Giải pháp định tuyến và gán phổ tần động hiệu quả cho mạng quang SD-EON đa miền điều khiển phân tán

Nhằm thực hiện hiệu quả quá trình định tuyến liên miền, thay vì sử dụng một bộ điều phối SDN để điều khiển/điều phối hoạt động của tất cả các bộ điều khiển SDN của các v[r]

GIẢI PHÁP ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN PHỔ TẦN ĐỘNG HIỆU QUẢ CHO MẠNG QUANG SD-EON ĐA MIỀN ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN

EFFICIENT DYNAMIC ROUTING AND SPECTRUM ASSIGNMENT

FOR DISTRIBUTED MULTI-DOMAIN SOFTWARE-DEFINED ELASTIC OPTICAL NETWORKS

Phan Thị Thu Hằng1, Lê Hải Châu2,*

1 GIỚI THIỆU

Trong suốt thập kỷ vừa qua, lưu lượng Internet phát triển bùng phát phát triển đa dạng loại hình dịch vụ video theo yêu cầu, điện toán đám mây,… xuất nhiều loại hình dịch vụ băng thơng siêu cao (3D/4k TV,…) [1] Nhu cầu lưu lượng không đặt áp lực gia tăng không số lượng, chất lượng mà linh hoạt băng thông việc cung cấp dịch vụ mạng lưới Trong q trình thích ứng với nhu cầu lưu lượng mới, mạng đường trục quang với công nghệ WDM gặp phải nhiều thách thức hạn chế kỹ thuật việc sử dụng lưới tần số cố định hay hạn chế khả cung cấp linh hoạt dịch vụ với băng thông thay đổi [2, 3] Gần đây, để giải hạn chế công nghệ mạng lõi tại, công nghệ mạng quang lưới bước sóng linh hoạt (Elastic Optical Network - EON) đề xuất nghiên cứu triển khai với tư cách công nghệ mạng đường trục hứa hẹn tương lai gần [4-8] Mạng quang lưới bước sóng linh hoạt sử dụng lưới tần số linh hoạt có khả tận dụng hiệu băng tần sợi quang cung cấp dịch vụ với băng thông linh hoạt (từ dịch vụ tốc độ thấp đến dịch vụ tốc độ cao siêu cao) Bên cạnh đó, nhằm giải triệt để khó khăn tồn kỹ thuật điều khiển mạng tại, để tạo linh hoạt vấn đề quản lý, điều khiển triển khai dịch vụ mới, kỹ thuật mạng điều khiển phần mềm

(Software-TÓM TẮT

Bài báo đề xuất giải pháp định tuyến gán phổ tần động có khả hạn chế phân mảnh phổ cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền dựa chế điều khiển phân tán Nhằm thực hiệu trình định tuyến liên miền, thay sử dụng điều phối SDN để điều khiển/điều phối hoạt động tất điều khiển SDN vùng mạng thông thường, đề xuất ứng dụng chế điều khiển phân tán điều khiển vùng đó, điều khiển SDN vùng trao đổi thông tin định tuyến với điều khiển lân cận (có liên kết điều khiển trực tiếp) có yêu cầu thiết lập/giải phóng kết nối quang Trong giải pháp đề xuất, kỹ thuật định tuyến thực thông qua chế phát quảng bá yêu cầu lựa chọn tuyến đường khả dụng ngắn nhất, việc gán phổ tần thực với mục tiêu giảm thiểu phân mảnh phổ tần mạng Nhờ vậy, hệ thống điều khiển SDN vùng mạng không cần phải biết trước thơng tin định tuyến tồn cục mà cần trao đổi thông tin định tuyến theo chế phân tán tới hệ thống kề cận nhằm tăng tính thích nghi tuyến đường thay đổi bên vùng mạng bảo mật thông tin nội vùng Để đánh giá hiệu giải pháp đề xuất, sử dụng phương pháp mô số kết mô thu cho thấy giải pháp định tuyến gán phổ tần động đề xuất cho phép đạt hiệu cao làm giảm đáng kể xác suất chặn kết nối mạng so với giải pháp GMPLS/PCE truyền thống

