CHẤT LƯỢNG DICH VỤ TRONG MẠNG IP TRấN WDM 4.1 GIỚI THIỆU
4.4.2Mụ hỡnh QoS dựa trờn thời gian offset và FDL
4.4.2.1 Giới thiệu
Trước khi đi vào tỡm hiểu mụ hỡnh QoS dựa trờn thời gian trễ offset (offset- time-based), chỳng ta cựng nhớ lại cỏch cỏc tài nguyờn (bước súng, bộđệm FDL) được chiếm giữ trong cỏc mạng OBS khụng hỗ trợ QoS. Trong hệ thống mạng này, khụng cú lưu lượng nào được đặt mức ưu tiờn cao hơn và nú sẽ tuõn theo giao thức JET đó núi
đến trong phần 2.2.3.4. Tại bộ định tuyến biờn nguồn, một khoảng thời gian offset cơ
sở được tớnh dựa trờn tổng thời gian xử lý (δìL) gúi tin điều khiển trờn tuyến truyền
đến bộ định tuyến biờn đớch. Nguyờn lý cơ bản là gúi tin điều khiển sẽ được gửi đi trước trong khi chựm quang dữ liệu tương ứng sẽ chờ tại bộ định tuyến biờn nguồn trong khoảng thời gian offset cơ sở này. Sau khi gúi tin điều khiển được xử lý tại mỗi OSN để thiết lập một tuyến toàn quang, chựm quang dữ liệu sẽ được truyền đi theo tuyến đó được thiết lập trước này.
Với mạng OBS cú hỗ trợ QoS, một khoảng thời gian offset “bổ xung” ngoài khoảng thời gian cơ sở sẽ cần phải được xỏc định. Gúi tin điều khiển mang tổng giỏ trị
thời gian offset (là thời gian offset cơ sở cộng với thời gian offset bổ xung) cựng với cỏc thụng tin khỏc nhưđịa chỉđớch, độ dài chựm quang (theo thời gian). Việc xử lý gúi tin điều khiển tại mỗi OSN trung gian sẽ giỳp chiếm sẵn một bước súng tại liờn kết đầu ra mong muốn. Sự chiếm giữđược thực hiện từ thời điểm chựm quang đến cho đến khi chựm quang truyền qua hết. Nếu như khụng cú bước súng nào khả dụng tại thời điểm
đú, chựm quang dữ liệu sẽ bị chặn và một FDL sẽ bị chiếm giữ. Chỳ ý rằng trong OBS, vỡ thời gian chiếm giữ của tất cả cỏc bước súng đều được biết trước nờn thời gian chặn của chựm quang cũng được xỏc định một cỏch dễ dàng. Dựa vào thời gian chặn này, một FDL cú độ dài phự hợp sẽđược lựa chọn để sử dụng cho chựm quang bị chặn. Nếu như thời gian chặn dài hơn thời gian trễ tối đa B, sẽ khụng cú FDL nào bị chiếm và chựm quang dữ liệu sẽ bị bỏ mà khụng cần phải chờ bất kỳ bộđệm khả dụng nào. Để
cho thuận tiện, từ nay trở đi ta giả sử rằng thời gian offset cơ sở là khụng đỏng kể so với thời gian offset bổ xung và gọi chung là thời gian offset.[13]
4.4.2.2 Cài đặt cỏc FDL trong OBS cú ưu tiờn
Trong phần này chỳng ta cựng tỡm hiểu cỏch cài đặt hệ thống dựa thời gian trễ offset trong mạng OBS hỗ trợ QoS cựng với cỏc FDL. Để cho đơn giản, chỳng ta giả sử cú hai lớp lưu lượng, gọi là lớp 0 và lớp 1, trong đú lớp 1 cú độưu tiờn cao hơn lớp 0.
Đểđảm bảo lớp 1 cú mức ưu tiờn cao hơn trong việc chiếm giữ tài nguyờn (bước súng, FDL), một khoảng thời gian offset bổ xung ký hiệu là được gỏn cho lưu lượng lớp 1.
