Bài viết sẽ nghiên cứu việc điều khiển chấp nhận lịch trong một môi trường động, trong đó việc dự đoán tốc độ chùm đến được sử dụng để điều khiển hiệu quả hoạt động lập lịch, Một số phương pháp dự đoán tốc độ chùm đến cũng được phân tích, so sánh và đánh giá.
Kỷ K yếu Hội nghị KHCN Quốc giaa lần thứ XI N Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thônng tin (FAIR); H Hà Nội, ngày 09-10/8/2018 DOI: D 10.15625//vap.2018.00018 ĐIỀU Đ KHIỂN CHẤ ẤP NHẬN N LẬP LỊC CH DỰA TRÊN D Ự BÁO T TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN TRONG M MẠNG CH HUYỂN MẠCH M CH HÙM QUA ANG P Phạm Trung Đ Đức1, Võ Viếtt Minh Nhật2, Đặng Thanh h Chương1 T Trường Đại họ ọc Khoa học, Đại Đ học Huế Đại Đ học Huế ptduc11008@gmail.ccom, vvmnhat@hueuni.edu vn, dtchuong@ @hueuni.edu TÓM T TẮT: Lậập lịch trrong hoạạt động quan trọọng, có ảnh hưởởng lớn đến hiệệu mạng OBS Trong mạng OBS có c hỗ trợ QoS, việc v lập lịch cầnn phải xem xét vvới số điều u kiện ưu tiên cụ ụ thể Đã có mộột số cơng bố vềề điều khiển chấ ấp nhận lập lịịch, đa đ số xem xét trrong điều kkiện tĩnh lý tưởng Bài viết nghiên cứu việc điều khiểnn chấp nhận lập p lịch m mơi trườngg động, đđó việc dự đoánn tốc độ chùm đến sử dụ ụng để điều khhiển hiệu hhoạt động lập lịịch Một số phương p pháp dự ự đoán tốc độ chhùm đến đđược phân tích, so sánh đán nh giá Từ T khóa: Mạngg OBS, QoS, điềều khiển chấp nhhận lập lịch, dự ự đoán dựa n tốc độ, hiệu quuả lập lịch I GIỚI G THIỆU Chuyểnn mạch chùm quang (Opticaal Burst Switcching, OBS) [1 1] giải pháp chuyển mạch gói qua ang khả thi cho c mạng Inteernet hệ tiiếp theo Với thành h công gần đâây công nnghệ ghép phâân chia kênh bước sóng (Wavelength Division D Multip iplexing, WDM M) [2], sợ ợi quang đơn có c thể ghép/táách từ 160 đếnn 320 kênh (bước sóng), trrong tốc độộ truyền m bước sóngg đạt từ 10 Gb/s đến 40 Gb/s [3]; bbăng thơng cáác sợi quang o đ khai thácc cách có hiệu H Hình Kiến trú úc tiêu biểu củaa mạng OBS Kiến trúúc mạng chuyển mạch chùm quang (mạng OBS) m mơ tả tronng Hình 1, có loại nút mạng phân biệệt: nút biên vàà nút lõi Nút biên, b bao gồm m nút biên vào nút biên raa, xem giao diện g miền điệnn tử (các mạngg truy cập) vàà miền quang (mạng OBS) Nút biên vàoo có nhiệm vụụ nhận liệu đến từ mạng m truy cập (chẳng hạn cáác gói tin IP), gộp chúng th hành chùm m liệu (burssts) truyền chùm y vào mạng lõi Một gói điiều khiển chùùm (Burst Conntrol Packet, BCP) B tru uyền trước khoảng tthời gian bù đắp đ (offsettime) nhằm đặặt trước tài nguuyên cấu hhình chuyểển mạch cáác nút trung giian (nút lõi); nnhờ chùm d liệu n theo sau chuyển mạch toàn quuang tất nút trung gian đạt đến núút biên mà không th hời gian chờ đợi Tại nnút biên thự ực hoạt h động ngư ược lại với nút út biên vào đư ược thực nhằm khôi phục p lại ữ liệu (các góii IP) ban đầu Điều khhiển chấp nhậnn lập lịch có tthể thực nút biên vào nútt lõi; nhiênn nhờ có sử dụng đệm đ điện tử mà m điều khiển lập lịch cáác nút biên vàào thường hiệu u [4] Trong đa số kỹ thuật điều khiển lập lịch, nhữngg chùm liệuu có lớp QoS (ưu tiên) thấp p có xác suấất