Từ khóa: Mạng thơng tin quang, mạng định nghĩa phần mềm, thiết kế tối ưu hóa mạng, thuật toán định tuyến gán phổ tần

ABSTRACT

In this paper, we propose an efficient dynamic routing and spectrum assignment algorithm for dynamic distributed multi-domain software-defined elastic optical networks In our work, rather than the deployment of an SDN orchestrator on top of all the controllers, we adopt a distributed control approach where domain controllers communicate with each other to establish/release inter-domain lightpath requests The developed algorithm also employs breadth first search algorithm for routing and spectral fragmentation-aware assignment technique to find the suitable spectrum resources along the selected route Numerical experiments demonstrate that the proposed control scheme enhances the network performance significantly comparing with the conventional GMPLS/PCE scheme; it offers up to 64.66% blocking probability reduction

Keywords: Optical network, software-defined networking, network design, routing and spectrum assignment

1Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 2Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông * Email: chaulh@ptit.edu.vn

Ngày nhận bài: 10/01/2018

Ngày nhận sửa sau phản biện: 27/3/2018 Ngày chấp nhận đăng: 21/8/2018

Defined Networking - SDN) nghiên cứu đề xuất cho mặt phẳng điều khiển, quản lý ứng dụng hệ thống mạng tương lai [9-10] Giải pháp kết hợp công nghệ mạng điều khiển phần mềm cơng nghệ mạng quang lưới bước sóng linh hoạt hứa hẹn cho phép thực hóa việc cung cấp động dịch vụ kết nối băng thông linh hoạt sở hạ tầng linh hoạt có khả tùy biến cao, tạo điều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ điều chỉnh hoạch định chiến lược nâng cấp hạ tầng cách động, hiệu để đáp ứng tốt yêu cầu phức tạp nhiều loại hình dịch vụ khác [10-15]

Hầu hết nghiên cứu chủ yếu tập trung vào mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đơn miền Tuy nhiên, kiến trúc mạng đa miền cần thiết có tính thực tế cao xuất phát từ yêu cầu phối hợp hoạt động liên mạng/liên vùng Mạng đa miền áp dụng số trường hợp thực tế hoạt động phối hợp liên mạng triển khai thiết bị nhiều nhà cung cấp khác nhau, phân chia mạng thành phân vùng, khu vực để tăng cường khả nâng cấp quản lý hiệu mạng nhằm hạn chế tầm với dịch vụ quản lý kịch mạng với nút mạng phân tán đặc điểm địa lý hay nhu cầu quản lý theo vùng [16-18] Để thực hóa mạng quang lưới bước sóng linh hoạt đa miền định nghĩa phần mềm, nhiều chế điều khiển quản lý mạng thực hiện, bật lên nhà chế điều phối chung (tương tự kiến trúc PCE phân tầng) nghiên cứu đề xuất [19] Các phương pháp điều khiển quản lý phân tầng địi hỏi phải có thiết bị điều phối SDN trung tâm cho vùng mạng hệ thống tự vận hành (AS) Mặt khác, kịch điều khiển mạng SD-EON đa miền phân tán mô tả [17], kịch tập trung vào việc quản lý hai miền đơn giản mà chưa quan tâm đến khả định tuyến liên miền - yêu cầu thiết yếu mạng đa miền Ngoài ra, vấn đề phân mảnh phổ tần EON vấn đề cấp thiết cần giải quyết, đặc biệt mạng SD-EON đa miền cung cấp dịch vụ động Cũng phân tích nghiên cứu mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đơn miền [10-12], mạng SD-EON đa miền gặp phải vấn đề suy giảm hiệu sử dụng tài nguyên phổ tỉ lệ chặn kết nối cao phân mảnh phổ tần gây trình thiết lập động kết nối quang băng thông linh hoạt qua miền mạng khác [12]

