CHƢƠNG 1 : BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN QoS TRÊN MẠNG FMC
4.6 Kết quả và nhận xét
Việc thử nghiệm đƣợc tiến ành ới 6000 y u c h v ê ầu định tuyến, chƣơng trình mô phỏng cho kết quả nhƣ ƣớid đây:
Hình 4- l14 d tr Q cà ự ữ oS ủa các phi n li n l n mê ê ạc ội ạng, đƣờng ét n liền l à giá trung btrị ình rN, gi ná trị ày vào khoảng 0.3 (t 30%). Trong hức ình này giá d ctrị ựtrữr ủa c phi n bi ác ê ến động trong d rải ộng, rất nhi phiên ều c d ~ gi 0 ngh l ó ựtrữr átrị ĩa àkhông c d Q . òn ựtrữ oS
Hình 4- : D14 ự trữ nội mạng (N=256)
Hình 4-15 là kết quả mô phỏng trƣờng hợp dự trữ QoS cho các phiên liên mạng đích( D l các GW), à đƣờng nét liền l gi trịà á trung bình ự ữ ê d tr li n mạng (rL), gi cá trị ủa rL~0.45 (t 45%). Hức ình ày cũng cho ta thấy c n ác phi n li n mê ê ạng ất b k ỳ đều ó độ d t c ựtrữ ối thi l 0.2, mểu à ặt kh ácgiá trịr của c phi n các ê ũng g ần giá trị rL h n so vơ ới các phi n nê ội mạng hình ( 4- ), k 14 ếtquả ày cho thấy s n ự ổn định ủa mức độ d trong c c ựtrữ ác phiên liên mạng.
Hình 4- : D15 ự trữ ê li n mạng (N=256 )
Khi biểu diễn hai kết quả này trên cùng đồ thị ta có kết quả nhƣ hình 4-16, ở đây độ d trung bự trữ ình ủa c phi n li n m c ác ê ê ạng thƣờng ớn ơn l h d trung bựtrữ ình ủa các phi n n m c ê ội ạng khoảng 12% đến 15%.
Hình 4-16: So sánh 2 độ dự trữ trên cùng biểuđồ (N=256)
T ác giả ũng đã c thử nghiệm với số nút mạng N khác nhau (N=64..512) và việc thử nghiệm cũng kết quả cho kết quả tƣơng tự.
Xét về mặt hiệu năng tính toán, vi s dệc ử ụng đồng thời thu ật toán MCP và MCOP hiệu ăn n g tính toán cao hơn so với khi chỉ sử dụng MCOP vì các giải thuật MCOP có độ phức tạp luỹ thừa với số nút mạng N [16], [30] trong khi đó các giải thuật MCP nhiều khi chỉ phức tạp bậc đa thức đối với N [13] .
G A, B l tọi à ỷ l s phi n li n lệ ố ê ê ạc n mội ạng à v n mliê ạng tƣơng ứng, ta c : A+B=1ó . Độ phức tạp tính toán dành cho việc định tuyến là:
C=A*O(N) +B*O(Nn) (4.4)
trong đónlà bậc của độ phức tạp bài toán MCOP. C đạt á ị nhỏ nhất gi tr khi B=0 l à
C =Cmin= A*O(N) (4.5) C đạt á ị lớn nhất khi B=1 là gi tr
C=Cmax=O(Nn) (4.6)
Gọi H là tỷ lệ độ phức tạp tƣơng đối giữa C và Cmax, ta có:
H=C/Cmax= [A*O(N) +B*O(Nn)] / O(Nn) =A/O(Nn-1) +B (4.7) Trong biểu thức này giá trị A/O(Nn-1) rất nhỏ và H phụ thuộc vào B, khi B càng nhỏ thì H càng nhỏ nghĩa là độ phức tạp tính toán càng giảm. 4.7 Ứng dụng của đề xuất
Trong mạng Viễn thông nói chung và FMC nói riêng, thực tế các giao dịch nội mạng thƣờng chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số giao dịch (ví dụ các cuộc gọi thoại nội mạng thƣờng chiếm đến 80% tổng số cuộc gọi) vì vậy , sử dụng giải pháp này sẽ góp phần giảm đáng kể hiệu năng tính toán cần thiết sử dụng cho việc định tuyến trong khi v ẫn thỏa ãn đƣợc ê m y u cầu t ừ khách à h ng cũng nh nh cung cấp dƣ à ịch vụ.
