PHÂN TÍCH và ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG một số cơ CHẾ điều KHIỂN TRÁNH tắc NGHẼN tại nút lõi TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẶNG THANH CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC HÀ NỘI – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẶNG THANH CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG Chuyên ngành: BẢO ĐẢM TOÁN HỌC CHO MÁY TÍNH VÀ HỆ THỐNG TÍNH TOÁN Mã số: 62.46.35.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:   HÀ NỘI – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam    12 3 Tác giả Đặng Thanh Chương LỜI CÁM ƠN ò   Tôi G   liên quan        . Con òyêu    và Con gái, Con trai   â Khoa CNTT, Khoa Toán n án. i MỤC LỤC  i  iv DANH M v  viii  xi  1  NG QUAN 5 1.1.  5 1.1.1.  6 1.1.2.  6 1.1.3.  7 1.2.  7 1.2.1.  7 1.2.2.  8 1.2.3.  11 1.2.3.1.  11 1.2.3.2.  13 1.2.3.3.  14 1.2.3.4.  15 1.2.3.5.  16 1.3.  21 1.3.1.  21 1.3.2.  22 1.3.3.  24 1.4.  25    26 2.1.  26 2.2.  27 2.3. Mô hình  29 2.3.1  29 2.3.2  30 ii 2.4.  31 2.5.   33 2.5.1.  33 2.5.2.  35 2.5.3.  38 2.6.  . 41 2.6.1.   41 2.6.2.  45 2.6.3.  46 2.7.  49 2.7.1. Mô hình phân tích 49 2.7.2.  54 2.8.  56    57 3.1.  57 3.2.  58 3.2.1.   59 3.2.2.  72 3.3.   78 3.3.1.  78 3.3.2.  79 3.3.3.   83 3.3.4.  83 3.3.5.  87 3.4.  90   QUÁT (GI) HAY NON-POISSON 91 4.1.  91 4.2.  -Poisson 91 4.2.1.  92 4.2.2. - 93 iii 4.2.3. lng   95 4.2.4. ng hc bit vi quá trình n là quá trình Poisson ngt 96 4.2.5.  99 4.3.  103 4.3.1.  103 4.3.2. Mô hình phân tích 104 4.3.3.  105 4.3.4.  108 4.3.5. Phân tích kt qu 112 4.4. Kt lu 115  116  118  120 iv DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ     Burst  Burst Loss Probability  Blocking Probability  Caried traffic mang Deflection Routing  Infinitesimal generator matrix Ma  Lightpath Kênh quang Loss system  Mean Delay  Mean value  Mixed loss delay system -  Multi-dimensional traffic model  Offset time )   Overflow traffic  Quality of Service  Offered traffic  Renewal process   Traffic  Deflection Traffic  Non-Deflection Traffic  Traffic load  Variance value p v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT   Ký    AONs All-Optical Networks  BCP Burst Control Packet  CCG Control Channel Group  CWC Complete Wavelength Conversion  DB Data Burst  DRNP Deflection Routing without Priority   DRWP Deflection Routing with Priority  tiên DRPF Deflection Routing with Priority and FDL   DRND -   DCG Data Channel Group  ERT Equivalent Random Theory  FCFS First Come First Service  FDL Fiber Delay Line  FWC Full Wavelength Conversion   GoS Grade of Service  GI General Independent distribution (renewal process)   GMPLS Generalized Multiprotocol Label Switching  quát IP Internet Protocol  IPP Interrupted Poisson Process Quá trì JET Just Enough Time Giao   vi  LAUT Lastest Available Unscheduled Time   LCFS Last Come First Service  LRWC Limited Range Wavelength Conversion C  LSPIL Limited Share-per-in-Link C  SPIL M Markovian (Poisson process (or random) arrival process)  Markovian (Exponential service time)  MMPP Markov Modulated Poisson Process  NFWC Non-Full Wavelength Conversion   OBS Optical Burst Switching  OBSNs Optical Burst Switching Networks  OCS Optical Circuit Switching  OEO Optical-to-Electrical-to-Optical  --quang OPS Optical Packet Switching  OPSNs Optical Packet Switching Networks gói quang OTN Optical Transport Network  OXC Optical Cross Connect  quang PASTA Poisson arrivals see time average  PSPIL Partial Share-per-in-Link sóng  PLSPIL Partial Limited Share-per-in-Link sóng   PWC Partial Wavelength Converters sóng (C   [...]