Routing Algorithm)
Chương 5: Định tuyến trong mạng MPLS
nguồn - đích khác (s,d). thuật toán này giả thiết có một số nhận định về tiềm năng của các cặp nguồn - đích. Nhận định về tiềm năng của cặp nguồn - đích cho phép định tuyến lưu lượng mới dọc theo các đường dẫn không bị tới hạn bởi yêu cầu trong tương lai, vì vậy nó giảm được các số từ chối yêu cầu kết nối. Nhiễu của một đường dẫn có thểđược định nghĩa như là sự suy giảm giá trị luồng tối đa (maxflow) của một cặp nguồn đích do vấn đề định tuyến trên cùng một LSP của các cặp nguồn đích khác.
Đặt θsd là giá trị luồng tối đa (maxflow) của cặp nguồn đích (s,d) được tính toán sau khi thỏa mãn yêu cầu thiết lập LSP. Mục tiêu tối ưu là:
Maximize Σ θsd
Bên cạnh đó, phải tìm ra lưu lượng của mỗi cặp nguồn đích, thiết lập tuyến
đường với băng thông D và đảm bảo ràng buộc: tổng băng thông của mọi lưu lượng
đi qua mỗi liên kết phải nhỏ hơn băng thông dự trữ của liên kết đó, và tổng lưu lượng đi vào bằng với tổng lưu lượng đi ra mỗi nút của mạng.
Vấn đề trên được giải quyết thông qua thuật toán MIRA: từ thông tin về
dung lượng dự trữ của mọi cung, ta có thể tính toán ra maxflow của mọi cặp nguồn-đích. Với mỗi cặp nguồn-đích, chúng ta tìm ra tập mincut, và những liên kết thuộc về tập đó được gọi là các liên kết tới hạn (critical links). Các critical link có tính chất là nếu chúng ta định tuyến lưu lượng của cặp nguồn-đích đi qua chúng thì maxflow của cặp nguồn-đích sẽ bị suy giảm. Do đó mục tiêu của thuật toán MIRA là tránh đến tối đa việc đi qua các critical link đó. Dưới đây là chi tiết các bước của thuật toán MIRA:
Xét một mô hình G = (N, L), trong đó: N: là tập các nút mạng
L: là tập các cung kết nối
Xét một nút đầu vào (ingress node) a và một nút đầu ra (egress node) b, dung lượng giữa hai nút là D.
• Tính toán giá trị maxflow của tất cả các cặp nguồn đích (s,d) ∈ P\(a,b) (P là tập các cặp nguồn-đích)
Chương 5: Định tuyến trong mạng MPLS
• Tính toán tập các critical link Csd cho các cặp (s,d) ∈ P\ (a,b)
• Tính toán trọng số: ω(l)= ∑ ∈Csd l d s, ): sd ( α với ∀l ∈ L
trong đó α sd được coi là trọng số của cặp (s,d), phản ánh mức quan trọng của (s,d), nó có thểđược tính như sau: θ α sd sd 1 =
• Sử dụng thuật toán Dijkstra để tìm đường đi ngắn nhất trong mạng dựa trên trọng số ω(l)
Dưới đây là một phương pháp để xác định các critical link:
Với mỗi một cặp nguồn đích (s,d) và một cặp đầu vào, đầu ra (i,j), giá trị ngưỡng critical được định nghĩa:
• 0 < R (i,j) ≤ K → (i,j) ∈ Csd (thuộc critical link).
• R (i,j) > K → (i,j) ∈ Csd (không là critical link).
Để minh họa phương pháp này ta xét mô hình sau:
Hình 5.1Minh họa phương pháp xác định Critical link
Ở đây các giá trị trong ngoặc là các giá trị K cần phải tính (chẳng hạn với
đường link từ node 2 đến node 4 giá trị R = 4 là băng thông và giá trị này được cho trước, giá trị K = 13 là giá trị ngưỡng critical, cần phải tính dựa vào các giá trị R). Ta có thể dễ dàng thấy được, với dung lượng đường truyền như trên hình trên thì giá trị maxflow của cặp nguồn đích (1,6) sẽ là 16 đơn vị, từđó ta sẽ tính được các
Chương 5: Định tuyến trong mạng MPLS
giá trị ngưỡng critical K. ví dụ:
- Với đường truyền từ node 1 đến node 2 giá trị K là 2 (vì maxflow của (1,6) là 15 trong khi tốc độ tối đa truyền từ node 1 đến node 6 đi qua node 3 là 13).
- Với đường truyền từ node 1 đến node 3 giá trị K là 9 (vì maxflow của (1,6) là 15, trong khi tốc độ tối đa truyền từ node 1 đến node 6 đi qua node 2 chỉ là 6). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Với đường truyền từ node 3 đến node 5 giá trị K là 11 (vì maxflow của (1,6) là 15, sẽ đi qua 2 con đường là (2,4) hoặc (3,5), trong khi tốc độ tối đa truyền trên (2,4) là 4).
- Với đường truyền từ node 4 đến node 6 giá trị K là 11 (vì maxflow của (1,6) là, trong khi tốc độ tối đa trên (5,6) là 4).
Sau khi tính được các giá trị K ta thấy rằng những đường (2,4), (4,5) và (5,6) có giá trị K lớn hơn R, do đó các đường này là các critical link.
Xét mô hình sau:
Hình 5.2Mô hình minh họa thuật toán MIRA
Trong mô hình này có 3 cặp nguồn đích (S1, D1), (S2, D2), (S3, D3) và tất cả các đường link đều có băng thông là 1 đơn vị. Bây giờ chúng ta có một yêu cầu cần thiết lập một LSP giữa S3 và D3 với băng thông là 1 đơn vị. Nếu sử dụng thuật toán min-hop thì tuyến đường từ S3 đến D3 sẽ là 1-7-8-5, như vậy nếu tuyến này
được thiết lập thì sẽ ngắt hết các tuyến đường từ S1 đến D1 cũng như từ S2 đến S2. Khi sử dụng thuật toán MIRA, ta thấy giá trị maxflow của (S1,D1), (S2,D2),
Chương 5: Định tuyến trong mạng MPLS
(S3,D3) sẽđều là 1. Như vậy trên đường từ node 7 đến node 8 giá trị ngưỡng K sẽ
là 1 do đó (7,8) sẽ là một critical link. Do vậy trong trường hợp này tuyến đường từ
S3 đến D3 sẽ đi theo đường 1-2-3-4-5 (đây không phải là một critical link), tuyến
đường 7-8 sẽđược dành cho (S1,D1) và (S2, D2).