Ứng dụng thuật toán BFUC-VF trong truyền tải dữ liệu mạng OBS

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẶNG THỊ ÁI LINH ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN BFUC-VF TRONG TRUYỀN TẢI DỮ LIỆU MẠNG OBS Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ VĂN SƠN Phản biện 1: PGS.TS PHAN HUY KHÁNH Phản biện 2: TS TRƯƠNG QUỐC ĐỊNH Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại Học Đà Nẵng vào ngày tháng năm 2013 Có thể tìm hiểu Luận văn tại: Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tốc độ ph t tri n nhanh c a Int rn t nh ng năm g n đây, với bùng nổ c a c c loại hình dịch vụ truyền thông, làm gia tăng không ngừng nhu c u băng thông đường truyền Ðiều đặt th ch thức việc tìm kiếm c c công nghệ truyền dẫn phù hợp nhằm nâng cao khả truyền tải thông tin c a mạng hệ Mạng quang, với công nghệ ghép kênh bước sóng WDM (Wavelength Division Multiplexing) đời mang đến giải ph p hoàn hảo đ p ứng nhu c u băng thông bùng nổ c a Int rn t tương lai Truyền thông quang, từ đời vào thập niên 90 nay, trải qua nhiều hệ ph t tri n: từ nh ng mô hình định tuyến bước sóng WR (Wavelength-Routed) ban đ u với nh ng đường quang (lightpath) đ u-cuối dành riêng cho dịch vụ truyền thông c c mô hình chuy n mạch gói quang (Optical Packet Switched) đề xuất g n đây, với ý tưởng xuất ph t từ c c mô hình mạng chuy n mạch gói c p đồng truyền thống Tuy nhiên, với số hạn chế mặt công nghệ quang nay, không th sản xuất c c đệm quang (tương tự nhớ RAM mạng điện) hay c c chuy n mạch tốc độ micro giây, mô hình chuy n mạch gói quang chưa th trở thành thực Một giải ph p thỏa hiệp mô hình chuy n mạch chùm quang OBS (Optical Burst Switched) đề xuất, mở hướng nghiên cứu x m công nghệ hứa hẹn cho mạng Int rn t hệ tiếp th o Hiện giới, song song với c c nghiên cứu vật lý đ khai th c băng thông cực lớn c a sợi quang, c c nghiên cứu điều n, quản lý tài nguyên mạng quang OBS c ng ch trọng Footer Page of 126 Header Page of 126 th o hướng đ p ứng yêu c u dịch vụ phù hợp với ph t tri n c a công nghệ cho tương lai g n Hướng nghiên cứu mạng OBS mở nhiều vấn đề có ý nghĩa khoa học thực ti n nước ta c c nghiên cứu c ng có ảnh hưởng lớn đến việc ứng dụng ph t tri n c a lĩnh vực công nghệ quang nhằm nhanh chóng tạo c c dịch vụ đ đ p ứng cho người s dụng Đề tài nghiên cứu, ứng dụng thuật to n truyền tải d liệu mạng OBS thời c c nhà chuyên môn mạng m y tính quan tâm Nhiều học viên cao học c c nước giới Việt Nam chọn mảng đề tài làm luận văn tốt nghiệp c a Vì vậy, chọn hướng nghiên cứu th o c ch tìm hi u mạng OBS với mục tiêu là:“Làm tăng hiệu mạng?” Việc nghiên cứu c c giải thuật lập lịch kênh c c nod mạng coi vấn đề quan trọng ý nghĩa Đó lý chọn đề tài: “Ứng dụng thuật toán BFUC-VF truyền tải liệu mạng OBS” hướng dẫn c a th y PGS TS Lê Văn Sơn Mục tiêu nghiên cứu Tìm hi u mạng c p quang, mạng chuy n mạch chùm quang số giải thuật lập lịch mạng chuy n mạch chùm quang Thực nghiệm đ đ nh gi kết c a c c giải thuật lập lịch nhằm so s nh hiệu c a c c giải thuật đ từ ứng dụng giải thuật tốt đ truyền d liệu Đề xuất giải thuật làm giảm thi u tỷ lệ chùm mạng tăng chất lượng c a mạng OBS Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Lý thuyết mạng chuy n mạch chùm quang Một số giải thuật lập lịch mạng chuy n mạch chùm quang Gói mô OBS-ns Footer Page of 126 Header Page of 126 - Phạm vi nghiên cứu: Một số giải thuật lập lịch mạng chuy n mạch chùm quang mô gói OBS-ns Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo c c nguồn tài liệu: S ch, luận văn thạc sỹ, c c báo Phương ph p lập trình - Phương pháp thực nghiệm: Cài đặt, th nghiệm so s nh đ nh gi Bố cục đề tài Cấu tr c luận văn bao gồm c c ph n sau: ph n mở đ u, ph n nội dung nghiên cứu gồm ba chương nội dung, ph n kết luận hướng ph t tri n c a đề tài Chương 1: Tổng quan mạng thông tin quang Chương 2: Lập lịch mạng chuy n mạch chùm quang Chương 3: Thực nghiệm đ nh gi kết Tổng quan tài liệu nghiên cứu Mạng OBS chưa s dụng nước ta, nên việc nghiên cứu OBS thật c n thiết Tài liệu nghiên cứu kỹ thuật phân chia bước sóng WDM, mạng chuy n mạch chùm quang (OBS), c c giải thuật lập lịch mạng OBS từ c c b o khoa học, c c trang w b, c c luận văn nước nước Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN QUANG 1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong chương này, nêu nh ng kh i niệm mạng thông tin quang: c p quang, mạng thông tin quang, c c hệ mạng quang, kỹ thuật phân chia bước sóng (WDM), c c công nghệ chuy n mạch quang, c c phương thức b o hiệu mạng OBS, … 1.2 MẠNG THÔNG TIN QUANG 1.2.1 Cáp quang Là loại c p vi n thông làm th y tinh nhựa, s dụng nh s ng đ truyền tín hiệu C p quang dài, mỏng thành ph n c a th y tinh suốt đường kính c a sợi tóc Chúng xếp bó gọi c p quang s dụng đ truyền tín hiệu khoảng c ch xa 1.2.2 Mạng th ng tin quang Thông tin quang hệ thống truyền tin thông qua sợi quang, có nghĩa thông tin chuy n thành nh s ng sau nh s ng truyền qua sợi quang Tại nơi nhận s lại biến đổi trở lại thành thông tin ban đ u a Mạng quang hệ thứ Với hệ mạng quang đ u tiên c c c p đồng thay c p quang đ truyền dẫn Sợi quang lúc đạt tốc độ truyền lớn 10Mbps Mạng SONET/SDH ví dụ c a mạng quang hệ đ u tiên Xét phương diện lớp mạng quang hệ t c động ch yếu vào lớp vật lý Footer Page of 126 Header Page of 126 b Mạng quang hệ thứ Mạng hệ s dụng kỹ thuật cho phép ghép nhiều bước sóng đ có th truyền sợi quang làm tăng băng thông truyền liên kết kỹ thuật gọi kỹ thuật ghép kênh quang WDM (Wavelength Division Multiplexing) Kiến tr c mạng quang hệ dựa xen/ghép kênh th o bước sóng WADM (Wavelenght Add/Drop Multiplexing), có th giảm chi phí toàn mạng c ch t ch nh ng bước sóng mà node đích c a tất c c bước sóng lại tiếp tục đến node c Mạng quang hệ thứ Mạng quang hệ tiếp th o toàn quang (All-Optical) s dụng chuy n mạch gói quang Tất c c công việc vùng đệm, chuy n mạch, định tuyến thực miền quang 1.3 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH QUANG PHÂN CHIA BƯỚC SÓNG WDM 1.3.1 Ghép kênh quang phân chia bước sóng WDM Hình 1.1 Hệ thống WDM Ghép kênh bước sóng WDM công nghệ “truyền