bị đánh rơi nnhiều để dành tài nguy yên cho lớp QoS Q cao k có tranh cchấp xảy ra.Viiệc lập lịch cáác chùm đến th hông thường đđược thực hiệện tuần tự, theo kiểu đến trrước, phục vụụ trước (first ccome, first serrved) Tuy nhiên có xét đến QoS, việcc lập lịch thànnh cơng chùm c trước (thuộc lớp QoS thấp) có thểể gây tắc nghẽẽn cho ch hùm đến sau (thuộc ( lớp Qo S cao hơn) N Như ví dụ d Hình 2a,, chùm QooS thấp đến tạại thời điểm t0 lập lịch h chùm QooS cao đến sauu (tại thời điểm t1) không k thể lập lịch doo hết tài nguyêên Để ưu tiên n tài nguyên cho c chùm m QoS cao, chhùm QoS thấp p đến t0 138 ĐIỀU KHIỂN CHẤP NHẬN LẬP LỊCH DỰA TRÊN DỰ BÁO TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN TRONG MẠNG… thường chủ động đánh rơi Do đó, lập lịch với điều khiển chấp nhận cần thiết nhằm để dành nhiều tài nguyên cho chùm QoS cao, hạn chế tài nguyên chùm QoS thấp Đã có số kỹ thuật điều khiển lập lịch đề xuất mạng OBS có hỗ trợ QoS, kỹ thuật điều khiển tĩnh (Static Admission Control, SAC) [5], điều khiển động (Dynamic Admission Control, DAC) [5] điều khiển dựa mức tải (Load-Level Admission Control, LLAC) [6] Hình Một ví dụ việc chủ động đánh rơi chùm QoS thấp để dành tài nguyên cho chùm QoS cao đến sau (b), so với kiểu lập lịch đến trước, phục vụ trước (a) Tuy nhiên, kỹ thuật bộc lộ số nhược điểm sau: SAC DAC, (1) tỉ lệ phân bổ kênh (bước sóng) chùm QoS cao QoS thấp cố định; (2) hiệu sử dụng băng thông thấp, mà lưu lượng chùm QoS cao đến thấp lưu lượng chùm QoS thấp đến cao; (3) thông tin (về chùm lập lịch kênh) cần phải lưu trữ nút lớn cần nhiều không gian nhớ Đối với LLAC, thông tin cần lưu trữ cải thiện so với SAC DAC (4) tỉ lệ tải thiết lập cho luồng chùm QoS cao QoS thấp cố định; (5) LLAC cho tỉ lệ chùm QoS thấp bị đánh rơi cao so với DAC Rõ ràng có nhu cầu cần phân bổ tài nguyên linh hoạt luồng chùm đến nhằm sử dụng hiệu băng thơng Bài viết phân tích vấn đề điều khiển chấp nhận lập lịch dựa số kỹ thuật dự đốn tốc độ chùm đến; từ giải pháp thoả hiệp điều khiển lập lịch mang lại hiệu sử dụng băng thông tốt II CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN Đã có số đề xuất kỹ thuật điều khiển lập lịch cổng nút mạng OBS Cụ thể, Moraes CS [5] đề xuất hai chế điều khiển chấp nhận lập lịch tĩnh động Xét cổng có W kênh bước sóng khả dụng, kỹ thuật điều khiển tĩnh (kỹ thuật SAC) phân bổ W0 (W0 < W) bước sóng cho chùm QoS cao W1 (W1 < W) bước sóng cho chùm QoS thấp, W0 > W1 W0 + W1 = W Như ví dụ Hình 3a, với W = 4, kỹ thuật SAC phân bổ W0 = kênh bước sóng (C1, C2, C3) cho chùm QoS cao W1 = bước sóng lại (C4) cho chùm QoS thấp; nên chùm QoS thấp đến thời điểm t0 lập lịch kênh C4 rỗi C1 t0 C2 C3 C4 (b) class0 class1 Hình Ví dụ điều khiển lập lịch SAC (a) DAC (b) Ưu điểm kỹ thuật SAC đơn giản, đảm bảo dành riêng kênh bước sóng cho chùm QoS cao nên đảm bảo chất lượng dịch vụ Tuy nhiên, xuất phân bố tải không đồng kênh bước sóng chùm đến thuộc phía Cụ thể, nhóm kênh W0 (hoặc W1) tải, nhóm kênh W1 (hoặc W0) nhàn rỗi chùm đến thuộc QoS cao (hoặc QoS thấp) Để linh hoạt sử dụng kênh bước sóng, Moraes