Đề xuất này có khả năng kết hợp với hai hướng tiếp cận vấn đề QoS E2E hiện nay nhƣ đề cập trong mục 4.1. Đối với hướng tiếp cận đầu tiên (hình
4-5) đề xuất này sẽ thực hiện chức năng tìm đƣờng tối ƣu trong miền mạng của mình khi có yêu cầu thiết lập phiên từ mặt phẳng điều khiển . Trong hình 4-5 thực thể chức năng RCF căn cứ yêu cầu thiết lập đƣờng từ SCF sẽ lựa chọn các chính sách định tuyến và gửi xuống nút định tuyến biên (AN/ER) và các nút này sẽ chọn thuật toán tìm đƣờng thích hợp. Đối với hướng tiếp cận thứ 2, đề xuất này cho phép các nhà cung cấp nhận biết đƣợc giá trị trung bình các thông số QoS của các phiên thiết lập qua mạng, căn cứ trên giá trị này nhà cung cấp có thể ký kết SLA với nhà cung cấp khác hoặc có biện pháp điều chỉnh, tối ƣu mạng để đạt đƣợc chất lƣợng tốt hơn.
4.8 K ết luận
Để thực hiện ải gi pháp n ng cao â chất ƣợng ịch ụ l d v cho các phi n li n lạc ê ê trong mạng FMC luận án đã đề xuất giải pháp định tuy Q ến oS nhằm n ng â cao d Q cho cự trữ oS ác phi n li n l n mê ê ạcliê ạng. Trong gi ải pháp này, tác
giả đã đề xuất phương pháp nhận dạng định tuyến n mội ạng/ n mliê ạng, đề xuấtcách thức sử dụng các thuật toán định tuyến QoSkhác nhau trong tìm đƣờng đồngthời đề xuất cấu trúc bộ định tuyến FMCthực thi các đề xuất ê tr n. Kết quả mô phỏng cho thấy giải pháp tăng khả năng tăng dự trữ QoS cho các yêu cầu định tuyến liên mạng trong khi vẫn đảm bảo chất lượng cho các phiên n mội ạng. Bên cạnh đó giải pháp sử dụng/cấp , phát tài nguyên mạng hiệu quả hơn bằng cách tránh chiếm dụng các tài nguyên chất lƣợng cao quá nhiều, tăng hiệu năng tính toán định tuyến và có khả năng tận dụng đƣợc kết quả của các tác gi ả khác nhau.
KẾTLUẬN
Định tuy n ế QoS là một phần quan trọng trong tổng thể hỗ trợ QoS trên mạng hội t FMC. Với chức n ng c bản l tìm ụ ă ơ à đƣờng đi đảm ảo b chất
lƣợng dịch ụ QoSR hƣớng đến 3 mục tiêu v chính à l : tìm đường tối ưu thoả mãn nhiều ràng buộc đồng thời, tối ưu trong sử dụng tài nguyên và tránh sự suy giảm đột ngột chất lượng mạng. Định tuyến Q l moS à ột v ấn đề khó à v đã c nhiều các nghi n cứu li n quan trong thời gian vừa qua ó ê ê và v ang trong qu ẫn đ á trình tiếp ục để h t ƣớng đến việc đƣa ra giải pháp định tuyến hi ệu quả ó c khả năng tri khai trong thực t . Trong quển ế á trình thực hiện luận t án ác giả đã c m s ó ột ố đóng góp mới vào lĩnh ực nâng v cao ch lất ƣợng ịch ụ d v nói chung v bài toán à định tuyến Q oS trên mạng FMC n ng vóiriê ới các đềxuất sau:
1, Đề xuất một giải pháp tăng hiệu năng giải bài toán tìm đƣờng tối ƣu đa ràng buộc MCOP. Trong giải pháp này tác giả đề xuất hai kỹ thuật heuristic mới là kỹ thuật lược bỏ hai chiều để đơn giản cấu trúc mạng và kỹ thuật đảo ngược hướng tìm đường để giảm bớt việc tính toán thông tin look-ahead. Giải pháp đã đƣợc kiểm nghiệm bằng mô phỏng và chứng tỏ sự hiệu quả trong đối với các nút mạng nhất là các nút mạng có tần suất yêu cầu định tuyến lớn. í ụ V d , với c ấu trúc mạng N=500, s tham s ố ố định tuy m=3, t ến ần xuất êu c y ầu định tuyến đến V=500 lần/s và tốc độ c ập nhật định tuyến h=100 l /s th ần ì gi pháp của tác ải giả hiệu quả hơn SAMCRA khoảng 17%.