dẫn đồng thời nhiều tín hiệu quang nhiều bước sóng khác Footer Page of 126 Header Page of 126 sợi quang” đ u ph t, nhiều tín hiệu quang bước sóng kh c tổ hợp lại (ghép kênh) đ truyền sợi quang đ u thu, tín hiệu tổ hợp phân giải (t ch kênh), khôi phục lại tín hiệu gốc đưa vào c c đ u cuối kh c 1.3.2 Sơ đồ chức hệ thống WDM Hình 1.2 Sơ đồ chức c a hệ thống WDM Gồm c c thành ph n như: ph t tín hiệu, ghép/T ch tín hiệu, truyền dẫn tín hiệu, khuếch đại tín hiệu, thu tín hiệu 1.3.3 Phân loại hệ thống WDM Dựa vào kiến tr c c ng hoạt động, hệ thống WDM chia làm loại: hệ thống đơn hướng song hướng 1.4 CÁC CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH QUANG C c công nghệ chuy n mạch quang gồm từ hệ mạng chuy n mạch kênh quang, đến mạng chuy n mạch gói quang, mạng chuy n mạch chùm quang 1.5 MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG (OBS) [7] 1.5.1.Mạng chuyển mạch chùm quang Mạng chuy n mạch chùm quang loại mạng chuy n mạch gói mà gói điều n hình thành g i trước khoảng thời gian offs t đ đ cấu hình đặt trước tài nguyên tất c c node trung gian dọc th o tuyến truyền cho Footer Page of 126 Header Page of 126 chùm d liệu sau Qu trình đặt trước chiều (chùm d liệu truyền sau gói điều n khoảng thời gian offs t mà không đợi phản hồi) gói điều n truyền kênh (kênh điều n) kh c với kênh mà chùm d liệu c a truyền tải (kênh d liệu) 1.5.2 Kiến trúc mạng chuyển mạch chùm quang Một mạng chuy n mạch chùm quang bao gồm c c node chuy n mạch chùm quang kết nối với thông qua c c sợi c p quang Mỗi sợi quang có khả hỗ trợ c c kênh đa bước sóng Như trình bày hình 1.4, có hai ki u node mạng: node biên, giao diện gi a miền điện t - quang node lõi, c c ma trận chuy n mạch chuy n c c chùm d liệu Hình 1.5 Kiến tr c c a mạng chuy n mạch chùm quang 1.5.3 Tập hợp chùm [16] Tập hợp chùm qu trình tập hợp c c gói tin điện t đóng gói thành chùm node biên ngõ vào c a mạng OBS Tất gói đến s chuy n đến hàng đợi tùy th o đích c a ch ng Một gi trị ngưỡng s dụng tham số giới hạn đ định chùm tạo gởi vào mạng Có hai kỹ thuật tập hợp chùm tập hợp chùm dựa vào ngưỡng thời gian (timer- Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 based) dựa ngưỡng độ dài chùm (threshold -based) Một kết hợp c a kỹ thuật có tên gọi kỹ thuật tập hợp chùm lai (hybrid) 1.5.4 Định tuyến cấp phát bước sóng mạng quang Định tuyến hướng dịch chuy n c a c c gói (d liệu), từ nguồn đến đích qua node trung gian; thiết bị chuyên dùng cho việc định tuyến định tuyến (router) Trong mạng quang, người s dụng liên lạc với qua c c kênh quang gọi c c lightpath Lightpath đường c a tín hiệu nh s ng từ nguồn đến đích qua node trung gian Trong mạng quang không s dụng chuy n đổi bước sóng, lightpath phải s dụng bước sóng từ nguồn đến đích Khi có yêu c u thiết lập kết nối, định tuyến bước sóng WR (Wavelenght Router) phải s dụng giải thuật chọn từ trước đ x c định cổng bước sóng tương ứng Sự lựa chọn bước sóng đóng vai trò quan trọng x c suất tắc ngh n toàn mạng sau Có hai loại định tuyến cấp ph t buớc sóng RWA(Routing and Assignment