CS [5] đề xuất tiếp kỹ thuật phân phối động (kỹ thuật DAC), kênh không định cụ thể cho lớp QoS mà kiểm soát số lượng kênh phép sử dụng tối đa cho loại chùm QoS cao QoS thấp Như ví dụ Hình 3b, xét thời điểm đến (t0) chùm đến, số chồng lấp chùm với chùm loại (0 1) mà nhỏ lượng bước sóng phân bổ (0 < W0 1 < W1), việc lập lịch chấp nhận Do chùm QoS thấp đến thời điểm t0 lập lịch lên kênh C3 C4 số chồng lấp loại chùm 1 = 0, W1 = 1, nên 1 < W1 Phạm Trung Đức, Võ Viết Minh Nhật, Đặng Thanh Chương 139 Ưu điểm kỹ thuật DAC phân bố tải đồng kênh so với SAC SAC, kỹ thuật DAC gây lãng phí tài nguyên kênh dành cho chùm QoS cao mật độ chùm đến thấp, chùm QoS thấp bị đánh rơi thiếu tài nguyên Cả hai kỹ thuật SAC DAC yêu cầu lưu lại thông tin trạng thái tất chùm lập lịch kênh nên cần nhiều nhớ cho việc lưu trữ Một hạn chế khác hai kỹ thuật SAC DAC chúng hiệu biết trước lưu lượng luồng chùm (ưu tiên thấp cao) đến lưu lượng không biến đổi đáng kể thời gian dài; điều ngược với thực tế lưu lượng mạng thay đổi Để tăng hiệu việc phân phối kênh bước sóng giảm khơng gian lưu trữ, tác giả [6] đề xuất kỹ thuật điều khiển dựa tải (kỹ thuật LLAC), có thơng tin mức tải lớp tổng số bước sóng bị chiếm lưu trữ Các mức tải (l0 l1) quy định trước cho lớp QoS cao thấp; số chồng lấp chùm đến với loại chùm lập lịch kênh () nhỏ mức tải ( < l0 < l1) chùm đến lập lịch Như ví dụ Hình 4a, với hai mức tải l0 = l1 = thiết lập trước loại chùm QoS cao thấp, có chùm QoS thấp đến thời điểm t0, lập lịch < l1 ( = 0) Tại thời điểm t1, chùm QoS cao đến lập lịch < l0 (lúc = 1) Tuy nhiên Hình 4b, với chùm QoS cao đến thời điểm t0, lập lịch < l0 ( = 0) Tại thời điểm t1, chùm QoS thấp đến khơng lập lịch = l1 (lúc = 1) Tương tự với Hình 4c, chùm QoS thấp đến thời điểm t0 không lập lịch = l1 ( = l1 = 1), chùm QoS cao đến thời điểm t1 lập lịch < l0 ( =1 l0 = 4) Hình Các ví dụ cách thức hoạt động kỹ thuật LLAC Một nhược điểm kỹ thuật LLAC có xu hướng đánh rơi chùm QoS thấp nhiều so với kỹ thuật DAC Như ví dụ Hình 5, kỹ thuật DAC không đánh rơi chùm ưu tiên thấp đến thời điểm t0 (Hình 5a); kỹ thuật LLAC đánh rơi = l1 ( = l1 = 1) Ngoài ra, nhược điểm khác LLAC không đưa cách nhận biết tải đến khi ý tưởng đề xuất giả định biết trước tải lưu lượng sau phân bổ kênh dựa tải biết trước Hình Một so sánh hiệu lập lịch kỹ thuật DAC (a) LLAC (b) Tóm lại, kỹ thuật SAC, DAC LLAC không xét việc phân phối băng thông môi trường mạng mà lưu lượng chùm đến cổng thay đổi liên tục Hơn nữa, việc cần lưu nhiều thông tin trạng thái kênh đòi hỏi cần nhiều vùng nhớ triển khai nút để áp dụng kỹ thuật Trong phần tiếp theo, chúng tơi phân tích ảnh hưởng việc phân phối kênh tốc độ chùm đến đề xuất áp dụng số phương pháp ước tính tốc độ đến nhằm nhằm phân phối kênh cách hiệu III ĐIỀU KHIỂN LẬP LỊCH DỰA TRÊN TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN Xét cổng nút mạng OBS mà có luồng chùm đến giả thiết thuộc hai lớp QoS cao QoS thấp Giả sử cổng có W kênh (bước sóng) khả dụng chùm QoS cao đến lập lịch W kênh bước sóng, vấn đề cần tính tốn lưu lượng chùm (QoS cao QoS thấp) đến