pháp vét cạn thay ñổi kích thước tập mẫu ban ñầu: - Kích thước mẫu thử thay ñổi sau: Số kết nối x Số ngăn (10x5, 20x10, 30x15, 40x20, 50x25) - Giả sử băng thông ñường trục nhàn rỗi tối ña ngăn: 1000bps - Băng thông kết nối ñược yêu cầu: dao ñộng từ 10 ñến 100bps Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 23 Kết thực nghiệm với trường hợp thu ñược kết sau: Thời gian thực (ms) Lần Số Số thử kết nối ngăn Vét cạn Hopfield 10 0,3 3,7 20 10 41140 130 30 15 Không xác ñịnh 1044 40 20 Không xác ñịnh 7983 50 25 Không xác ñịnh 25058 Bảng 3.2 – Thời gian thực bình quân phương pháp (Lưu ý: giá trị bảng 3.2 giá trị trung bình 50 mẫu thử ngẫu nhiên kích thước) Hình 3.9 – Thời gian thực phương pháp Như ñược mô tả bảng 3.2 hình 3.9, thời gian thực phương pháp vét cạn lớn ñối với mẫu thử có kích thuớc lớn Trong ñó, thời gian thực phương pháp ứng Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 24 dụng mạng Hopfield (trên tập mẫu) chấp nhận ñược Nói cách khác, phương pháp ứng dụng mạng Hopfield tỏ có hiệu ñối với toán có kích thước lớn Hơn nữa, theo nguyên lý tối ưu dựa mạng Hopfield, việc tối ưu hóa ñược thực kết thu ñược lần thử sau luôn tốt kết lần thử trước ñó Trong ñó, phương pháp vét cạn thực liệt kê tất khả chọn giải pháp tối ưu kết lần thử sau không ñảm bảo tốt kết lần thử trước Như vậy, tính thích nghi phương pháp ứng dụng mạng Hopfield tốt so với phương pháp vét cạn thực toán bị ràng buộc thời gian Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 25 KẾT LUẬN Kết ñạt ñược Nhu cầu sử dụng dịch vụ mạng ngày tăng Do ñó, việc quản lý lưu lượng băng thông giảm thiểu vấn ñề tắc nghẽn mạng lĩnh vực ñang ñược quan tâm nghiên cứu nhà phát triển mạng Điều khiển chấp nhận kết nối (CAC – Connection Admission Control) nhu cầu tất yếu việc quản lý cung cấp dịch vụ mạng Hiện tại, ñã có nhiều phương pháp giải khác ñược ñề nghị, chưa có phương pháp ñược xem toàn vẹn Vì việc nghiên cứu ñể tìm giải pháp ñiều khiển chấp nhận kết nối hiệu hướng nghiên cứu mở cần ñược quan tâm Ở ñây, vấn ñề ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối ñược xem xét vấn ñề tối ưu hóa tổ hợp Trong phạm vi luận văn, mạng Hopfield ñã ñược sử dụng phương pháp tối ưu hóa vấn ñề ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối Từ việc ñặt mô hình hóa toán, sở lớp dịch vụ có mạng ATM yêu cầu chất lượng dịch vụ, ñã nghiên cứu mạng Hopfield sử dụng phương pháp ñể tìm lời giải tối ưu Từ ñây, kết ñạt ñược ñược so sánh ñánh giá ñể tìm phương pháp tối ưu việc ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối Cuối cùng, việc ñề nghị phương pháp ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối dựa mạng Hopfield ñóng góp ñáng kể luận văn này, thực toán có kích thước lớn bị ràng buộc thời gian Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 26 Tuy vậy, thời gian khả có hạn, nghiên cứu trình bày luận văn số tồn Đó là, số trường hợp, mạng Hopfield rơi vào tình trạng cực tiểu ñịa phương Đây hạn chế phương pháp Hướng phát triển Việc quản lý ñiều khiển lưu lượng mạng B-ISDN dựa công nghệ truyền tải không ñồng ATM ñang vấn ñề ñáng ñược quan tâm Do ñó, việc cải tiến phương pháp ứng dụng mạng Hopfield ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối hướng nghiên cứu Từ ñó, góp phần vào việc quản lý, giám sát giải trường hợp xảy tắc nghẽn mạng Ngoài ra, lô-gíc mờ (fuzzy logic) ñược xem công cụ hữu ích thiết thực việc phát triển kỹ thuật ñiều khiển luồng lưu lượng mạng ATM Do ñó, tương lai, nghiên cứu ứng dụng lô-gíc mờ vào việc giải ñiều khiển chấp nhận nhóm kết nối mạng ATM ñược thực Footer Page 26 of 126 ... ñiều khiển chấp nhận kết nối CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MẠNG HOPFIELD ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI MẠNG ATM Trên sở mô hình hóa toán, hàm mục ñích ñã tìm ñược với ràng buộc nó, chương ñã trình bày ứng dụng mạng Hopfield. .. thuyết, ñặc trưng mạng Hopfield số ứng dụng ñiển hình mạng Hopfield 3 Ứng dụng mạng Hopfield tối ưu hóa 3 Tổng quan mạng Hopfield Mạng Hopfield mạng nơ-ron có lớp, ñó nơ-ron ñều nối với tất nơ-ron... trường hợp mạng xảy tắt nghẽn Điều khiển chấp nhận kết nối Mục tiêu ñiều khiển chấp nhận kết nối (CAC) ngăn ngừa ñưa ñịnh kết nối yêu cầu ñược chấp nhận ñến mạng ATM, từ chối kết nối ñó ñể trì