wavelengt) là: Định tuyến cấp ph t buớc sóng RWA dành cho lưu lượng mạng cố định (startic traffic) định tuyến cấp ph t buớc sóng RWA dành cho lưu lượng mạng thay đổi (dynamic traffic) 1.5.5 Báo hiệu mạng chuyển mạch chùm quang B o hiệu mạng chuy n mạch chùm quang thực gói điều n truyền trước vào mạng đ đặt Footer Page 10 of 126 10 Header Page 12 of 126 CHƯƠNG LẬP LỊCH TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG 2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong chương ch ng s trình bày c c giải thuật lập lịch đề xuất FFUC (First Fit Unscheduled Channel), LAUC (Latest Available Unscheduled Channel), FFUC-VF (First Fit Unscheduled Channel with void filling), LAUC-VF (Latest Available Unscheduled Channel with void filling), Minimum End Void (MinEV), Maximum End Void (Max-EV), Best Fit Unscheduled Channel - Void-Filling (BFUC-VF) s dụng c c đường tr FDL nhằm tăng hiệu c a c c giải thuật lập lịch 2.2 PHÂN LOẠI CÁC GIẢI THUẬT LẬP LỊCH C c giải thuật lập lịch có th phân thành loại: lấp đ y khoảng trống không lấp đ y khoảng trống Trong c c giải thuật lập lịch kênh d liệu mà không lấp đ y khoảng trống, LAUT i kênh d liệu Di (i = 0, W-1) trì lập lịch kênh C c giải thuật lấp đ y khoảng trống, thời m bắt đ u sij thời m kết th c i j trì chùm kênh d liệu, i = 0, W-1 kênh d liệu thứ i j = 0, Nb chùm thứ j kênh i 2.3 CÁC GIẢI THUẬT LẬP LỊCH KHÔNG XÉT ĐẾN LẤP ĐẦY KHOẢNG TRỐNG Có hai giải thuật lập lịch không xét đến lấp đ y khoảng trống: FFUC (First Fit Unscheduled Channel), chọn kênh khả dung Footer Page 12 of 126 11 Header Page 13 of 126 tìm thấy đ u tiên (D1) LAUC (Last st Availabl Unus d Chann l), chọn kênh khả dụng mà (LAUTi – tub) nhỏ (D2) chùm đến LAUT0 tub Lb D0 LAUT1 FFUC Gap D1 LAUC LAUT2 Gap D2 LAUT3 D3 Thời gian Hình 2.1 Minh họa c c giải thuật lập lịch không xét đến lấp đ y khoảng trống 2.4 CÁC GIẢI THUẬT LẬP LỊCH CÓ XÉT ĐẾN LẤP ĐẦY KHOẢNG TRỐNG Trên cở sở giải thuật không xét đến lấp đ y khoảng trống, giải thuật tương tự có xét đến lấp đ y khoảng trống (Void-Filling) đề nghị: FFUC-VF, chọn kênh có khoảng trống khả dụng đ u tiên (D0) LAUC-VF, chọn kênh có khoảng trống mà ( ji-tub) bé (D3) chùm đến Lb e20 s20 FFUC-VF tub e10 s10 D0 e11 s11 D1 e12 s12 D2 e23 s23 LAUC-VF e13 s13 D3 Thời gian Hình 2.2 Minh họa c c giải thuật lập lịch có xét đến lấp đ y khoảng trống Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 2.4.1 Giải thuật lập lịch FFUC-VF 2.4.2 Giải thuật lập lịch LAUC-VF 2.4.3.Giải thuật lập lịch Min-EV 2.4.4 Giải thuật lập lịch kết hợp Min-SV Min-EV 2.4.5 Giải thuật lập lịch BFUC-V Giải thuật BFUC-VF (Best Fit Unscheduled Channel – Void Filling) đề xuất hướng tiếp cận kh c chọn kênh tối ưu cho chùm đến Theo Nandi M., nhóm nghiên cứu (2009) [10]đã định nghĩa tham số “hiệu (tỉ lệ) sử dụng băng thông khoảng trống” (utilization) chùm lập lịch vào khoảng trống kênh: utilization = Lb*100/(sij+1 – eij), i, i = W-1 Kênh có gi trị hiệu s dụng băng thông khoảng trống lớn s chọn Xét chất, giải thuật BFUC-VF tương tự với giải thuật kết