để thực phân phối băng thông cách hiệu cho chùm QoS thấp 140 ĐIỀU KHIỂN CHẤP NHẬN LẬP LỊCH DỰA TRÊN DỰ BÁO TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN TRONG MẠNG… Gọi 0 tốc độ đến chùm QoS cao 1 tốc độ đến chùm QoS thấp, số kênh cấp phát cho chùm ưu tiên thấp (W1, W1< W) tính tỉ lệ với tốc độ đến hai loại chùm Công thức Lưu ý rằng, chùm ưu tiên cao sử dụng tất kênh, có nghĩa W0 = W 1 W1 W0 0 1 (1) Có nhiều cách tiếp cận khác để dự đoán tốc độ chùm đến Cách đơn giản đếm số chùm đến (ni, i = với chùm QoS cao i = với chùm QoS thấp) khung cửa sổ quan sát (Tw) sau khoảng thời gian định kỳ (T, T ≥ Tw) Tốc độ chùm đến tương lai dự đốn Cơng thức i ni Tw (2) tham số điều khiển thường chọn gần với mức lỗi ước tính chấp nhận đó; điều kiện lý tưởng, = Tuy nhiên, cách tiếp dựa cửa sổ quan sát cần phải xác định kích thước Tw đủ lớn cho có có vài chùm đến khoảng thời gian Tuy nhiên trường hợp lưu lượng chùm đến thay đổi với biên độ lớn việc chọn kích thước cửa sổ quan sát phù hợp trở nên khó khăn Một cách tiếp cận khác đề xuất đếm lượng cho chùm đến chia cho khoảng thời gian đến chúng (T’w) Tốc độ chùm đến ước tính Cơng thức 3: i ni' Tw' (3) Một trường hợp đặc biệt mơ hình đựa đếm chùm việc cấp phát lại bước sóng thực có chùm QoS thấp đến theo Cơng thức 4: i Tw'' (4) T”w khoảng thời gian chùm QoS thấp đến liên tiếp Các mơ hình dự đốn nêu chất dựa tốc độ trung bình chùm đến cửa sổ thời gian (Công thức 3) dựa tốc độ tức thời chùm QoS thấp (Công thức 4) Tuy nhiên, cách tiếp cận khơng phản ánh q trình đến trung bình khứ tăng giảm đột biến gần luồng chùm đến Để kết hợp hai yếu tố này, mơ hình dự đốn dựa phương pháp TW-EWMA [7] xác định tốc độ đến chùm ưu tiên cao (i = 0) ưu tiên thấp (i = 1) Công thức (5) i (1 i ) iavg i cur i avg tốc độ đến thời; (1 i ) i trọng số i iavg tốc độ đến trung bình khứ, cur i Trong [7], trọng số chọn = 0.3 Tuy nhiên, theo đề xuất [8], hệ số điều cur i chỉnh linh hoạt dựa tốc độ trung bình khứ tốc độ thời Công thức 1 i i avg cur i cur cur avg (6) Thuật toán điều khiển chấp nhận lập lịch dựa dự đốn tốc độ đến cách thích nghi có tên gọi ARP-SAC (Adaptive Rate Predition SAC) Các cửa sổ quan sát liên tục; nhiên, để giảm chi phí tính tốn, việc quan sát thực với cửa sổ gián đoạn mơ tả Hình Một lưu ý kích thước cửa sổ quan sát có tác động đáng kể đến tính xác việc dự đốn chi phí tính tốn Nếu cửa sổ lớn việc dự đốn xác hơn, chi phí tính tốn tăng cao; cửa sổ quan sát bé tính xác dự đốn giảm, chi phí tính tốn thấp [7] Một thoả hiệp tính xác khối lượng tính tốn cần tính đến Trong báo này, chọn cửa sổ quan sát phần hai chu dự đoán: T’W1 T’W2 TW1 ……… TW2 ……… TW' TW T’Wn TWn Hình Các cửa sổ quan sát gián đoạn thực với phương pháp TW-EWMA Thời gian Phạm Trung Đức, Võ Viết Minh Nhật, Đặng Thanh Chương 141 Việc điều khiển chấp nhận lập lịch chùm đến thực dựa tham số định nghĩa mức độ chồng lấp chùm đến chùm lập lịch kênh Cụ thể, chùm đến (ub, unscheduled burst) xem xét lập lịch (bằng cách gọi giải thuật lập lịch, chẳng hạn BFVF [9] giải thuật lập lịch lấp đầy khoảng trống tốt nay) mức độ chồng