Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 7 - Lưu Đức Trung

Bài giảng Mạng máy tính (Computer Network): Chương 7 - Lưu Đức Trung cung cấp đến học viên các kiến thức về định tuyến, định tuyến trong chuyển mạch tương tự, định tuyến trong chuyển mạch gói, định tuyến thay thế, thời gian và địa điểm ra quyết định định tuyến,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

MẠNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK) Chương 7 – Định tuyến 7.1 Định tuyến trong chuyển mạch tương tự Đa số các kết nối đi qua ít nhất một bộ chuyển mạch Cần định tuyến Tính hiệu quả Ổn định/đàn hồi Có 2 cách định tuyến Static routing: ln chỉ dùng một phương pháp Dynamic routing: ln thay  đổi tùy theo tình trạng của  mạng Định tuyến thay thế Các tuyến đường có thể giữa các tổng đài được xác định sẵn Bộ switch xuất phát tự chọn một đường phù hợp Danh sách các tuyến được liệt kê có thứ tự Vào các thời điểm khác nhau, tập các tuyến được sử dụng có  thể khác nhau Sơ đồ tìm đường thay thế 7.2 Định tuyến trong chuyển mạch gói Định tuyến: một khía cạnh quan trọng và phức tạp trong các  mạng chuyển mạch gói Các đặc trưng địi hỏi Tính chính xác (Correctness) Tính đơn giản (Simplicity) Tính mạnh (Robustness) Tính ổn định (Stability) Tính cân bằng (Fairness) Tính tối ưu (Optimality) Tính hiệu quả (Efficiency) Các tiêu chuẩn thi hành Được sử dụng để định tuyến Số chặng chuyển mạch tối thiểu Chi phí thấp nhất → Các thuật tốn cơ bản Thời gian và địa điểm ra quyết định định tuyến Thời gian Dựa vào gói tin hoặc mạch ảo Địa điểm Phân tán: Từng nút tự quyết định Tập trung Nguồn phát tin tự tìm (độc lập) Nguồn thơng tin và thời điểm cập nhật thơng tin Thường (khơng phải ln) các quyết định định tuyến dựa trên  thơng tin có được từ mạng Với chính sách định tuyến phân tán Các nút sử dụng các thơng tin tại chỗ Cũng có thể thu thập từ các nút xung quanh Hoặc lấy từ các nút trên đường đi dự tính Với chính sách định tuyến tập trung Lấy thơng tin từ mọi nút Thời điểm cập nhật thơng tin  Khi nào các nút đã cập nhật (định kỳ) Cố định ­ khơng cần cập nhật Thích nghi – liên tục cập nhật 7.3 Các chính sách định tuyến Cố định ­ Fixed Làm ngập ­ Flooding Ngẫu nhiên ­ Random Thích nghi – Adaptive Định tuyến cố định ­ Fixed Routing Tìm sẵn một đường đi cho mỗi cặp nguồn ­ đích Xác định các tuyến bằng thuật tốn chi phí thấp nhất Từng tuyến khơng đổi, chừng nào mà topo mạng khơng thay  đổi Làm ngập ­ Flooding Khơng cần thơng tin mạng Một gói tin được gửi từ nút nguồn tới các nút láng giềng Gói tin được truyền đi tới các nút khác trừ đường đến Sau cùng một số bản sao gói tin sẽ đến đích Từng gói tin được đánh số  (duy nhất)nên các gói trùng lắp  được bỏ đi → Các nút đều có khả năng “nhớ” các gói tin đã nhận  và truyền → Tránh q tải Có thể sử dụng giá trị đếm số bước đi trong gói tin Các tính chất làm ngập Tất cả các đường đi có thể đều được thử: là một chiến lược  rất mạnh Sẽ có ít nhất một gói tin với ít bước chuyển nhất và nó được  dùng để khởi tạo một mạch ảo Tất cả  các nút mạng đều được thăm: rất hữu ích cho chiến  lược thu thập