hợp Min-SV Min-EV, tối đa hóa đại lượng Lb*100/(sij+1 – eij), i, i = W-1, c ng tương đương với tối thi u hóa đại lượng gapmin = Min((tub-eij) + (sij+1-(tub+Lb))), i, i=0 W-1 Mô tả c a giải thuật BFUC-VF hoàn toàn tương tự giải thuật Min-EV, kh c điều kiện chọn kênh sc cho utilization = Max(Lb*100/(s i i j+1-e j)), i, i = W-1 (thay cho _gapmin = sij+1-(tub+Lb), i, i = W-1) Tham số vào: Lb: độ dài chùm đến chưa lập lịch; tub: thời m đến c a chùm chưa lập lịch; W: số kênh d liệu tối đa cho việc lập lịch; Footer Page 14 of 126 13 Header Page 15 of 126 i: kênh d liệu thứ i = W-1; sc: số kênh chọn; utilization: hiệu (tỉ lệ) s dụng băng thông khoảng trống; Giải thuật BFUC-VF mô tả sau: Bước 1: Chọn tất c c khoảng trống khả dụng c c kênh d liệu ra; (Một khoảng trống kênh gọi khả dụng đ lập lịch cho chùm đến tub  eij tub + Lb ≤ sij+1 ) Nếu khoảng trống khả dụng kênh chuy n sang bước 4; Bước 2: Tính to n tham số utilization cho tất c c khoảng trống khả dụng c c kênh d liệu tìm thấy bước 1; Bước 3: Tìm kênh i có gi trị c a tham số utilization lớn lập lịch cho chùm kênh i kết th c; Bước 4: Lập lịch cho chùm th o giải thuật LAUC kết th c; chùm đến e20 Lb s20 tub e10 s10 D0 e1 s12 e2 s11 e11 s2 D1 e1 s12 D2 e23 s23 e13 s 13 D3 Thời gian Hình 2.5 Minh họa giải thuật lập lịch BFUC-VF Theo hình 2.5 có khoảng trống khả dụng đ lập lịch cho chùm đến nh ng điều kiện chọn kênh c a giải thuật Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 BFUC-VF tham số untization lớn kênh D1 s chọn đ lập lịch cho chùm đến 2.5 VAI TRÒ CỦA ĐƯỜNG TRỄ FDL TRONG VIỆC GIẢM RƠI CHÙM KHI LẬP LỊCH Việc lập lịch chùm đến có th không thực tài nguyên cổng không sẵn sàng, trường hợp chùm s bị rơi Đ tr nh tình trạng chùm phương ph p khả dụng s dụng đường tr FDL, có nghĩa chùm đến không lập lịch kênh s đưa vào đường tr đ làm tr thời gian đến c a chùm với hy vọng s tìm thấy kênh khả dụng sau khoảng thời gian tr Giải thuật kết hợp đường tr FDL với thời gian làm tr cố định đề xuất sau đây: Giải thuật lập lịch BFUC-VF-FDL Tham số vào: Lb: độ dài chùm đến chưa lập lịch; tub: thời m đến c a chùm chưa lập lịch; W: số kênh d liệu tối đa cho việc lập lịch; Count_fdl: Số l n vào FDL; MAX_DELAY: thời gian làm tr c a FDL i: kênh d liệu thứ i = W-1; gapmin: khoảng c ch tối thi u gi a chùm đến chùm lập lịch trước đó; Overlapi: khoảng chồng chéo gi a chùm chưa lập lịch chùm lập lịch kênh thứ i Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 MaxD lay: Khoảng tr tối đa có th thực đường tr FDL Giải thuật BFUC-VF-FDL mô tả sau: Bước 1: Khởi tạo i = 0; gapmin = ; Bước 2: Tìm tất c c khoảng trống khả dụng c c kênh d liệu (Một khoảng trống kênh gọi khả dụng để lập lịch cho chùm đến tub  eij tub + Lb  sij+1) Nếu khoảng trống khả dụng kênh chuy n sang bước 5; Bước 3: Tính to n tham số gapmin = Min((tub-eij) + (sij+1(tub+Lb))) cho tất c c khoảng trống khả dụng c c kênh d liệu tìm thấy bước 2; Bước 4: Tìm kênh i có gi trị tham số gap nhỏ lập lịch cho chùm kênh i kết th c; Bước 5: Lập lịch cho chùm đến th o giải thuật LAUC; - Nếu