2, Đề xuất mới một giải pháp định tuyến QoS có khả năng hạn chế dẫn đến tắc nghẽn trong mạng FMC. Trong giải pháp này tác giả đề xuất bổ sung tham số phản ánh trạng thái tải tức thời của mạng (w c) đồng thời đề xuất thông số điểm cắt tải ( ), trong qu á trình ìm t đƣờng thông s wố c
theo c hác ƣớng ẽ đƣợc ính s t toán n t ttrê ải ức thời ủa tuy v n d c ến à út ọc theo hƣớng đó. Kết quả mô phỏng cho thấy giải pháp đã loại bỏ các tuyến hoặc nút của tải cao trong quá trình chọn đƣờng và tránh đƣợc các điểm mang nguy cơ nghẽn trong mạng. Giải pháp đóng vai tr ò kiểm soát lƣu lƣợng vào mạng (adm sion control) is đảm ảo duy tr b ì chất ƣợng ổn định l
cho c phi n li n l thi lác ê ê ạc ết ập mới và các phiên đã thi l ết ậptrƣớc đó trên mạng FMC.
3, Đề xuất một giải pháp sử dụng QoSR nâng cao dự trữ QoS cho các phiên liên lạc liên mạng trên mạng FMC. Trong giải pháp này tác giả đƣa ra khái niệm mới là “Dự trữ QoS”, để tăng dự trữ QoS tác gi ả đề xuất kỹ thuật nhận dạng yêu cầu định tuyến nội mạng/ liên mạng và sử dụng ácc thuật toán QoSR m c ch linh ho ột á ạt cho các phiên này, đồng th luời ận cán ũng đề xuất cấu trúc bộ định tuyến trên mạng FMC thực hiện giải pháp. Kết quả thử nghiệm cho thấy độ dự trữ trung bình của các phiên liên mạng cao hơn từ 12% đến 15% các phiên nội mạng, với việc
áp dụng giải pháp trong c ác phân đ ạn o mạng ẽ ó s c khả ă n ng đạt đƣợc chất lƣợng ịch ụ ừ đầu d v t cuối đến đầu cuối (E2E) cho các phi ên liên mạng n mtrê ạng FMC, giải pháp cũng góp phần sử dụng các tài nguyên chất lƣợng cao một cách hợp lý đồng thời tận dụng đƣợc kết quả của các giải pháp QoSR khác nhau.
Các đề xuất này là các đóng góp mới của tác giả và chƣa từng đƣợc đƣa ra trong bất kỳ các nghiên cứu khoa học nào trƣớc đó, đây là các đóng
góp mới có ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn vào các nỗ lực nâng cao chất
lƣợng dịch vụ trên mạng FMC cùng các nhà nghiên cứu trên thế giới. Về mặt lý thuyết, các đóng góp của t ác giả ựa d trên ph ng phƣơ áp tiếp c ận heuristic v à đã đƣợc kiểm nghiệm bằng mô phỏng với các kết quả cụ thể, các kết quả này phù hợp với mục đính nghiên cứu ban đầu đề ra của luận án. Về mặt thực tiễn, tác giả đã có thời gian dài tham gia công tác nghiên cứu cũng nhƣ triển khai các công nghệ mới liên quan đến mạng viễn thông NGN/FMC của VNPT nên hiểu rõ bản chất vấn đề chất lƣợng ịch d vụ, dựa trên kinh nghiệm của bản th n, â tác giả có thể đƣa ra các kỹ thuật heuristic hợp lý để giải quyết bài toán. Tác giả tin tƣởng rằng nếu các đề xuất trên đƣợc triển khai trong thực tế sẽ mang lại hiệu quả thiết thực cho khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ FMC. Các đóng óp m c g ới ủa luận án trƣớc hết g p phần ó trong việc cung cấp dịch vụ đảm bảo chất lƣợng và xa hơn là hƣớng đến cơ chế cung cấp dịch vụ theo thoả thuận chất lƣợng SLA l c à ơ chế à ác m c nhà cung c dấp ịch ụ v n mtrê ạng FMC ang hđ ƣớng đến.
Đề xuất ướng nghiên cứu tiếp theo h
Bài toán MCOP tuy đã đƣợc nghiên cứu để giảm bớt sự phức tạp nhƣng thực sự vẫn chƣa có nhiều đột phá và vẫn tƣơng đối khó khăn khi tích hợp vào các thiết bị mạng. Tác giả sẽ tiếp tục các nghiên cứu theo hƣớng tìm lời giải đơn giản, hiệu quả hơn cho bài toán MCOP.
