Hình 3. 2. đề cập đến các hàng đợi chưa biết khác, việc phân chia không nhất thiết là phải lập lịch phân chia chung. Việc phân chia cũng có thể kết hợp với một hàng đợi độc lập với các hàng đợi khác trong hệ thống. Dù sao, nếu việc phân chia được dự định là bắt buộc tốc độ bit trung bình qua hàng đợi, thời gian phục vụ cần biến đổi linh hoạt, nó phụ thuộc vào số bytes truyền dẫn, độ dài gói tiếp theo trong hàng đợi và tốc độ bit trung bình.
Round-Robin(RR)
Trong thuật tốn lập lịch RR, gói tin sẽ được tới xếp hàng trước bởi người sử dụng. Người phục vụ cắt mỗi hàng trong vịng và phục vụ gói tin từ một hàng khơng rỗng bất kì. Một sự cư xử khơng đúng đắn sẽ làm đầy hàng của nó, và người sử dụng khác sẽ khơng bị ảnh hưởng. Vì thế, RR có thể cung cấp một sự bảo hộ. RR là một cố gắng để đối xử với tất cả mọi người sử dụng như nhau và cung cấp cho họ một sự chia sẻ như nhau về các liên kết. Nó thực hiện một cách hợp lý khi tất cả mọi người sử dụng có cùng khối lượng tin và tất cả các gói tin có cùng kích cỡ (như là những tế bào trong mạng ATM). Nếu người sử dụng có khối lượng tin khác nhau thì trọng số của RR (WRR) phục vụ một người sử dụng tương ứng với khối lượng tin của anh tạ Xét một RR có hai người sử dụng A và B có khối lượng tin WA=3, WB=7 tế bào đối với từng người, hệ thống sắp xếp sẽ đưa ra 30 % [=WA/ WA+ WB] sự chia sẻ kết nối cho người A và 70 % [=WB/ WA+ WB] sự chia sẻ kết nối cho người B. Một tế bào đầu ra liên tục trong một vịng có thể là AAABBBBBB. Một sự tiến hành tốt hơn của WRR một cách hiệu quả đồng bộ tới cấu trúc hệ thống và đưa ra AABBABBBBB. Như thế, người sử dụng A không cần 7 đơn vị thời gian trước khi có tín hiệu gửi đị
DRR(Deficit RR)-vịng RR hụt có thể sửa đổi WRR để cho phép biến đổi kích cỡ gói tin theo một kiểu hợp lý. Ý tưởng cơ sở là sử dụng RR với một mức phục vụ ấn định cho mỗi hàng. Sự khác biệt duy nhất với RR truyền thống là: nếu một hàng khơng thể gửi một gói tin vào vịng trước vì kích cỡ của gói tin q lớn (rộng), thì phần cịn
Schedule
Cổng M
Ít nhất Tgiây giữa hai lần Hàngđợi(khác)
Hàng(được phân chia lớp)
T Gói đi 1 2 3 4 Phân loại 1 2 3 4 Gói đến Các gói đến đã được bó
lại ở mức trước được cộng vào mức của vịng kế tiếp. Vì vậy, sự thiếu hụt được ghi lại chi tiết trong thuật toán.
Giả sử rằng mỗi luồng i cấp cho Qi bít trong mỗi vịng; sẽ có một sự kết hợp thay đổi trạng thái DCi ghi nhớ những sự thiếu hụt. Mỗi vòng là 1 RR ảnh hưởng qua lại lẫn nhau dưới hàng chưa thực hiện được. Để triệt tiêu những hàng rỗng, một bảng phụ lục Activ được giữ và gồm có khơng những chỉ số của hàng mà bao gồm cả những phần tối thiểu của một gói tin.