tìm thấy kênh khả dụng lập lịch cho chùm kênh i kết th c - Ngược lại: Nếu count_fdl =1, chùm s bị rơi kết th c; Ngược lại qua bước Bước 6: Chùm truyền qua đường tr FDL đ làm tr thời gian đến l c tub := tub+ MAX_DELAY count_fdl :=1; quay lại bước 2; Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 Hình 2.6 Minh họa giải thuật lập lịch BFUC-VF-FDL 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG Footer Page 18 of 126 17 Header Page 19 of 126 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 3.2 GIỚI THIỆU HỆ MÔ PHỎNG NS VÀ GÓI MÔ PHỎNG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG OBS-0.9A 3.2.1 Giới thiệu hệ m 3.2.2 Gói m mạng chuyển mạch chùm quang OBS-0.9a 3.3 CÀI ĐẶT, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI THUẬT LẬP LỊCH THÔNG QUA CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 3.3.1 M i trường m Nh ng mô trình bày luận văn thực m y tính với hệ điều hành WindowsXP Ph n mềm s dụng OBS-ns ph n mềm mô dựa gói ns-2.28 với gói mở rộng obs-0.9a, kết hợp với ph n mềm phân tích Trac graph2.05 Exc l 2003 đ phân tích kết Topo c a mạng OBS đ thực mô mạng hình vòng tạo thành từ 28 node, có 14 node lõi (Ci, i=14 27), node lõi kết nối với node biên (Ei, i=0 13) mô tả hình 3.10 C c luồng d liệu đến th o phân phối poisson gi a c c cặp node Ei Ej (i,j=0 13) Các chùm sinh c c thời m thay đổi c ng có kích thước thay đổi Số kênh d liệu kênh điều n liên kết Băng thông Footer Page 19 of 126 18 Header Page 20 of 126 kênh 10Gb/s Mô thực c c khoảng thời gian kh c (từ 0.1 đến 0.9 giây) Hình 3.10 Topo mạng mô 3.3.2 Các kịch m 3.3.3 So sánh giải thuật FFUC LAUC Kết mô hình 3.11 c c giải thuật lập lịch LAUC hiệu FFUC, th tỷ lệ chùm hơn, LAUC tối thi u khoảng c ch gi a c c chùm lập lịch kênh, nên tối đa số chùm có th lập lịch kênh tạo nhiều hội cho c c chùm đến sau tìm thấy kênh khả dụng đ lập lịch (kết làm giảm số chùm rơi) Xác suất chùm(%) So sánh LAUC FFUC 0.150000000 0.100000000 LAUC FFUC 0.050000000 0.000000000 0.01s 0.03S 0.05S 0.06S 0.07S 0.09S LAUC 0.106177782 0.091211271 0.091691384 0.089284079 0.088715271 0.086982646 FFUC 0.113365481 0.098835082 0.099198067 0.096840177 0.096240169 0.094620743 Thời gian mô Hình 3.11 Bi u đồ so s nh giải thuật lập lịch FFUC LAUC Footer Page 20 of 126 19 Header Page 21 of 126 3.3.4 So sánh nhóm giải thuật lập lịch kh ng lấp đầy khoảng trống lấp đầy khoảng trống ( LAUC LAUCVF) Hình 3.12 cho thấy nhóm giải thuật có lấp đ y khoảng trống ( LAUC-VF) hiệu rõ rệt với nhóm giải thuật không lấp đ y khoảng trống (LAUC) th tỷ lệ chùm thấp Nguyên nhân nhóm giải thuật có lấp đ y khoảng trống tận dụng băng thông nhàn rỗi c c khoảng trống sinh lập lịch, c c giải thuật lập lịch không lấp đ y khoảng trống lại không xét đến Điều gi p LAUC-VF tối đa số chùm có th lập lịch kênh tạo nhiều hội cho chùm đến sau tìm thấy kênh khả dụng đ lập lịch Kết số chùm rơi toàn mạng giảm Xác suất chùm(%) So sánh LAUC LAUC-VF 0.150000000 0.100000000 LAUC LAUCVF 0.050000000 0.000000000 LAUC 0.01s 0.03S 0.05S 0.06S 0.07S 0.09S 0.106177782 