Trong báo này, đề xuất giải pháp định tuyến gán phổ tần hiệu cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền điều khiển theo chế phân tán hiệu Giải pháp đề xuất sử dụng phương pháp định tuyến theo chế tìm kiếm theo chiều rộng gán phổ tần kết hợp với kỹ thuật tính toán giảm thiểu phân mảnh phổ mạng Giải pháp đề xuất có ưu điểm hệ thống điều khiển SDN vùng mạng không cần phải biết trước thông tin định tuyến

và tuyến đường tìm có khả thích nghi cao với thay đổi vùng mạng việc trao đổi thông tin định tuyến thực theo chế phân tán Hiệu giải pháp đề xuất kiểm nghiệm so sánh với giải pháp đường ngắn gán phổ tần kiến trúc (GMPLS/PCE) [19] phương pháp mô số Các kết đạt cho thấy giải pháp đề xuất có hiệu vượt trội cho phép giảm đáng kể xác suất chặn kết nối so với phương pháp thông thường; xác suất chặn kết nối tồn mạng giảm tới 64,66%

2 GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG HIỆU QUẢ CHO MẠNG SD-EON ĐA MIỀN PHÂN TÁN

2.1 Mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa bằng phần mềm điều khiển phân tán

Mạng quang lưới bước sóng linh hoạt dự đoán sớm triển khai rộng khắp giới tương lai gần để hỗ trợ nhu cầu lưu lượng với tốc độ hỗn tạp (từ tốc độ thấp đến tốc độ siêu kênh lên tới hàng trăm Gbps) nhen nhóm với đời dịch vụ ứng dụng hướng video [3] Khi số lượng mạng quang lưới bước sóng linh hoạt triển khai số lượng nhà cung cấp viễn thông sử dụng công nghệ tăng lên, việc phối hợp hoạt động kết nối liên mạng giữ mạng quang lưới bước sóng linh hoạt với nhà cung cấp viễn thông với trở thành vấn đề thiết cần quan tâm Khi đó, kiến trúc mạng đa miền hình thành liên quan mật thiết đến kịch vận hành thực tế mạng lưới nhiều thiết bị nhà khai thác khác triển khai cần kết nối với nhau, hay kỹ thuật phân vùng mạng áp dụng để phân chia mạng thành nhiều mạng/vùng mạng nhỏ nhằm tăng tầm phủ mạng tăng khả nâng cấp tạo điều kiện việc quản lý, vận hành mạng, nút mạng bị phân bố vùng địa lý rộng lớn [10-12] Do đó, việc phát triến giải pháp điều khiển động có khả hỗ trợ kết nối đầu cuối đến đầu cuối cách hiệu thỏa mãn yêu cầu mạng đa miền tính bảo mật, tính độc lập sách miền,… vô cần thiết

điều khiển động hệ thống mạng để cung cấp kết nối đầu cuối đến đầu cuối dựa kết định tuyến Tuy nhiên, để phối hợp hoạt động điều khiển miền mạng với nhau, người ta đưa nhiều giải pháp khác phân theo hai hướng tiếp cận điều khiển tập trung điều khiển phân tán

Trong kỹ thuật điều khiển liên miền tập trung, giải pháp sử dụng điều phối SDN quan tâm nghiên cứu triển khai thử nghiệm Ý tưởng sử dụng điều khiển SDN kết nối với tất điều khiển SDN nội vùng miền mạng để điều phối chung cho toàn mạng lưới (hoặc điều khiển SDN nội vùng đóng vai trị điều phối) [3, 4] Giải pháp có nhược điểm điều phối SDN yêu cầu thông báo cập nhật thông tin định tuyến điều khiển tất miền mạng khác, vậy, vị trí đặt điều phối việc phân quyền quản lý hệ thống cho nhà cung cấp viễn thông trở thành vấn đề nan giải để đảm bảo hiệu điều khiển chung mạng

Bên cạnh đó, kỹ thuật điều khiển phân tán cho thấy nhiều tiềm việc quản lý điều khiển hiệu mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền Ưu điểm bật kỹ thuật điều khiển SDN vùng mạng chia sẻ thông tin điều phối hoạt động điều khiển vùng mạng kề cận Điều giúp đơn giản hóa tiến trình điều khiển, tăng khả thích nghi với trạng thái vùng mạng đảm bảo tính độc lập tối đa cho vùng mạng Một đề xuất giải pháp điều khiển phân tán đáng ý công bố [17], nhiên, giải pháp nhắm đến mạng hai miền đơn giản, khó mở rộng cho mạng đa miền không xem xét đến định tuyến mạng lớn xử lý xung đột đăng ký sử dụng tài nguyên Hình thể kiến trúc mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền sử dụng kỹ thuật điều khiển phân tán

Hình Mạng quang lưới bước sóng linh hoạt đa miền định nghĩa phần mềm điều khiển phân tán

2.2 Thuật toán định tuyến gán phổ tần đề xuất Nhằm thực hiệu trình định tuyến liên mạng/liên vùng cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền, thay sử dụng điều phối SDN (SDN orchestrator) để điều khiển/điều phối hoạt động tất điều khiển SDN vùng mạng thông thường, đề xuất ứng dụng chế điều khiển phân tán điều khiển vùng đó, điều khiển SDN vùng trao đổi thông tin định tuyến với điều khiển lân

cận (có liên kết điều khiển trực tiếp) có u cầu thiết lập/giải phóng kết nối quang Ngồi ra, để tận dụng ưu điểm kỹ thuật kết nối mạng định nghĩa phần mềm tăng cường khả thích nghi với trạng thái liên kết vùng mạng, kỹ thuật phát quảng bá thông tin yêu cầu kết nối lựa chọn đường nhằm giảm thiểu phân mảnh phổ tần sử dụng giải pháp đề xuất để thiết lập kết nối quang phục vụ yêu cầu dịch vụ bước sóng quang với băng thơng linh hoạt Thuật toán định tuyến sử dụng giải pháp đề xuất phát triển dựa sở thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng (Breadth First Search) Mỗi yêu cầu kết nối liên mạng điều khiển SDN vùng mạng nguồn tiếp nhận khởi phát trình xử lý, điều khiển trung gian thực chuyển tiếp điều khiển vùng đích định khuôn dạng điều chế gán phổ tần phù hợp Cơ chế đăng ký sử dụng tài nguyên ngược (backward reservation) từ vùng đích vùng nguồn áp dụng để tạo kết nối theo tuyến đường tìm Bảng thể thuật tốn định tuyến đề xuất để xử lý yêu cầu kết nối

Bảng Pseudo-code thuật toán định tuyến

Đầu vào: G={V, E} V E tập đỉnh (các vùng mạng) tập cạnh (kết nối liên mạng) mạng liên miền vùng mạng chia sẻ

s := vùng mạng nguồn

d := vùng mạng đích

Đầu ra: Đường từ miền mạng s đến miền mạng d Nội dung thuật tốn tìm đường cho kết nối từ miền s đến miền d:

1 Gán nhãn IDs,d cho yêu cầu kết nối;

2 Lập danh sách M chứa vùng mạng tiếp nhận nhãn IDs,d;

Lập danh sách Q chứa vùng mạng xử lý yêu cầu tại;

3 Q.enqueue(s); // Cho vùng nguồn s vào Q

4 M.enqueue(s); // Đánh dấu vùng s tiếp

nhận yêu cầu

5 while ( Q is not empty & d is

not in M )