Gói tin đến từ đường truyền khác nhau thì sẽ được để ở các hàng khác nhaụ Để số byte của đầu đường truyền (HDL) gói tin vào 1 hàng i trong vòng k bởi byte (k). Bất cứ lúc nào 1 gói tin đến hàng vịng i một cách nhanh chóng, i sẽ cộng tới cuối của thuật tốn trong phép toán:
DCi DCi + Qi, gửi ra hàng ngoài HOL
Tuy nhiên DRR chỉ sử dụng hợp lý khi thời gian kéo dài hơn thời gian vòng. Ở thời gian ngắn hơn, một vài người sử dụng có thể có thêm hình thức phục vụ (chọn giới hạn bít được gửi) hơn người khác.
Stop-And-Go
Stop-And-Go sử dụng một cấu trúc mang tính chiến lược ở mỗi chiến lược, trục thời gian là đường chia trong cấu trúc đó là một khoảng dài khơng đổi T. Stop-And-Go định rõ sự khởi hành và đến đích cho mỗi liên kết. Tại mỗi chuyển mạch, khung chứa các gói của tuyến liên kết đến được sắp xếp lại để các khung của tuyến kết nối đầu ra xuất phát bằng cách thiết lập một giá trị trễ là ∂ với
0≤ ∂< T. Việc truyền dẫn của mỗi gói có đến được trên mỗi kết nối một trong một khung f ln được trì hỗn cho tới khi khung tiếp theo bắt đầụ
Stop-And-Go bảo đảm rằng các gói tin trên cùng một thứ tự ở nguồn sẽ được ở cùng một thứ tự trong mạng. Nếu hàm lưu lượng ở nguồn là (r;T) độ êm (nghĩa là, không thể hơn r. T bit được thay đổi trong suốt thứ tự T ). Nó đáp ứng những gói tin có cùng đặc điểm lưu thơng trên mạng.
T3 Frame of level 4 Frame of level 1 Frame of level 2 Frame of level 3 T4 T1 T2 Hình 2. 9. Mức khung G với G = 4, f1 = 3, f2 = 2, f3 = 2
với thứ tự có kích cỡ phức tạp được đưa ra các thứ bậc cấu trúc. Cho level-G với thứ tự cỡ T1, …, TG chúng ta có Tg =fgtg ( với g = 1, …, G) Như sự mơ tả ở hình 3. 3. Gói tin ở level-g- kết nối cần phải được giám sát bởi các qui tắc của “Stop and Go” với cỡ frame, Tg, ị e, gói tin cấp g có thể đến đầu ra của liên kết trong suốt 1 khoảng thời gian sẽ khơng trở nên thích hợp cho q trình truyền nữa, cho đến khi khởi động thứ tự Tg tiếp th ọ Cũng như vậy đối với 2 gói tin có cỡ thứ tự khác nhau, gói tin có cỡ thứ tự nhỏ hơn sẽ không được ưu tiên trước gói tin có cỡ thứ tự lớn hơn.
Đặc biệt, ở mỗi mắt xích, bất cứ một cấp g nào đến đầu vào liên kết i sẽ được sắp đặt tới một cấp g ở đầu ra của liên kết j bởi sự đưa ra giữ chậm liên tục như được thể hiện ở hình 2. 10. Kết Nối 1 Kết Nối 2 Kết Nối Đầu Ra J ĐIỂM CHUYỂN MẠCH Kết Nối 2 Kết 1
Kết Nối Đầu Vào 1
Frame ĐỘ DÀI Tg
Hình 2. 10. Trễ khung ghép tại một node chuyển mạch
Kết quả là, nếu luồng lưu lượng của một kết nối mô tả đặc điểm của nguồn như (r, Tg )- độ êm smoth, nó sẽ đáp ứng cả những dữ liệu có cùng đặc điểm thơng suốt trên mạng. Thời gian trễ của cấp g ở nút vịng, có thể được giới hạn trong khoảng
Tg trạng thái trễ <2Tg
Hơn nữa, thời trễ trong mỗi cấu trúc của gói tin ở nút vịng có thể hạn trong khoảng Tg . Vì vậy, thời gian trễ của gói tin có thể giới hạn
0 < Tế bào giữ chậm<3Tg
Để có kết quả, bộ đệm cần phải được cung cấp một (r, Tg)- độ êm smooth có thể được đưa ra bởi qui luật Litl được tính bằng 3Tg. r.