lấp () nhỏ số kênh (băng thông) cấp phát (Wi) Sau mô tả chi tiết thuật toán ARP-SAC hai hàm omega(ubi, W) BFVF(ub,W) Thuật toán ARP-SAC Đầu vào: - Tập chùm đến Bub = {ubi|i = 0, 1}, với ubi = {sub, eub, prioub}, sub eub thời gian đến kết thúc, prioub = {0, 1} xác định ub QoS cao (0) hay thấp (1) Đầu ra: - Tập chùm QoS cao lập lịch, S0, bị đánh rơi, D0; - Tập chùm QoS thấp lập lịch, S1, bị đánh rơi, D1; Phương pháp tstart := 0; // khởi gán điểm bắt đầu cửa sổ quan sát Tw := 5000; // khởi gán kích thước cửa sổ quan sát (bằng ½ 10.000 s) avg avg := 0; := 0; // khởi gán tốc độ trung bình lớp ưu tiên 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 pause := 0; // đếm pause = không đếm pause = ch := -1; // kênh chọn để lập lịch, ch = -1 không chọn kênh while (Bub != ) ub := chùm từ tập Bub; Bub := Bub \{ub}; // loại chùm đến xem xét lập lịch if (sub – tstart < Tw) then if (prioub = ) then n0 := n0 + 1; // đếm số chùm QoS cao else n1 := n1 + 1; // đếm số chùm QoS thấp end if else if (pause = false) then // trường hợp vùng cửa sổ quan sát cur : n0 n cur ; 1 : ; Tw Tw // tính tốc độ đến thời cur cur : cur ; : cur avg ; // điều chỉnh trọng số theo tốc độ đến avg 0 0 1 1 avg avg : (1 ) cur ; // tính lại tốc độ đến trung bình 1avg : (1 1 ) 1avg 1 1cur ; avg W1 : W0 avg avg ; 0 1 // tính lại tốc độ đến trung bình // điều chỉnh lượng băng thông cấp phát W1 n0 := 0; n1 := 0; pause := 1; end if end if if (sub – tstart > × w) then // trường hợp vùng cửa sổ quan sát pause := 0; tstart := sub; end if // lập lịch chùm QoS cao đến if ((prioub = 0) (omega(ub, W) < W0)) then ch:= BFVF(ub, W); if (ch != -1) then S0 ∶= S0 {ub}; else D0 ∶= D0 {ub}; end if else if (prioub = 1) (omega(ub, W) < W1) then // lập lịch chùm QoS thấp đến ch := BFVF(ub, W); end if 142 ĐIỀU KHIỂN CHẤP NHẬN LẬP LỊCH DỰA TRÊN DỰ BÁO TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN TRONG MẠNG… 40 if (ch != -1) then 41 S1 ∶= S1 {ub}; 42 else 43 D1 ∶= D1 {ub}; 44 end if 45 end if 46 end while Hàm omega(ub, W) thuật toán xác định số chồng lấp (count) chùm đến (ub) với chùm lớp QoS lập lịch Do thực tế tốc độ đến tốc độ chuyển tiếp chùm cổng nhanh, nên tối đa hai chùm lập lịch sau kênh xem xét (|SBk | ≤ 2) Độ phức tạp hàm omega(ub, W) O(W) Hàm omega(ub, W) Đầu vào: - ub; // chùm đến ub = {sub, eub, prioub} - W; // kênh bước sóng Đầu ra: - count // số chồng lấp Phương pháp count := 0; for each k W e0,k := 0; SBk := tập chùm lập lịch kênh k; for each sbi,k SBk if (prioub = prioi,k) (((sub ≥ si,k) (sub ≤ ei,k)) ((eub ≥ si,k) (eub ≤ ei,k)) ((sub ≤ si,k) (eub ≥ ei,k))) then count++; end if end for 10 end for 11 return count; Hàm BFVF(ub,W) thuật toán lập lịch lấp đầy khoảng trống tốt tham khảo từ [9], có nhiệm vụ lập lịch chùm đến ub lên W kênh khả dụng cổng ra: lập lịch thành công, BFVF trả kênh chọn để lập lịch cho ub; không thành công, BFVF trả -1 Độ phức tạp hàm BFVF phụ thuộc vào vòng lặp for each (từ dòng đến 12 từ dòng đến 11) nên có độ phức tạp O(W×|SBk|), |SBk| số chùm lập lịch kênh k Như giải thích trên, |SBk | ≤ 2, nên độ phức tạp hàm