// Thực tiếp miền tiếp nhận yêu cầu chưa đạt đến đích v = Q.dequeue( ); // Vùng mạng v xử lý yêu

cầu kết nối for all neighbours w of v

in Graph G

// Xem xét tất vùng mạng w kề cận với v

8 if w is not in M // Nếu w chưa tiếp nhận

yêu cầu kết nối

9 Q.enqueue( w ); // Cho vùng w vào danh

sách tiếp nhận Q

10 M.enqueue( w ); // Đánh dấu vùng w

12 endfor 13 endwhile

14 if d is in M // Kiểm tra kết định

tuyến

15 Get_the_path(M, s, d); // Lấy đường cách

lần ngược thông tin 16 else

17 print Path is not found // Khơng tìm đường (Chặn kết nối)

18 endif

Như vậy, giải pháp đề xuất sử dụng thuật tốn tìm kiếm theo chiều rộng (BFS) để tìm tuyến đường khả dụng từ vùng nguồn qua vùng mạng trung gian đến vùng đích cho kết nối theo yêu cầu Đối với yêu cầu kết nối nhận được, điều khiển SDN vùng tính tốn để tìm đường ngắn đến vùng mạng kề cận, cập nhật thông tin cho trường thông tin chuyển tiếp tin với ba trường thông tin cập nhật đến vùng mạng kề cận Bộ điều khiển vùng đích thực tính tốn lựa chọn phương thức điều chế theo tổng khoảng cách từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích gán khe tần số tương ứng cách xem xét khả dụng dãy khe tần số mặt nạ phổ với hệ số cắt phổ nhận nhỏ

Hình Thuật tốn định tuyến gán phổ tần giảm thiểu phân mảnh cho mạng SD-EON đa miền phân tán

Cơ chế hoạt động thuật toán định tuyến gán phổ tần động giảm thiểu phân mảnh đề xuất thực sau (minh họa hình 2): Khi có u cầu kết nối từ thiết bị (thiết bị nguồn) vùng mạng (vùng nguồn) đến thiết bị (thiết bị đích) vùng mạng khác (vùng đích), thiết bị nguồn khởi phát tin thông báo yêu cầu thiết lập kết nối tới điều khiển SDN vùng nguồn Sau đó, điều khiển thiết bị SDN vùng nguồn

tạo lập phát quảng bá tin yêu cầu kết nối đến điều khiển lân cận Cứ vậy, điều khiển vùng mạng nhận thơng tin kết nối, kiểm tra: 1) tin có bị trùng lặp với tin trước hay khơng, có loại bỏ, khơng thực 2) xem thiết bị đích có thuộc vùng mạng quản lý hay khơng, khơng kiểm tra tính kết nối tiếp tục chuyển tiếp tin yêu cầu đến điều khiển vùng mạng lân cận Nếu thiết bị đích thuộc vùng mạng điều khiển SDN thời quản lý, thiết bị kiểm tra tính kết nối đến thiết bị đích thành cơng tạo lập tin kết nối để thực đăng ký tài nguyên cho kết nối để gửi ngược trở lại cho điều khiển SDN tuyến đường gửi tin đến Các điều khiển nhận tin kết nối kiểm tra đăng ký tài nguyên khả dụng cho kết nối chuyển tiếp tin Bản tin kết nối chuyển ngược lại điều khiển SDN vùng nguồn Nếu tin gửi thành công đến vùng nguồn, tài nguyên cho kết nối từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích đăng ký cung cấp để thiết lập kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối Kết nối không thực (bị chặn) vùng mạng đó, điều khiển xếp tài nguyên khả dụng tới vùng mạng kề cận để chuyển tiếp tin Trong đề xuất chúng tôi, khe tần số khả dụng i, hệ số cắt phổ, ký hiệu Fi, sử dụng

để xác định cách có định lượng phân mảnh phổ tần mạng Hệ số cắt phổ tính số băng phổ bị chia cắt kết nối khe tần số thực khe tần số i Đối với yêu cầu kết nối, điều khiển vùng tính cộng dồn cập nhật ba trường thông tin định tuyến bao gồm: 1) tổng khoảng cách đến vùng mạng, (2) mặt nạ phổ S={Si | i=1 M} M tổng số khe phổ

trên liên kết Si thể tính khả dụng khe tần số

có số i tuyến đường từ thiết bị nguồn đến vùng mạng (Si=free occupied) và, (3) hệ số cắt phổ