0.091211271 0.091691384 0.089284079 0.088715271 0.086982646 LAUCVF 0.032663088 0.023359356 0.021769380 0.020515952 0.019682515 0.018708245 Thời gian mô phỏng(giây) Hình 3.12 Bi u đồ so s nh nhóm giải thuật lập lịch có không lấp đ y khoảng trống Footer Page 21 of 126 20 Header Page 22 of 126 3.3.5 So sánh giải thuật lập lịch có lấp đầy khoảng trống LAUC-VF BFUC-VF Như trình bày chương 2, c c giải thuật lập lịch có lấp đ y khoảng trống kh c ch yếu điều kiện chọn kênh: tối thi u khoảng trống (được sinh sau lập lịch) trước, sau hay trước sau Kết mô hình 3.13 cho thấy tỷ lệ chùm c a c c giải thuật LAUC-VF BFUC-VF chênh không đ ng k Nếu xét tỷ lệ chùm toàn mạng (trường hợp c c node mạng s dụng giải thuật lập lịch), giải thuật BFUC-VF th hiệu cao Xác suất chùm(%) So sánh LAUC-VF BFUC-VF 0.04 0.03 LAUCVF 0.02 BFUCVF 0.01 0.01s 0.03S 0.05S 0.06S 0.07S 0.09S LAUCVF 0.03266309 0.02335936 0.02176938 0.02051595 0.01968251 0.01870825 BFUCVF 0.0320262 0.02259697 0.02105533 0.0198443 0.01906744 0.0180972 thời gian mô phỏng(giây) Hình 3.13 Bi u đồ so sánh giải thuật lập lịch LAUC-VF BFUC-VF 3.3.6 So sánh giải thuật lập lịch kh ng lấp đầy khoảng trống FFUC, LAUC giải thuật có lấp đầy khoảng trống LAUC-VF, BFUC-VF So sánh giải thuật Tỷ lệ chùm rơi 0.150000000 LAUC 0.100000000 FFUC LAUCVF 0.050000000 0.000000000 BFUCVF 0.01s 0.03S 0.05S 0.06S 0.07S 0.09S LAUC 0.1061777 0.0912112 0.0916913 0.0892840 0.0887152 0.0869826 FFUC 0.1133654 0.0988350 0.0991980 0.0968401 0.0962401 0.0946207 LAUCVF 0.0326630 0.0233593 0.0217693 0.0205159 0.0196825 0.0187082 BFUCVF 0.0320262 0.0225969 0.0210553 0.0198442 0.0190674 0.0180971 Thời gian mô (giây) Hình 3.14 Bi u đồ so s nh giải thuật lập lịch FFUC, LAUC, LAUC-VF BFUC-VF Footer Page 22 of 126 21 Header Page 23 of 126 Kết mô hình 3.13 hình 3.14 cho thấy tỷ lệ chùm toàn mạng giải thuật BFUC-VF thấp Điều th “ ứng dụng giải thuật BFUC-VF truyền tải liệu mạng OBS” có hiệu cao Do chọn giải thuật BFUC-VF cách chọn tốt cho topo mạng thực nghiệm đề tài 3.3.7 So sánh hiệu việc sử dụng đường trễ FDL giải thuật có lấp đầy khoảng trống (BFUC-VF BFUC-VF-FDL) Giải thuật BFUC-VF có th cải tiến thành giải thuật BFUCVF-FDL dựa ý tưởng đường tr FDL phân tích 2.5, s dụng đường tr FDL, chùm đến không tìm thấp kênh khả dụng, thay bị loại bỏ, s làm tr khoảng thời gian MaxD lay (đ ng độ dài đường tr FDL) đ hy vọng s có tài nguyên khả dụng sau khoảng thời gian làm tr Tuy nhiên, không tìm thấy tài nguyên khả dụng sau khoảng thời gian làm tr này, chùm s bị loại bỏ Xác xuất chùm(%) BFUC-VF BFUC-VF-FDL 0.04 0.03 BFUCVF 0.02 BFUC-VF-FDL 0.01 BFUCVF 0.01s 0.03S 0.05S 0.06S 0.07S 0.09S 0.0320262 0.02259697 0.02105533 0.0198443 0.01906744 0.0180972 BFUC-VF-FDL 0.01455737 0.00500122 0.00316745 0.00265608 0.00232945 0.00188406 Thời gian mô (giây) Hình 3.15 Bi u đồ so sánh giải thuật BFUC-VF BFUC-VFFDL Footer Page 23 of 126 22 Header Page 24 of 126 Kết mô (hình 3.15) giải thuật lập lịch có lấp đ y khoảng trống với đường tr cố định BFUC-VF-FDL hiệu so với giải thuật BFUC-VF