thơng tin mạng theo hình thức phân tán Định tuyến ngẫu nhiên Mỗi nút chọn cho mình một đường ra để  truyền lại gói tin  thăm dị nhận được Cách chọn có thể ngẫu nhiên hoặc xoay vịng Có thể chọn đường ra dựa vào tính tốn xác suất Khơng cần có thơng tin mạng Tuyến đường tìm được thường khơng có chi phí thấp nhất và  cũng khơng phải đường có số chặng chuyển mạch ít nhất Định tuyến thích nghi Được sử dụng trong hầu hết các mạng chuyển mạch gói Các quyết định định tuyến dựa trên các thay đổi của mạng Sự cố → thay đổi topo Nghẽn Cần phải có thơng tin mạng, thường xun Việc ra quyết định rất phức tạp Khối lượng tính tốn nhiều và định tuyến tốt nhất  →  Cần  phải lựa chọn tiêu chuẩn cân bằng các yếu tố Phản ứng với thay đổi mạng rất nhanh → hiện tượng dao  động Phản ứng q chậm → vơ ích Ưu nhược điểm của định tuyến thích nghi Cải thiện hiệu năng thi hành của mạng Có khả năng ngăn ngừa nghẽn mạng Hệ thống phức tạp 7.4 Các thuật tốn chi phí thấp nhất Là nền tảng của chính sách định tuyến Có thể là số chặng tối thiểu Có thể dựa trên trọng số Cho một mạng, đẳng hướng gồm các nút mạng và liên kết  giữa chúng Mỗi liên kết có một trọng số theo mỗi hướng Chi phí đường đi là tổng chi phí đến nút khởi hành cộng với  chi phí đến nút kết thúc Chi phi liên kết có thể khác nhau theo các hướng, chẳng hạn  do chiều dài hàng đợi theo mối chiều là khác nhau Nhiệm vụ: định tuyến đi ngắn nhất cho mỗi cặp nút Dijkstra’s Algorithm Định tuyến đi ngắn nhất từ nút nguồn đến nút đích Phương pháp: triển khai đường đi theo chiều dài tăng dần Gọi : N = Tập các nút mạng s = Nút nguồn T =Tập các nút đã được chấp nhận làm đường đi trước  w(i, j) = chi phí từ nút i đến nút j w(i, i) = 0 w(i, j) = ∞ Nếu 2 nút khơng có đường đi trực tiếp w(i, j) ≥ 0  Nếu có đường đi trực tiếp L(n) = Tổng chi phí từ nút nguồn tới nút n Tại điểm đến, L(n) là chi phí thấp nhất cần tìm Bước 1 [Bắt đầu]  T = {s} Nút nguồn được đưa vào tập T L(n) = w(s, n)   với n ≠ s Bước 2 [Chọn nút tiếp theo] Tìm nút lân cận chưa có trong T có chi phí đi từ  s thấp  Đưa nút tìm được vào tập T  Đồng thời sáp nhập đường đi tới nó Bước 3 [Cập nhật chi phí] L(n) = min[L(n), L(x) + w(x, n)] với mọi n Ï T Nếu L(x) + w(x, n) nhỏ hơn L(n), thì đường đi từ  s tới n  là đường từ s tới x nối với đường từ x tới n  Thuật toán kết thúc khi tất cả các nút mạng đã được đưa vào  T ... Tính? ?chính xác (Correctness) Tính? ?đơn giản (Simplicity) Tính? ?mạnh (Robustness) Tính? ?ổn định (Stability) Tính? ?cân bằng (Fairness) Tính? ?tối ưu (Optimality) Tính? ?hiệu quả (Efficiency) Các tiêu chuẩn thi hành... Sơ đồ tìm đường thay thế 7. 2 Định tuyến trong chuyển mạch gói Định tuyến: một khía cạnh quan trọng và phức tạp trong các  mạng? ?chuyển mạch gói Các đặc trưng địi hỏi Tính? ?chính xác (Correctness) Tính? ?đơn giản (Simplicity)... Được sử dụng trong hầu hết các? ?mạng? ?chuyển mạch gói Các quyết định định tuyến dựa trên các thay đổi của? ?mạng Sự cố → thay đổi topo Nghẽn Cần phải có thơng tin? ?mạng,  thường xun Việc ra quyết định rất phức tạp Khối lượng? ?tính? ?tốn nhiều và định tuyến tốt nhất