F={Fi | i=1 M & Si=free} Các trường thơng tin

được điều khiển SDN vùng sử dụng để định tuyến cho yêu cầu kết nối, lựa chọn phương thức điều chế gán phổ tần tương ứng nhằm giảm thiểu phân mảnh phổ tần mạng

3 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG

Nhằm đánh giá hiệu giải pháp định tuyến gán phổ tần động đề xuất cho mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền phân tán, phần thể kết mô số, đánh giá kết thu so sánh với giải pháp thông thường Mạng SD-EON đa miền thiết lập giải phóng kết nối linh hoạt theo yêu cầu kịch mô thực mạng hình lưới (poly-grid network) 4x4 (16 nút mạng tổ chức thành miền) hai cấu hình mạng thực tế Mỹ mạng NSF (National Science Foundation network) với 14 nút 22 liên kết hai chiều mạng đường trục Mỹ USNET (US backbone network) bao gồm 24 nút 43 liên kết hai chiều (như minh họa hình 3) A4 A3 A2 Domain A Domain B B1 A1 B2 B3 Domain controller A

Domain controller B

D4 D3

D2 Domain D D1 Domain controller D

Nguồn Đích Domain C C1 C2 C3 Domain controller C

Mặt nạ phổ khởi đầu 0 0 0 0 x x x Tuyến đề cử Khe

phổ # Hàm mục tiêu: FΣ(khối k khe phổ: khe #x -> khe#x+k-1 ) = Min{ Fi| x ≤ i ≤ x+k-1 }

FΣ( slot block: 1-2) = Min{ 1, 2} =

FΣ( slot block: 5-6) = Min{ 2, 3} =

FΣ( slot block: 6-7) = Min{ 3, 0} = 0 Được lựa chọn!

Fi

Mặt nạ phổ

a) Mạng hình lưới 4x4 b) NSF

c) USNET Hình Cấu hình mạng thử nghiệm

Ngồi ra, chúng tơi giả định số tham số sử dụng mô sau: liên kết quang có dung lượng tổng 125 khe tần số với độ rộng khe tần số 12,5 GHz đề xuất khuyến nghị ITU-T G.694.1 [21] Các yêu cầu kết nối xuất theo quy luật phân bố Poisson với tốc độ xuất trung bình λ (yêu cầu/đơn vị thời gian) Phân bố thời gian giữ kết nối giả định theo quy luật mũ âm (negative exponential distribution) với giá trị trung bình 1/µ (đơn vị thời gian) Trong mô số, dung lượng kết nối giả định gán ngẫu nhiên theo ba tốc độ tiêu chuẩn cho mạng đường trục 10 Gbps, 40 Gbps 100 Gbps với số khe tần số yêu cầu tương ứng 1, khe Để kiểm nghiệm mức độ hiệu giải pháp đề xuất, so sánh với phương pháp thông thường áp dụng mạng đường trục tìm đường ngắn gán phổ tần first-fit (ví dụ, GMPLS/PCE) điều kiện kịch mô số Trong kết thể sau đây, kết đạt giải pháp đề xuất ký hiệu Proposed, kết tương ứng thu phương pháp thông thường được ký hiệu Conventional

Sự so sánh hiệu mạng thử nghiệm (4x4, USNET NSF) theo tỉ lệ chặn kết nối, tính tỉ số số kết nối không thực tổng số kết nối yêu cầu nút mạng, tốc độ xuất yêu cầu lưu lượng thay đổi từ 0,1 đến 1,5 phương pháp đề xuất phương pháp thông thường thời gian giữ kết nối trung bình thiết lập mức 1000 đơn vị thời gian thể hình Kết đạt cho thấy mạng SD-EON đa miền phân tán sử dụng giải pháp định tuyến gán phổ tần đề xuất cho hiệu tốt hẳn so với mạng áp dụng giải pháp thông thường Tại giá trị tốc độ xuất lưu lượng 0.8 (lưu lượng tương ứng 800 Erlang), giải pháp đề xuất góp phần giảm cịn 32,96%