... thuyết hàng đợi – mô hình Markov và non-Markov) nhằm mô hình hoá một số cơ chế điều khiển tránh tắc nghẽn tại nút lõi mạng chuyển mạch chùm quang Từ đó, phân tích, đánh giá, so sánh hiệu quả hoạt động của các cơ chế điều khiển tránh tắc nghẽn đề xuất dựa trên xác suất mất chùm (xác suất tắc nghẽn) tại mỗi nút lõi OBS, với các cơ chế đã được đề xuất trước đây 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng... hóa các cơ chế điều khiển tránh tắc nghẽn tại nút lõi mạng OBS với các kiến trúc nút lõi khác nhau; trên cơ sở đó đánh giá hiệu năng nút lõi mạng thông qua các độ đo hiệu năng phù hợp, như xác suất tắc nghẽn (hay xác suất mất chùm) , độ trễ chùm Các mô hình phân tích trong Luận án tập trung thực hiện tại nút lõi OBS với một hoặc nhiều cổng ra với nhiều kiến trúc khác nhau theo các tài nguyên nút mạng như... hiệu năng của mạng 1.2.3.3 Báo hiệu chùm Trong mạng chuyển mạch chùm quang, trước khi một chùm được gửi tới một nút lõi, một tiến trình báo hiệu được thực hiện trước để đặt trước tài nguyên (reservation of resources) và cấu hình bộ chuyển mạch quang tại mỗi nút đó sao cho phù hợp với chùm dữ liệu tương ứng Tiến trình báo hiệu trong mạng chuyển mạch chùm quang được thực hiện bởi các gói điều khiển và. .. công nghệ quang hiện tại 1.3 Đánh giá hiệu năng trong mạng chuyển mạch chùm quang 1.3.1 Đặt vấn đề Tương tự như mạng chuyển mạch gói OPS, sự mất chùm, thường xuất hiện do có sự tranh chấp giữa các chùm tại cổng ra, được xem là vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến hiệu năng của mạng OBS Do đó, nó là yếu tố cần thiết để xây dựng các mô hình phân tích nhằm đánh giá hiệu năng mạng chuyển mạch chùm quang thông... chuẩn bị truyền một chùm dữ liệu, nó sẽ gửi một gói điều khiển đi trên một bước sóng riêng tới nút lõi Gói điều khiển thực hiện việc báo hiệu, cấu hình các chuyển mạch tại nút lõi để chuyển chùm từ cổng vào đến cổng ra và giải quyết xung đột nếu xảy ra Kiến trúc tổng quát một nút biên vào và nút lõi OBS được chỉ ra ở Hình 1.3 và Hình 1.4, một cách tương ứng Nút biên vào (Hình 1.3) có chức năng sắp xếp... các mạch quang tích hợp được chuyển mạch có lựa chọn từ một mạch này tới một mạch khác Sự phát triển của mạng quang WDM có thể được phân loại như Hình 1.1 [32][63][73] Mạng chuyển mạch gói quang Mạng lưới chuyển mạch chùm quang Mạng vòng chuyển mạch chùm quang AONs Mạng lưới định tuyến bước sóng Mạng vòng định tuyến bước sóng Mạng WDM điểm-điểm Yêu cầu OEO Thời gian Hình 1.1 Sự phát triển của mạng quang. .. mạng chuyển mạch chùm quang bao gồm các nút chuyển mạch chùm quang kết nối với nhau thông qua các sợi cáp quang Mỗi sợi quang có khả năng hỗ trợ các kênh đa bước sóng Như được trình bày ở Hình 1.2, các nút trên mạng chuyển mạch chùm quang có hai kiểu: nút biên và nút lõi Nút biên được xem như là giao diện giữa miền điện tử và miền quang Nút biên có thể là nút biên vào hoặc là nút biên ra Nút biên vào... của mạng chuyển mạch chùm quang Một nút OBS bao gồm cả 2 phần: quang và điện Phần quang là các bộ ghép/tách bước sóng (multiplexer/demultiplexer) và chuyển mạch quang (optical cross-connect) Phần điện có các mô-đun vào/ra, điều khiển định tuyến và lập lịch Đơn vị chuyển mạch quang điều khiển các chùm dữ liệu từ một cổng vào và ra một cổng tương ứng với đích đến của chúng Khi một nút biên vào chuẩn... thực thi trong mạng Tóm lại, SCU có trách nhiệm phân tích gói điều khiển, lập lịch, phát hiện và giải quyết tranh chấp (nếu có), tra cứu bảng chuyển tiếp, điều khiển ma trận chuyển mạch và điều khiển chuyển đổi bước sóng (nếu có trang bị bộ chuyển đổi bước sóng) Trong trường hợp chùm đến OXC trước gói điều khiển của nó, chùm sẽ bị loại bỏ [32] 1.2.3 Cơ chế hoạt động trong mạng chuyển mạch chùm quang 1.2.3.1... chùm Tập hợp chùm là quá trình tập hợp các gói tin điện tử và đóng gói thành chùm tại nút biên vào của mạng chuyển mạch chùm quang Tất cả gói đến sẽ chuyển đến hàng đợi tùy theo đích của chúng như trình bày trong Hình 1.5 Một giá trị ngưỡng được sử dụng như một tham số giới hạn để quyết định khi nào tạo ra một chùm và gởi chùm vào trong mạng [20][32] Gói điều khiển Burst dữ liệu Tập hợp burst Gói điều . PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG . PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TRÁNH TẮC NGHẼN TẠI NÚT LÕI TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG