3.5.1. Đặc điểm của FEWA
Dựa trên các kết quả hoạt động này một biến thể EWA mới, đƣợc gọi là EWA mờ (FEWA – Fuzzy EWA), đƣợc nghiên cứu phát triển, nó khác chủ yếu là việc tính toán . Trong EWA, do việc tính toán α đặt quá nhiều trọng số vào tải trƣớc đó của một Bộ định tuyến nên nó không thể phản ứng lại nhanh khi có sự thay đổi lớn của các điều khiển tải. FEWA (Fuzzy EWA) ra đời để khắc phục hạn chế trên của EWA bằng cách sử dụng một bộ điều khiển mờ để tính α dựa trên độ dài hiện tại và gần nhất của một hàng đợi trên Bộ định tuyến. Với việc thay đổi cách tính giá trị α này đem lại hiệu suất từ đầu cuối đến đầu cuối có thể đạt đƣợc lớn hơn so với EWA.
FEWA hoạt động tƣơng tự nhƣ EWA với 2 biểu thức:
Cửa sổ gửi(sending window) = max {MSS, α · log2(B − Qi) · MSS} (3.6) Hệ số α đƣợc tính toán bởi một bộ điều khiển mờ chỉ phụ thuộc chiều dài hàng đợi hiện thời và chiều dài hàng đợi đƣợc đo lần sau cùng tại bộ định tuyến:
α = f(Qi,Qi1) (3.7)
Tƣơng tự nhƣ EWA, một khoảng điều khiển i của FEWA khoảng 10ms. Tuy nhiên, giá trị này có thể đƣợc điều chỉnh phụ thuộc vào băng thông của liên kết đƣợc kết nối với các bộ định tuyến FEWA.
3.5.2. Bộ điều khiển mờ FEWA
Một phần quan trọng của hệ thống điều khiển mờ là bộ điều khiển mờ (FLC- Fuzzy Logic Controller). Các biến ngôn ngữ và các quy tắc ngôn ngữ, biểu thức ngôn ngữ đƣợc sử dụng.
Thí dụ một trong các quy tắc ngôn ngữ đƣợc sử dụng trong bộ điều khiến tắc nghẽn mờ FEWA, quy tắc ngôn ngữ R5 là: “Nếu chiều dài hàng đợi ngắn và tốc độ thay đổi là tăng chậm thì hệ số sử dụng sẽ cao”. Các quy tắc logic khác có thể xem trong [19].Trong đó, “chiều dài hàng đợi”, “tốc độ thay đổi” và “hệ số sử dụng” đƣợc gọi là các biến ngôn ngữ; “thấp”, “tăng chậm” và “cao” là các biến ngôn ngữ hợp lệ. “chiều dài hàng đợi” và “tốc độ thay đổi” là các biến đầu vào đƣợc đo của quy tắc ngôn ngữ trong khi “hệ số sử dụng” là biến đầu ra hoặc điều khiển đƣợc đƣa ra bởi quy tắc ngôn ngữ.
Thiết kế của một bộ điều khiển logic mờ bao gồm 2 phần: các quy tắc ngôn ngữ và các hàm thành viên (hàm liên thuộc) của các biến ngôn ngữ.
Tại thời điểm bắt đầu của mỗi khoảng thời gian điều khiển i, ví dụ 10 ms, FEWA đo chiều dài hàng đợi hiện tại Qi và tốc độ tăng trƣởng hiện tại Gi=Qi-
1
i
Q hoặc tốc độ tăng trƣởng dạng phân số ΔG=Gi/B.
Hàm liên thuộc (membership function) hay hàm thành viên về chiều dài hàng đợi liên quan đến việc chọn chiều dài hàng đợi mục tiêu QT đƣợc chỉ ra trong Hình 3.7.
1
short
Hình 3. 7. Hàm liên thuộc của hàng đợi chiều dài Q của FEWA
Theo logic mờ, hàm liên thuộc nhận giá trị trong khoảng từ [0,1]. Dải đầu vào hàm liên thuộc của tốc độ tăng trƣởng ΔG đƣợc thay đổi tới một giá trị thấp hơn đáng kể do chiều dài hàng đợi mục tiêu đƣợc lựa chọn QT=[0.25.B] với mỗi bộ định tuyến FEWA trong mạng.
Hình 3. 8. Hàm liên thuộc của tốc độ tăng trưởng hàng đợi của FEWA
Có 6 biến ngôn ngữ là “empty” (trống), “short” (ngắn), “moderate” (vừa phải), “long” (dài), “full” (đầy) và “congested” (tắc nghẽn). Biến ngôn ngữ cho tốc độ tăng trƣởng hàng đợi hiện tại là “decreasing fast” (giảm nhanh), “decreasing slowly” (giảm chậm), “zero” (không), “increasing slowly” (tăng chậm), “increasing fast” (tăng nhanh).
Hình 3.9 cho thấy bề mặt điều khiển của bộ điều khiển mờ FEWA hiện tại với hệ số sử dụng α và cửa sổ gửi B=99 gói tƣơng ứng với QT = 24 gói. Bộ điều khiển mờ FEWA với chiều dài hàng đợi hiện tại Qi có ảnh hƣớng chính đến việc tính toán hệ số sử dụng α hoặc cửa sổ gửi tƣơng ứng. Tốc độ (dạng phân số) tăng trƣởng (ΔG) Gi đƣợc sử dụng để rõ ràng hơn tính toán này. Đối với giải thuật FEWA, các hàm thành viên của các biến ngôn ngữ đƣợc mô tả và giá trị các hệ số sử dụng là kết quả của việc lựa chọn thực tế và trực quan hơn chứ không phải kết quả của phƣơng pháp phân tích (đây chính là một ƣu điểm của bộ điều khiển logic mờ so với các loại bộ điều khiển khác).
Trong bộ định tuyến IP thực không cần kỹ thuật phức tạp và chuyên sâu nhƣ trong các Bộ điều khiển logic mờ FLC. Sau khi các quy tắc ngôn ngữ đƣợc xác định và biến ngôn ngữ điều chỉnh bởi công cụ mô phỏng, bề mặt điều khiển đƣợc chỉ ra và lƣu trữ nhƣ một bảng tra cứu. Kết hợp với các giải thuật nội suy đơn giản, FEWA có thể đƣợc triển khai với thời gian đáp ứng nhanh.
-0.5 1
decreasi
ng
fast
decreasing slowly zero increasing slowly increasing
fast
0
Hình 3. 9. Bề mặt điều khiển của bộ điều khiển FEWA đối với hệ số sử dụng α và của giải thuật FEWA cho cửa sổ gửi