(hay 64,66%) tỉ lệ chặn kết nối kịch cấu hình mạng mơ USNET (hoặc NSF, 4x4) Bên cạnh đó, xét tỉ lệ chặn kết nối 10-3, giải pháp đề xuất có

khả tăng hiệu mạng theo dung lượng kết nối chấp nhận (tổng số kết nối đạt với tỉ lệ chặn tối đa 10-3) lên 1,65 (hay 1,24, 1,35) lần mạng USNET

(hay NSF, 4x4) so với giải pháp thông thường Điều đạt giải pháp đề xuất có khả định tuyến thích nghi tốt với trạng thái thời mạng nhờ vậy, tránh xung đột, chiến lược lựa chọn gán phổ tần thông minh làm giảm thiểu phân mảnh phổ để tạo điều kiện cho việc đăng ký tài nguyên cho yêu cầu kết nối đến sau

Hình Xác suất chặn kết nối cấu hình mạng khác

Hình so sánh tỉ lệ lưu lượng chấp nhận tương đối cấu hình mạng thử nghiệm xác suất chặn kết nối giả định 10-3 Các kết đạt sử dụng phương

pháp đề xuất tính tỉ lệ với kết tương ứng thu sử dụng phương pháp truyền thống hiển thị đồ thị Dựa vào đó, ta thấy phương pháp đề xuất có khả chấp nhận lưu lượng nhiều nhiều (hơn tối thiểu 25%) so với phương pháp so sánh Hiệu giải pháp tăng lên rõ rệt kích thước mạng tăng lên

Hình So sánh tỉ lệ lưu lượng chấp nhận

quả mô số thu (như thể hình 6, 8) cho thấy hiệu giải pháp đề xuất tăng lên rõ rệt thời gian giữ kết nối trung bình lớn Sở dĩ với tốc độ xuất yêu cầu kết nối thời gian giữ kết nối trung bình lớn (tức lưu lượng mạng lớn), mức độ khan phổ tần cao, dẫn đến ảnh hưởng phân mảnh phổ tần hiệu mạng trầm trọng Nhờ có khả giảm thiểu phân mảnh phổ tần, phương pháp đề xuất chúng tơi có khả thích nghi tốt điều kiện lưu lượng mạng lớn

Hình Sự phụ thuộc xác suất chặn kết nối vào thời gian giữ kết nối trung bình mạng hình lưới 4x4

Hình Sự phụ thuộc xác suất chặn kết nối vào thời gian giữ kết nối trung bình mạng NSF

Hình Sự phụ thuộc xác suất chặn kết nối vào thời gian giữ kết nối trung bình mạng USNET

4 KẾT LUẬN

Trong báo này, đề xuất giải pháp định tuyến gán phổ tần động hiệu kết hợp với việc định tuyến thích nghi xem xét đến kỹ thuật gán phổ tần có khả tránh phân mảnh nhằm cho phép cung cấp động linh hoạt kết nối quang mạng quang lưới bước sóng linh hoạt định nghĩa phần mềm đa miền điều khiển phân tán Việc định tuyến thực thông qua chế quảng bá yêu cầu lựa chọn tuyến đường khả dụng gần nhất, phổ tần phương thức điều chế lựa chọn việc kết hợp xem xét với kỹ thuật giảm thiểu phân mảnh Ưu điểm kỹ thuật hệ thống điều khiển SDN vùng mạng không cần phải biết trước thông tin định tuyến tuyến đường tìm có khả thích nghi cao với thay đổi vùng mạng việc trao đổi thông tin định tuyến thực theo chế phân tán Các kết mô số đạt cho thấy giải pháp định tuyến gán phổ tần động đề xuất có khả giảm đáng kể tỉ lệ chặn kết nối so với phương pháp thông thường sử dụng kỹ thuật đường ngắn kiến trúc (GMPLS/PCE)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Cisco Systems, 2014 Cisco Visual Networking Index: Forecast and

Methodology, 2014–2019 Accessed in March 2017

http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-provider/ip-ngn-ip-next-generation-network/white_paper_c11-481360.pdf

[2] K Sato, H Hasegawa, 2009 Optical Networking Technologies That Will Create Future Bandwidth-Abundant Networks IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking, vol 1, no 2, pp.A81-A93

[3] A Jukan and J Mambretti, 2012 Evolution of Optical Networking Toward Rich Digital Media Services Proceedings of the IEEE , vol 100, no 4, pp 855-871

[4] B Chatterjee, N Sarma and E Oki, 2015 Routing and Spectrum Allocation in Elastic Optical Networks: A Tutorial IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol PP, no 99, pp

[5] G Zhang, M De Leenheer, A Morea and B Mukherjee, 2013 A Survey on OFDM-Based Elastic Core Optical Networking IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 15, no 1, pp 65-87

[6] M Jinno, H Takara, B Kozicki, Y Tsukishima, Y Sone, and S Matsuoka, 2009 Spectrum-Efficient and Scalable Elastic Optical Path Network: Architecture, Benefits, and Enabling Technologies IEEE Communications Magazine, vol 47, pp 66-73

[7] O Gerstel, M Jinno, A Lord and S J B Yoo, “Elastic optical networking: a new dawn for the optical layer?,” IEEE Communications Magazine, vol 50, no 2, pp s12-s20, 2012

[8] D Kreutz, F M Ramos, P E Verissimo, C E Rothenberg, S Azodolmolky, and S Uhlig, 2015 Software-defined networking: A comprehensive survey Proceedings of the IEEE, 103(1), pp.14-76

[10] L Liu et al., 2013 Design and performance evaluation of an Openflow-based control plane for software-defined elastic optical networks with direct-detection optical OFDM (DDO-OFDM) transmission Optics Express, vol 22, pp 30-40

[11] R Casellas et al., 2014 SDN based Provisioning Orchestration of OpenFlow/GMPLS Flexi-grid Networks with a Stateful Hierarchical PCE Proceedings of OFC/NFOEC

[12] L Liu et al., 2013 Software-Defined Fragmentation-Aware Elastic Optical Networks Enabled by OpenFlow Proceedings of ECOC

[13] Y Yoshida et al., 2014 First international SDN-based Network Orchestration of Variable-capacity OPS over Programmable Flexi-grid EON Proceedings of OFC/NFOEC

[14] M Chamania et al., 2009 A Survey of Inter-Domain Peering and Provisioning Solutions for Next Generation Optical Networks IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 11, pp 33-51

[15] C Chen et al., 2014 Demonstration of OpenFlow-Controlled Cooperative Resource Allocation in a Multi-Domain SD-EON Testbed across Multiple Nations Proceedings of ECOC

[16] H.-C Le, N T Dang, and S Vu-Van, 2015 Dynamic multi-domain elastic optical networks with 4R regeneration capable border nodes 2nd National Foundation for Science and Technology Development Conference on Information and Computer Science (NICS), pp.169-173

[17] Z Zuqing, L Wei, Z Liang, and N Ansari, 2013 Dynamic Service Provisioning in Elastic Optical Networks With Hybrid Single-/Multi-Path Routing Journal of Lightwave Technology, vol 31, pp 15-22

[18] H Chau Le, Ngoc T Dang and Nhan D Nguyen, 2016 Dynamic RMSA Algorithm for Multi-domain EONs with Limited Virtualized Elastic Regenerators IEEE Sixth International Conference on Communications and Electronics (ICCE), pp 46-51

[19] A Giorgetti et al., 2011 Hierarchical PCE in GMPLS-based Multi-domain Wavelength Switched Optical Networks Proceedings of OFC/NFOEC