BFVF(ub,W) O(W) Hàm BFVF(ub, W) Đầu vào: - ub(sub, eub) chùm đến; - W kênh bước sóng Đầu ra: - Kênh lựa chọn best_channel Phương pháp best_utilisation ∶= ; best_channel ∶= -1; for each k W e0,k ∶= 0; SBk ∶=tập chùm lập lịch kênh k; for each sbi,k SBk if (((sub ≥ ei,k) (si+1,k ≥ eub)) ((si+1,k – ei,k) < best_utilisation))) then best_utilisation ∶= si+1,k – ei,k; best_channel ∶= k; 10 end if 11 end for 12 end for 13 return best_channel; Phạm P Trung Đứ ức, Võ Viết Minnh Nhật, Đặng T Thanh Chương 143 Độ phứ ức tạp ARP P-SAC phụ thhuộc vào hàm omega(ub, W) W hàm BFV VF(ub, W) D Do hai hàm y thực rời r rạc (khôngg lồng nhau) nnên độ phức tạạp thuật to ốn ARP-SAC C O(N×W),, N làà số chùm đến n tập c chùm chưaa lập lịchh Bub W ttổng số kênh r Xem xét viiệc lập lịch củủa chùm đđến (N = 1), độ đ phức tạp c ARP-SAC C giảm O(W) IV M MƠ PHỎNG VÀ V PHÂN TÍÍCH KẾT QU UẢ Các mơơ hình điều khhiển lập lịch trư ước (SAC C, DAC LL LAC) mơ hìình đề xxuất dựa dự d đoán tốc độ đ chùm đến thhích nghi ARP P-SAC ccài đặt máy tín nh có CPU 2,4 GHz Intel C Core 2,2G RAM M E1 E11 E2 E12 Gbps C1 C2 E9 E19 E10 E20 H Hình Mơ hình h mạng mơ phỏn ng Dumbbell Mạng mơ m có hhình thái Dum mbbell (Hình 7), cáác chùm đến ttại nút C1 có pphân phối Poisson, sinh s từ phầnn mềm mô phhỏng NS2 [10] với gói hỗ trợ obs 0.9a Xét X loại luồnng chùm theoo tải chuẩn hóa a 0.9 (QoS cao c QoS thhấp) đến với tốốc độ ợt r0 r1, với ba trường hợ ợp tỷ lệ r0:r1 đđược xem xét 3:7, 5:5 7:3 Thời gian g mô phỏngg s (giây); ssố bước sóng liên kết cổng (W W) 12, cửa ssổ quan sát troong ARP-SAC C 10 ms (mili giây) đượ ợc lấy troong [7], với giiá trị cửa sổ ướ ớc tính ch húng tơi có thểể quan sát đượợc thay đổii lưu lượng đến đ (Như thể h Hìnnh 8) Tải chuẩẩn hóa (β) đượ ợc tính theo ơng thức: β = (tốc độ chùm m đến × độ dàii chùm trung bình) b / băng thhơng kênh Hình Sự tthay đổi liệu u đến 50 cửa c sổ ước tính Mục tiêêu mô llà so sánh hiệuu mơ hình điều khiiển lập lịch dự ựa dự đốán ARP-SAC với v mơ hình h đề đ xuất trước (SAC, D DAC LLAC C) dựa tỷ lệ chùm ưu tiên, khơnng ưu tiên tồn mạng (cả ưu tiên khơng k ưu tiênn), tỷ lệ chùm tính sau: T Tỉ lệ chùm m (burst loss ate, blr) = số chùm c bị đánh rơi / số chùm m đến A A So sánh tỷỷ lệ chùm m lớp p QoS Như đư ược tronng Hình 9, 100 11, mơ hình điều khiển n lập lịch dựa dự đốn ARP-SAC có cải th đáng kể tỉ lệ cchùm Cụ thể,, Hình 9, DAC ln có tỉ lệ cchùm thấp hơnn so với SAC C LLAC lu n có tỉ lệ m chùm lớn hhơn DAC trườn ng hợp tỉ lệ luồ ồng QoS cao vvà thấp đến: 33:7, 5:5 7:3 Điều phù hợp vớii kết mô pphỏng đượcc thực tro ong [6] Riêng g ARP P-SAC, kết quuả mơ Hình tỉ t lệ chùm m ARP-SA AC cho kết tốt nh hất nhờ chínhh sách cấp phhát thêm băng thơng cho lu uồng chùm QoS Q thấp Tỉ lệệ cải thiện vềề tỉ lệ chù ùm luồ ồng chùm Qo S thấp ttrường hợp nà ày 44%, 38% 20% với v trườngg hợp tỉ lệ luồồng QoS cao v thấp đến 3:7 7, 5:5 7:3 T Tuy nhiên việệc cải thiện hiệu lu uồng chùm QoS thấp có tác động tiiêu cực đến hiiệu luồng chùm QooS cao đượợc g Hình 10 Tuy T nhiên tỉ lệệ tăng tỉ lệệ chùm đđối với luồng chùm QoS caao trườnng hợp chhỉ chiếm 4,5% %, 3,4% 0,8% c trường hợpp tỉ lệ chùùm luồng QoS S thấp đến 3:7, 5:5 7:3 N Ngoài ra, xxét tỉ lệ chùm đối 144 ĐIỀU KHIỂN CHẤP P NHẬN LẬP LỊCH L DỰA TRÊ ÊN DỰ BÁO T TỐC ĐỘ CHÙM M ĐẾN TRONG G MẠNG… với v hai luồnng chùm QoS cao thấp, ARP-SAC cho kết qu uả tốt Hình 11 Cụ thể hơ ơn, tỉ lệ cải th tỉ lệ m chùm đối vvới luồng chùùm QoS cao vàà QoS thấp tro ong trường hợợp 30%,, 17% 6% đối đ với trrường hợp tỉ lệ l luồng QoS cao thấp đđến 3:7, 5:5 7:3 Kết quảả khẳng đđịnh hiệu mơ hình điều khiển lập lịch dựa trêên dự đốn AR RP-SAC Hình 99 So sánh tỷ lệ chùm lớp QoS Q thấp SAC, S DAC, LL LAC ARP-SA AC Hình 110 So sánh tỷ lệệ chùm lớp QoS cao SAC, S DAC, LL LAC ARP-SA AC Hình 11 So sánh tỷ lệ cchùm lớp QoS Q cao thấp SAC, DA AC, LLAC A ARP-SAC B B So sánh số bước sóng đ phẩn bổổ cho lớp QoS thấp Như đư ược phân tích Mục IIV.A mơ hình h ARP-SAC đ cải thiện hiệệu lập lịchh đáng kể cho o chùm QoS Q thấp Điều có đượcc ARP-S SAC cung cấp p cách linh h động số bướớc sóng W1 chho luồng chùm m QoS thấp k mật độ đếnn chúng ccó thay đổii so với luồng g chùm QoS cao Như đượcc Hình 12, tuỳ thuộc vào tốc độ luồng chùm c QoS caoo thấp đến mà số bước sóng W1 cấp phát cho luồng chùm Q QoS thấp có thay đổi: ví dụ d với tỷ lệ 3:7, số bước sónng cungg cấp thêm cho o luồng chùm QoS thấp đượợc thực ttại sổ quan sát thứ hay h 12, k số sóng đư ược cung cấp lại giảm xuốn ng sổ quan q sát thứ hay 18 Trongg trường hợp tỷ lệ luồng chùm c QoS caoo thấp đến (5:5), số bước sóng s W1 cấp phát khơnng thay đổi vvà ½ W0 (theo cơng th hức 1) nên khhơng có thay đđổi số bướcc sóng cấấp phát Tóm lạii, việc cấp pháát linh động sốố bước sóng W1 cho luồng ch hùm QoS thấpp đến theo cơnng thức có hiệu q có mộtt chênh lệcch đáng kể tốc độ đến luồng ch hùm QoS cao thấp Tronng trường hợp tỷ lệ luồng chùm c QoS caoo thấp đến xxấp xỉ nhau, sốố bước sóng W1 cấp phát cho luồng cchùm QoS thấpp không thay đổi Phạm P Trung Đứ ức, Võ Viết Minnh Nhật, Đặng T Thanh Chương 145 Hình 12 So sáánh phân bổ bước sóng cho luồng chùm Qo oS thấp 200 cửa sổ ước tínnh V KẾT LUẬN Bài báoo đề xuất m thuật toánn điều khiển chấp c nhận lập lịch thích nghhi dựa dự ự đốn tốc độ đến ARPSAC, S đóó việc cấp phátt số lượng bướ ớc sóng cho lu uồng chùm Qo oS thấp thực linhh hoạt tuỳ thuộ ộc vào tỉ lệ tốc độ đến củaa chùm Q QoS thấp caao Dựa c phân tích v kết môô phỏng, ARP P-SAC thể c ưu điểm thhông qua tỉ lệ chùm tổnng thể thấp, tỉ lệ chùm luồngg QoS thấp lượng thơng tin cần lưu trrữ so với v thuật tốn đđã cơng bố trư ước Tuy nhiên, thuật toán t điều khiểển chấp nhận llập lịch thích nghi ARPSAC S hiệu q mơ trường mạng mà tốc độ đ đến cácc luồng chùm có nhiều thay đổi đột ngột n Cũng n phươnng pháp dựa trrên dự đoán kh khác, ARP-SAC chịu chi c phí tính tốán đáng kể, m mặt dù sổ quan q sát đ giảm ½ so s với chu kỳ dự đoán VI TÀ ÀI LIỆU THA AM KHẢO [1] Costa, L H M K., F Fdida, S., Duuarte “O C M M B.: Increm mental serviceedeployment using the Hop By Hop multicastt routing protoocol”, IEEE/A ACM Trans, Netw, 14(3), 54 43–556, 2006 [2] C Qiao et e al, “Opticaal