Đểđơn giản ta coi hệ thống bao gồm một bước súng đơn và một đường trễ quang FDL cung cấp một giỏ trị độ trễ nằm trong khoảng từ 0 đến B. Hỡnh 4.13 mụ tả lý do tại sao nếu cú thờm thỡ yờu cầu của lớp 1 lại cú mức ưu tiờn cao hơn so với lớp 0 khi chiếm giữ tài nguyờn. Gọi là thời gian đến của một yờu cầu lớp i, ký hiệu là req(i), và là thời gian bắt đầu dịch vụ, tức là thời gian đến của chựm quang dữ liệu tương ứng. Độ
dài chựm quang của lớp iđược ký hiệu là li. Do đú ta cú: = + và
Bõy giờ chỳng ta cựng xem cỏch thức phõn tỏch (isolation) hai lớp lưu lượng khi chỳng đặt trước tài nguyờn bằng cỏch thời gian offset bổ xung. Nú được chia làm hai phần: phõn tỏch trong đặt trước bước súng và phõn tỏch trong đặt trước FDL.
- Nếu giả sử rằng khi req(0) đến tại thời điểm (= ), ta cú thể thấy trong hỡnh 4.13(a) chỉ cú bước súng dữ liệu bị chiếm bởi một chựm quang đến sớm. Do đú, chựm quang tương ứng với req(0) cần phải bị làm trễ một khoảng thời gian . Nếu , đường trễ quang FDL sẽ được dành riờng cho chựm quang thuộc lớp 0 trong khoảng thời gian từ đến l0, như minh họa trong hỡnh 4.13b, và bước súng sẽđược sử dụng trong khoảng thời gian từ + đến + +l0
như minh họa trong hỡnh 4.13a. Sau đú, yờu cầu req(1) được giả sử là sẽđến tại thời điểm (sau ) và cố gắng chiếm bước súng cho chựm quang dữ liệu thuộc lớp 1 tương ứng. Từ hỡnh 4.13a ta cú thể nhận thấy req(1) sẽ được gỏn một bước súng do thời gian trễ offset bổ xung đủ dài và = + > + + . Cần lưu ý rằng nếu như req(1) đến sớm hơn req(0) như trong hỡnh 4.13c thỡ req(1) sẽ chiếm dụng bước súng trong khoảng thời gian từ đến +l1 theo phương phỏp đặt trước bị trễ nhưng req(0) thỡ khụng. Điều này chỉ ra rằng dữ liệu lớp 1 cú thể được phõn biệt với lớp 0 trong vấn đề đặt trước bước súng bằng cỏch sử dụng thời gian offset “bổ xung”.
- Tương tự như vậy, hỡnh 4.13b mụ tả sự phõn tỏch trong vấn đề chiếm dụng FDL bằng cỏch sử dụng thời gian trễ offset “bổ xung”. Cụ thể là, ta cú thể giả sử
req(0) đó đặt trước FDL như mụ tả ở trờn, và khụng đủ độ lớn (
), nờn kết quả là làm cho req(1) bị chặn trong việc đặt trước bước súng và do đú cần phải chiếm FDL để làm trễ chựm quang dữ liệu lớp 1 tương ứng. Trong trường hợp này, req(1) sẽđặt trước thành cụng FDL với yờu cầu trong đú đủ dài để đảm bảo do phần đầu của chựm quang lớp 1 sẽđi vào FDL sau khi đuụi của chựm quang lớp 0 đi vào. Mặt
khỏc, nếu < thỡ req(1) sẽ khụng đặt trước FDL thành cụng và do đú chựm quang lớp 1 sẽ bị loại bỏ. Chỳ ý rằng nếu như req(1) đến trước thỡ nú cú thể đặt trước FDL, nhưng req(0) sẽ bị chặn (và bị loại bỏ) khi < < nhưng
hoặc khi .