Đề xuất của tác giả trong chƣơng 4 có vấn đề tích hợp nhiều giải thuật QoSR trong mỗi nút mạng để sử dụng linh hoạt trong các tình huống khác nhau. Tuy nhiên, trong luận án này việc thử nghiệm mới chỉ thực hiện với hai giải thuật là MCOP và Greedy. Trong thời gian tới tác giả tiếp tục thử nghiệm thêm các giải thuật QoSR mới (ví dụ các giải thuật tìm đƣờng gần đúng nhƣng với độ chính xác thay đổi theo yêu cầu, các giải thuật RSP..) để đƣa ra các khuyến nghị hiệu quả hơn.
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: Thuật toán SAMCRA
Luồng ử ý x l chính trong metade của SAMCRA đƣợc mô ả t trong hình dƣới đây:
A, B tƣơng ứng là nguồn và đích; G( N, E, m) biểu diễn cấu trúc mạng với N n út và E tuyến; m là số tham số QoS; L là tập các ràng buộc ứng với m tham số QoS. Trong o m đ ạn ãchƣơng tình ày: n
o Thủ tục khởi tạo (INITIALIZE) kh tởi ạo thông tin chu b cho ẩn ị
quá ình tr tìm đƣờng, trong th tủ ục này c o mó đ ạn ã ính t th ng tin ô l k-ahead (doo òng 4-5, hình ƣới): d
o Thủ tục FEASIBILITY mô ả t giải thuật tìm đƣờng SAMCRA d ựa trên các thông tin tính ở phầnkhởi ạo t INITIALIZE :
PHỤ LỤC: 2
107 PHỤ LỤC: 3
Cấu trúc mạngthử nghiệm 1- chƣơng 3
Nú
t Ti ả Nút lân cận 1 Nút lân cận 2 Nút lân cận 3 Nút lân cận 4 Nú
1 34 2(0.10,0.39,0.42,0.84) 3(0.31,0.20,0.13,0.10) 4(0.01,0.19,0.05,0.91) 7(0.14,0.14,0.29,0.1) 9(10 2 24 3(0.25,0.03,0.35,0.31) 9(0.02,0.26,0.33,0.10) 3 22 4(0.42,0.16,0.23,0.10) 8(0.29,0.03,0.27,0.81) 9(0.31,0.33,0.10,0.85) 4 45 5(0.21,0.10,0.31,0.91) 7(0.43,0.11,0.06,0.91) 5 61 6(0.28,0.45,0.12,0.10) 7(0.31,0.36,0.28,0.10) 6 42 7(0.06,0.25,0.19,0.10) 8(0.25,0.03,0.35,0.31) 13(0.28,0.14,0.36,0.10) 7 11 8(0.06,0.03,0.39,0.71) 11(0.10,0.35,0.15,0.10) 8 23 9(0.39,0.28,0.18,0.1 10(0.09,0.19,0.07,0.84) 12(0.25,0.19,0.34,0.1) 14(0.07,0.14,0.06,0.25)
108 1) 9 21 10(0.33,0.40,0.40,0.21) 14(0.29,0.30,0.11,0.94) 10 25 11(0.11,0.43,0.11,0.10) 12(0.49,0.03,0.04,0.51) 14(0.37,0.08,0.16,0.10) 11 71 12(0.20,0.22,0.47,0.31) 13(0.27,0.31,0.08,0.91) 12 92 13(0.47,0.22,0.45,0.10) 14(0.30,0.39,0.29,0.10) 15(0.48,0.20,0.12,0.91) 16(0.1,0.27,0.22,0.10) 13 35 15(0.38,0.34,0.27,0.10) 16(0.03,0.15,0.12,0.11) 14 92 16(0.07,0.24,0.16,0.81) 15 73 16(0.32,0.35,0.04,0.31) 16 11
PHỤ LỤC: 4
Đặc tuyến wc trong ch ng 3 ƣơ
T i ả ( ) fL( u,v) fN( v) 0.1 0.017 0.017 0.2 0.034 0.034 0.3 0.051 0.051 0.4 0.068 0.068 0.5 0.085 0.085 0.6 0.102 0.102 0.61 0.100464 0.10004087 0.62 0.101885 0.10033232 0.63 0.104309 0.10113967 0.64 0.107782 0.10274432 0.65 0.11235 0.10544375 0.66 0.118058 0.10955152 0.67 0.124951 0.11539727 0.68 0.133075 0.12332672 0.69 0.142476 0.13370167 0.7 0.1532 0.1469 0.71 0.165292 0.16331567 0.72 0.178797 0.18335872 0.73 0.193761 0.20745527 0.74 0.21023 0.23604752 0.75 0.22825 0.26959375 0.76 0.247866 0.30856832 0.77 0.269123 0.35346167 0.78 0.292067 0.40478032 0.79 0.316744 0.46304687 0.8 0.3432 0.5288 0.81 0.37148 0.60259447 0.83 0.433693 0.77660687 0 84 0 467718 0 87801472 0.85 0.50375 0.98984375 0.86 0.541834 1 0.87 0.582015 1 0.88 0.624339 1 0.89 0.668852 1 0.9 0.7156 1
