3.2. Các cơ chế thực hiện mở rộng QoS cho OSPF
3.2.2. Thông báo thông tin trạng thái liên kết
với h là số chặng trong đường dẫn thiết lập cho kết nối.
3.2.2. Thông báo thông tin trạng thái liên kết
Giả sử rằng mỗi router duy trì một cơ sở dữ liệu cập nhật của topo mạng, bao gồm trạng thái hiện tại (băng thông khả dụng) của mỗi liên kết. Việc phân bố thông tin trạng thái (metric) liên kết được dựa trên các cơ chế OSPF mở rộng. Trong điều kiện lý tưởng nhất, mong muốn các router tổng hợp được hầu hết băng thơng có sẵn hiện tại trên tất cả các liên kết trong mạng, để chúng có thể đưa ra quyết định chính xác nhất con đường được lựa chọn. Lúc đó có các
bản cập nhật rất thường xuyên, ví dụ gần như mỗi khi băng thông khả dụng của một liên kết thay đổi, thứ không thường xuyên kéo dài và cũng khơng thực tế. Ngồi ra, người ta có thể lựa chọn một cơ chế đơn giản dựa trên các thông tin cập nhật định kỳ, nơi mà chu kỳ của việc cập nhật được xác định dựa trên một tải trọng tương ứng chấp nhận được trên mạng và các router. Nhược điểm chính của cách tiếp cận như vậy là sự thay đổi lớn trong các băng thơng có sẵn trên một liên kết có thể vẫn chưa được biết trong một chu kỳ đầy đủ, và do đó, dẫn đến nhiều quyết định định tuyến khơng chính xác.
Một thay thế tốt hơn là sử dụng một cơ chế cập nhật đơn giản, một cơ chế cố gắng để điều hịa độ chính xác của thông tin trạng thái liên kết với sự cần thiết cho quá tải có thể nhỏ nhất. Như một sự phối hợp có thể được cụ thể hóa và tinh chỉnh bằng nhiều cách khác nhau, một số trong đó được thảo luận dưới đây.
Giả sử rằng mỗi nút gửi một thông điệp thông báo trạng thái liên kết (LSA) chỉ khi tỉ số giữa giá trị hiện tại b của một liên kết và giá trị báo cáo cuối cùng ở bên trên (hoặc bên dưới) ngưỡng, giả sử là 2. Điều này có nghĩa là, khi một tuyến đường với vài đơn vị (unit) băng thơng được tìm kiếm, các liên kết với các giá trị băng thông thông báo trên 2b là “các dự đốn an tồn”, với những giá trị thấp hơn b/2 sẽ được loại trừ, và tất cả phần cịn lại có thể cung cấp băng
thông yêu cầu với các mức độ khác nhau của sự chính xác. Điều đó nghĩa là, một mục tiêu thứ ba được thêm vào hai mục tiêu tiêu chuẩn của băng thơng và tổng số chặng, đó là độ chính xác. Sự hợp nhất của nó trong q trình lựa chọn đường dẫn có thể được xử lý với các mức độ khác nhau của sự phức tạp và sự tinh sảo.
3.2.2.1. Phương pháp xác suất (1)
Giá trị băng thông của một liên kết l là một biến ngẫu nhiên nhận các giá
trị trong khoảng ( / 2, 2 )bl bl với bl là giá trị đã thông báo cuối cùng. Bằng việc tạo ra một vài giả thuyết về sự phân bố xác suất của các giá trị này, ví dụ các phân bố đều, người ta có thể tính tốn cho mỗi yêu cầu băng thông b xác suất thành
công của một liên kết l, gọi là P bl( ), và sau đó chạy thuật toán BF trên số liệu
l
{ }w , với wl log( ( ))P bl . Tuy nhiên, vấn đề ở đây là một đường dẫn khác sẽ được tính tốn cho mỗi giá trị băng thông b. Do đó việc phân tích cho phương
pháp này rất phức tạp trong trường hợp các tuyến đường được tính tốn trước. Vậy thì, ta sẽ xem xét một phương pháp đơn giản hơn.
Ở đây, ta chạy thuật tốn BF tiêu chuẩn, được mơ tả trong (3.1), có được như một đầu ra một bảng định tuyến QoS với α nằm trong khoảng 0.5 1, là một tham số chỉ ra “risk proneness - hiểm” của người ra quyết định (giá trị càng thấp, ‘trạng thái nguy hiểm” càng cao). Thật vậy, cho HR là một tham số chỉ ra bao nhiêu chặng người ra quyết định sẵn sàng đánh đổi lấy sự an tồn. Sau đó, khi một yêu cầu kết nối phù hợp với giá trị b của băng thông, thực hiện như sau:
Từ bảng định tuyến, có được hmin là số chặng tối thiểu của một tuyến đường với băng thông nhỏ nhất là αb
Từ bảng định tuyến, có được hmax, số chặng tối đa của một tuyến đường an tồn, nghĩa là với băng thơng nhỏ nhất là 2b
Nếu hmin HR hmax: chọn tuyến đường an toàn
Nếu khác: từ bảng, chọn tuyến đường có băng thơng lớn nhất trong số những tuyến đường có hmin HR chặng.