Trong phạm vi c a luận văn này, thực x c định độ dài đường tr tối ưu thông qua thực nghiệm, mô tả hình 3.17 độ đài c a đường tr MaxD lay 0.00001 giây, tỷ lệ ph n trăm số byt rơi toàn mạng bé Đường trễ FDL MaxDelay giây Chùm đến Thời gian Kênh liệu Khoảng thời gian MaxDelay mà burst làm trể Thời điểm burst đến Hình 3.17 Số chùm rơi phụ thuộc vào độ dài c a đường tr FDL 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Tôi thành công việc thực nghiệm c c giải thuật lập lịch c ng so s nh hiệu c a c c giải thuật lịch thông qua tỷ lệ chùm rơi Điều chứng minh giải thuật BFUC-VF tốt nên ứng dụng truyền tải d liệu mạng OBS phù hợp Bên cạnh thông qua c c giải thuật lập lịch c c t c giả đề xuất, c ng đưa giải thuật lập lịch cho mạng chuy n mạch chùm quang dựa vấn đề s dụng đường tr FDL từ giải thuật BFUC-VF thành giải thuật BFUC-VF-FDL Việc đề xuất thực Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 mạng lại hiệu thiết thực tiết kiệm thời gian chi phí, góp ph n nâng cao chất lượng truyền tải thông tin mạng chuy n mạch chùm quang Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Kết đạt nh ng mục tiêu đề ban đ u là: - Tìm hi u tổng quan mạng thông tin quang, kỹ thuật ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) Hi u cấu tr c nguyên lí hoạt động c a mạng chuy n mạch chùm quang, nh ng kỹ thuật giải tranh chấp có xung đột xảy - Hoàn thành nghiên cứu c c giải thuật lập lịch kênh thực nghiệm thành công mô hình mạng đ thấy hiệu c a c c giải thuật Từ chọn giải thuật tối ưu BFUC-VF đ ứng dụng cho việc truyền tải d liệu mạng OBS - Đề xuất giải thuật lập lịch từ giải thuật BFUC-VF dựa ý tưởng đường tr (FDL) BFUC-VF-FDL - Đề tài s nguồn tài liệu nghiên cứu bổ ích cho sinh viên nh ng người nghiên cứu lĩnh vực mạng m y tính mạng chuy n mạch chùm quang HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI - Hiện c c giải lập lịch mạng OBS nghiên cứu nhiều công bố kết mạng, c c tạp chí Tuy nhiên việc so s nh c c giải thuật lập lịch với c n tiếp tục nhiều mô hình mạng đ có đ nh gi c ch x c - Hướng ph t tri n c a đề tài tìm mô hình mạng thích hợp ứng với giải thuật lập lịch (chọn lựa giải thuật phù hợp c c giải thuật có th ) nh ng yếu tố ảnh hưởng đến hiệu c a c c giải thuật lập lịch Tiếp tục nghiên cứu tìm độ dài đường tr FDL tối ưu toàn mạng Nghiên cứu vấn đề lập lịch nhóm cho mạng chuy n mạch chùm quang Đây hướng mở cho c c mô hình lập lịch tương lai Footer Page 26 of 126 ... là:“Làm tăng hiệu mạng? ” Việc nghiên cứu c c giải thuật lập lịch kênh c c nod mạng coi vấn đề quan trọng ý nghĩa Đó lý chọn đề tài: Ứng dụng thuật toán BFUC-VF truyền tải liệu mạng OBS hướng dẫn... giải thuật lập lịch kênh thực nghiệm thành công mô hình mạng đ thấy hiệu c a c c giải thuật Từ chọn giải thuật tối ưu BFUC-VF đ ứng dụng cho việc truyền tải d liệu mạng OBS - Đề xuất giải thuật. .. dụng giải thuật BFUC-VF truyền tải liệu mạng OBS có hiệu cao Do chọn giải thuật BFUC-VF cách chọn tốt cho topo mạng thực nghiệm đề tài 3.3.7 So sánh hiệu việc sử dụng đường trễ FDL giải thuật có