burst switchhing (OBS) - A new paradiigm for an opptical Internet,, Journal of High H Speed Networkss”, vol.8, pp.669-84, 1999 [3] Qiao Zhaang, “Absolutee QoS Differeentiation in Op pticalBurst-Sw witched Netwoork”, IEEE, V Vol 22, No 9, 2004 [4] Pedro Reevirego, J A Hernandez, JJ Aracil, “Asssembly admisssion control based on ran dom packet selection at border noodes in Opticaal Burst-Switcched networks”, Springer Sccience+Busineess Media, LL LC, 2008 [5] Igor M Moraes M et al, “An efficient admission co ontrol mechanism for opticaal burst-switchhed networks” ”, Springer Science+ +Business Meddia, LLC, 2008 [6] Igor M Moraes M and O O C M B D Duarte, “Using g the Network k Load for AddmissionContrrol in OBS Ne etworks: A Multilinkk Approach”, JJ Opt Comm mun Netw, Vo ol 2, No 3, 2010 [7] Salad K,, Haidari F, ““On the perfforman ceo faas imple pack ket rate estim mator”, IEEE//ACS2008 International Conferennce on Compuuter Systems and Applications, Doha, Qatar Q NewYoork, NY, USA A: IEEE.pp.39 92-395, 31 March - April 2008 [8] Vo Viet Minh M Nhat, Le Van Hoa, N Nguyen Hoang g Son, “A mod del of optimal burst assembbly for delay re eduction at ingress OBS O nodes”, T Turkish Journaal of Electricall Engineering & Computer Sciences, 39770-3982, 2017 [9] M Nanddi, A K Turukk, D K Puthhal and S Duttta, “Best Fit Void V Filling A Algorithm in O Optical Burst Switching Networkss”, IEEE Secoond Internatioonal Conferen nce on Emerg ging Trends inn Engineeringg and Technology, 609614, 20099 [10] https://ww ww.isi.edu/nsnnam/ns/ SCHE EDULING ADMISSIO ON CONTR ROL BASE ED ON AR RRIVING B BURST RAT TE PRE EDICTION N IN OBS NETWORK N K Pham Tru ung Duc, Vo Viet Minh Nh hat, Dang Th hanh Chuongg ABSTRACT: A Sccheduling is one of the importaant operations that has a signif ificant influencee on the perform mance of OBS networks n In th he QoS supporrting OBS netw work, schedulinng needs to bee considered with w extra priorrity conditions There have been several proposals p about scheduling addmission controol, which most of them is nsidered in stattic and ideal cconditions The article will examine e the schheduling admisssion control in a dynamic enviironment in which the rate of aarriving burstss is predicted to o control the scheduling s operration effectivetyy Some methodds of arriving bu urst rate predicction is also anaalyzed, compareed and evaluate ed ...138 ĐIỀU KHIỂN CHẤP NHẬN LẬP LỊCH DỰA TRÊN DỰ BÁO TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN TRONG MẠNG… thường chủ động đánh rơi Do đó, lập lịch với điều khiển chấp nhận cần thiết nhằm để dành nhiều tài nguyên cho chùm. .. DỰA TRÊN DỰ BÁO TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN TRONG MẠNG… Gọi 0 tốc độ đến chùm QoS cao 1 tốc độ đến chùm QoS thấp, số kênh cấp phát cho chùm ưu tiên thấp (W1, W1< W) tính tỉ lệ với tốc độ đến hai loại chùm. .. tốc độ chùm đến đề xuất áp dụng số phương pháp ước tính tốc độ đến nhằm nhằm phân phối kênh cách hiệu III ĐIỀU KHIỂN LẬP LỊCH DỰA TRÊN TỐC ĐỘ CHÙM ĐẾN Xét cổng nút mạng OBS mà có luồng chùm đến