3.2.2.3. Chi tiết hóa phương pháp (3)
Một vấn đề chính của phương pháp đơn giản trên là tiềm ẩn khả năng các tuyến đường tốt không được để ý đến. Một ví dụ đơn giản, xem xét 2 đường dẫn giữa nguồn và đích: đường dẫn thứ nhất có hai liên kết với 10 đơn vị băng thơng, đường dẫn thứ hai có ba liên kết, hai trong số đó là 20 đơn vị băng thông và liên kết còn lại với 10 đơn vị băng thông. Giả sử rằng, một yêu cầu kết nối với 10 đơn vị băng thông đang được xử lý. Theo phương pháp đơn giản, ta sẽ không tạo một chú giải cho đường dẫn thứ hai, khi nó cho băng thông tương tự như đường dẫn đầu tiên nhưng với số chặng nhiều hơn. Tuy nhiên, đường dẫn thứ hai có độ mạo hiểm ít hơn, do đó có thể sẽ là khơn ngoan hơn khi chọn nó. Cách tiếp cận sau diễn giải vấn đề này.
Cho K
b b
b1 2 ... với K M là các giá trị băng thông khác nhau tương ứng với thông báo cuối cùng cho mỗi liên kết (như trước, M dùng để chỉ số của các
liên kết). Các bước sau đây được thực hiện cho mỗi i
b , 1iK:
Xóa các liên kết “cấm”, nghĩa là xóa những liên kết với băng thơng nhỏ hơn 0.5bi
Chỉ định “giá” 0 cho một liên kết “an toàn”, nghĩa là, liên kết với băng thơng ít nhất là 2bi, và 1 cho tất cả các liên kết khác, nghĩa là các liên kết với băng thông thông báo trong phạm vi 0.5bi ~ 2bi.
Kết quả là, nhận được một bảng cho từng giá trị băng thông (quan tâm) và cho từng số các chặng h, với đường dẫn có khơng nhiều hơn h chặng mà có số các liên kết khơng an tồn nhỏ nhất (và số các liên kết an toàn lớn nhất) đối với giá trị băng thơng. Sau đó, khi có một kết nối phù hợp với yêu cầu băng thông là
b đơn vị, nghĩa là b(i1) bbivới 1iK, người ra quyết định có thể xác định các tùy chọn khác nhau cho sự trả giá giữa độ an toàn và số chặng cho giá trị băng thông là i
b , và chọn đường dẫn tương ứng theo cảm nhận của nó về sự cân bằng giữa hai tiêu chuẩn đó.
Phương pháp này là phức tạp về cả thời gian chạy và kích thước bảng, là
M lần lớn hơn so với một thuật toán BF tiêu chuẩn. Phương pháp sau đây nhằm
giải quyết các vấn đề của phương pháp đơn giản (2), nhưng không phức tạp như trong (3).
3.2.2.4. Giảm sự phức tạp của phương pháp (3)
Biểu thị bởi bmax là giá trị lớn nhất mà một băng thơng kết nối có thể đạt
được. Khi các giá trị băng thông thông báo tăng lên theo cấp số nhân, ví dụ như với cơ số bằng 2, thuật toán đưa ra dự đoán hạn chế phạm vi được cho phép để có thể được thông báo chuỗi tăng lên theo cấp số nhân của ngưỡng, gọi là 1, 2, 4…. Ví dụ, về ngun tắc một thơng điệp thông báo trạng thái liên kết được ban hành chỉ khi một ngưỡng mới được vượt qua, và rồi thông điệp thông báo trạng thái liên kết sẽ thông báo ngưỡng gần nhất với giá trị băng thông hiện thời. Bằng cách này, tỷ lệ giữa các giá trị băng thông thực tế và các giá trị băng thông thông báo được giữ trong phạm vi 0.5…2. Tuy nhiên, số các giá trị thông báo khác nhau, K, bây giờ trở thành 0(log(bmax)) nhỏ hơn là 0(M) như trong (3). Theo đó, độ phức tạp về không gian và thời gian được giảm xuống 0(MHlog(bmax)) và
)) log( (
0 NH bmax .