0.91 0.764628 1 0.92 0.815981 1 0.93 0.869705 1 0.94 0.925846 1 0.95 0.98445 1 0.96 1 1 0.97 1 1 0.98 1 1 0.99 1 1
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
[1] Nguyễn Trung Kiên, 2008, ―Đề xuất nâng cao hiệu năng của
SAMCRA trong việc giải bài toán định tuyến QoS‖, Chuyên san “Các công trình nghiên cứu khoa học, nghiên cứu triển khai CNTT và Truyền thông‖ ISSN 0866 7039, số 19, tháng 2 năm 2008, tr. 33.-
[2] Nguyễn Trung Kiên, 2008, ―Định tuyến xuyên lớp trong mạng
không dây‖, Tạp chí Công nghệ Thông tin & Truyền thông , ISSN 0866-7039, số 1 tháng 10/2008, tr 30.
[3] Nguyễn Trung Kiên, 2009, ―Lƣu lƣợng trong mạng FMC và ứng
dụng kỹ thuật lƣu lƣợng trong việc định tuyến QoS‖, Tạp chí KH&CN các trường ĐH kỹ thuật, ISSN 0868-3980, số 71 tháng 7.2009, tr 24.
[4] Hồ Anh Túy, Nguyễn Trung Kiên, 2009, ―Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo trong bài toán định tuyến QoS‖, Tạp chí Công nghệ Thông tin & Truyền thông, ISSN 0866-7039, kỳ 1 tháng 9.2009, tr 34.
[5] Nguyễn Trung Kiên Nguyễn Đình Xuân, , 2010, ―Xu thế hội tụ
trong lĩnh vực truyền thông‖, Tạp chí Công nghệ Thông tin & Truyền thông, ISSN 0866-7039, kỳ 1 tháng 5 năm 2010, tr 32.
[6] Nguyễn Trung Kiên Dƣ Anh Tuấn, , 2010, ―Thỏa thuận mức độ
dịch vụ SLA trên mạng NGN”, Tạp chí Công nghệ Thông tin & Truyền thông, ISSN 0866-7039, kỳ 1 tháng 7 năm 2010, tr 24.
[7] Nguyễn Trung Kiên, Hồ Anh Túy, 2010, ―Một giải pháp định
tuyến QoS nâng cao dự trữ QoS cho các phiên liên lạc liên mạng FMC‖, Tạp chí khoa học và công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam, ISSN 0866 708x, Tập 1 - Số 1 năm 2010, tr. 155.
[8] Nguyễn Trung Kiên, Hồ Anh Túy, 2010, ―Một giải pháp định
tuyến QoS hạn chế suy giảm chất lƣợng trên mạng FMC‖, Chuyên san “Các công trình nghiên cứu khoa học, nghiên cứu triển khai
CNTT và Truyền thông‖ ISSN 0866-7039, tập V-1, số 4 (24), tháng 11 n m 2010, tr. 57 ă
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]Marília Curado, 2009, IP routing: State of art and research ―
challenges , Oslo ‖
[2] Meng Wei, Yu Bin, 2009, “A multiple constrained Qos routing algorithm based on hopfield neural network School of ‖, Information Engineering, Tianjin University of Commerce, 300134.
[3] A.Doria, 2009, A Set of Possible Requirements for a Future ― Routing Architecture , Network Working Group, IRTF Routing ‖ Requirements, February 16.
[4] A.Toguyéni, O.Korbaa, 2009, DiffServ Aware MPLS Traffic, ―
Engineering for ISP Networks: State of the Art and New Trends‖, Journal of Telecommunication and Information technology.
[5]Rich Tehrani, 2009, Fixed Mobile Convergence and Beyon― ‖, President and Editor- -Chief, Technology Marketing Corporation, in