Từ những phõn tớch trờn cho ta thấy rằng dữ liệu lớp 1 cú thểđược phõn tỏch từ lớp 0 trong vấn đề đặt trước FDL và trong vấn đề đặt trước bước súng bằng cỏch sử dụng thời gian trễ offset bổ xung phự hợp, để lớp 1 cú mức ưu tiờn cao hơn lớp 0. Núi cỏch khỏc, do dữ liệu lớp 0 cú mức ưu tiờn thấp trong vấn đề đặt trước tài nguyờn nờn cỏc chựm quang dữ liệu lớp 0 sẽ cú xỏc suất bị chặn (và mất) cao hơn.
4.4.2.3 Tớnh toỏn thời gian trễ cần thiết
Trong phần này chỳng ta sẽ thực hiện một số đỏnh giỏ về thời gian trễ cần thiết trong việc phõn tỏch lớp khi đặt trước bước súng và đặt trước cỏc FDL.
Chỳng ta giả sử trong trường hợp tổng quỏt cú n lớp dữ liệu (n > 1). Gọi ti,j > 0 là giỏ
trị khỏc nhau của thời gian trễ gỏn cho lớp i và lớp j , ti,j = - , trong đú 0 ≤ j < i ≤
n – 1 và 0 ≤ Ri,j ≤ 1 biểu thị rằng xỏc suất gúi tin req(i) sẽ bị chặn do gúi tin yờu cầu req(j) đến sớm hơn. Do vậy chỳng ta cú thể định nghĩa là ti,j và Ri,j lần lượt là khoảng chờnh lệch thời gian offset và mức độ khỏc biệt. Nhưđó đề cập đến ở trong phần trước,
để phõn tỏch hoàn toàn lớp i từ lớp i -1 (ở đõy Ri,i-1 = 0) trong việc đặt trước FDL thỡ giỏ trịti,i-1 cần phải lớn hơn độ dài lớn nhất của chựm quang thuộc lớp i-1 bởi vỡ trường hợp xấu nhất là khi ≈ . Tương tự như vậy, trong vấn đề đặt trước bước súng thỡ giỏ trị ti,i-1 cần phải lớn hơn tổng giỏ trị của B và giỏ trị độ dài chựm quang lớn nhất thuộc lớp i-1 vỡ trường hợp xấu nhất xảy ra khi ≈ và cú thể lớn hơn B.
Trong việc đặt trước FDL, mối quan hệ giữa Ri,i-1 và ti,i-1 chỉ phụ thuộc vào sự phõn phối của độ dài chựm quang của lớp i-1. Khi chỳng ta coi độ dài của lớp i-1 tuõn theo một phõn bố hàm mũ với giỏ trị trung bỡnh là Li-1 thỡ xỏc suất một chựm quang lớp i-1
cú độ dài nhỏ hơn một giỏ trị t cho trước là (1 - ), trong đú = 1/Li-1. Cho một chựm quang lớp i sẽ khụng bị chặn khi độ dài của chựm quang lớp i-1 đến trước khụng lớn hơn ti,i-1, ta cú: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ri,i-1 = (1- , ) hoặc , = = -ln(1-Ri,i-1)ìLi-1
Trong vấn đề đặt trước bước súng, một chựm quang thuộc lớp i sẽ khụng bị chặn chừng nào mà độ dài của chựm quang lớp i-1 khụng vượt quỏ giỏ trịti,i-1 – B. Do đú, ta cú:
Ri,i-1 = (1- , )
hoặc , = = -ln(1-Ri,i-1)ìLi-1 + B
Bảng 4.1 trỡnh bày một số giỏ trị của ti,i-1 cần để đạt giỏ trị Ri,i-1 cho trước trong vấn đề đặt trước FDL và đặt trước bước súng.
Bảng 4.1 Mức độ phõn biệt và chờnh lệch thời gian offset