Với vịng tổ hợp Stop-And-Go, nó có thể cung cấp một thời gian trễ giới han thấp cho một vài kênh bằng cách cho chúng vào khung với thời gian khung hẹp hơn. Và để cung cấp băng thông đều đặn tới kênh khác bằng cách đưa chúng vào các mức với khung thời gian rộng hơn. Tuy nhiên sự liên quan giữa trễ và băng thông ấn định đều đặn vấn sẽ tồn tại trong mỗi khung.
Vịng Robin có thứ bậc
HRR giống với Stop-And-Go ở điểm, nó chỉ sử dụng những cấp chiến lược phức tạp. Một nấc ở một cấp có thể được phục vụ quay vòng trong suốt cấu trúc và những
gói tin phục vụ và phù hợp với phần của nấc. Nếu người phục vụ xoay vòng trong suốt một nấc xác định của một kết nối, một gói tin từ kết nối ấy được chuyển đi; Nếu nó xoay vịng trong suốt một nấc xác định tới cấp thấp hơn, nó phục vụ một nấc từ cấp thấp vào cùng một cấp.
Giống như Stop-And-Go, HRR chỉ duy trì lưu thơng một cách trôi chảy trong mạng. Tuy nhiên có những khác biệt quan trọng giữa HRR và Stop-And-Go . Ví dụ như ta giả sử nguồn trong cùng một Framẹ Ở Stop-And-Go, các gói tin dược truyền đi trong cùng một frame ở cổng vào tới mạng sẽ được truyền đi trong cùng một frame ở tất cả các liên kết truyền tải bởi tin nào từ nguồn tới người phục vụ bất kỳ được giới hạn bởi T khoảng thời gian. Ở HRR, gói tin được truyền đi trong cùng một frame ở đầu vào tới mạng không cần thiết ở lại trong cùng một frame ở mạng, tuy nhiên về chi tiết khơng có gì hơn 3 gói tin từ kết nối được truyền trong suốt khoảng thời gian được giữ xuyên suốt mạng.
Từ khi HRR sử dụng cấp chiến lược nó chỉ có vấn đề về sự liên kết giữa trễ và băng thông ấn định đều đặn.
EĐ Phí sớm nhất của ngày
Ở lớp lập lịch EĐ có thời gian chúng ta phân chia mỗi gói tin một đường giới hạn và lập lịch phục vụ các gói tin trong lệnh của nó ở dịng giới hạn. Nếu thời hạn vượt quá sự cho phép thì một vài gói tin sẽ lạc mất đường giới hạn của nó. Hiển nhiên là, với EĐ, gói tin đã được phân chia đường trễ nhỏ hơn so với những gói tin phân chia theo giới hạn hơn từ thời gian đến của chúng.
Trễ EĐ là một sự mở rộng của EĐ với quá trình đặc biệt là thời hạn phân chia đường giới hạn tới ở một tốc độ cao nhất. Lập lịch được thiết lập tại đường giới hạn của một gói tin có thể được gửi đi vì nó nhận được khơng nhanh hơn là tốc độ đỉnh của nó. Vì vậy mỗi gói từ một phiên bắt buộc phải tuân theo tốc độ đỉnh có giới hạn trễ mà nó độc lập với băng thơng dành riêng, nhưng ở giá trị của việc sử dụng tốc độ đỉnh cung cấp sẽ loại bỏ thời gian thống kê lợi ích đa dạng.
Jitt r EĐ đưa ra trễ EĐ để cung cấp giới hạn trễ Jitter (một giới hạn trên thời gian trễ lớn nhất khác biệt giữa 2 gói tin). Jitter EĐ kết hợp chặt chẽ với một trễ EĐ có thời hạn trước bởi một máy điều chỉnh trễ Jitter. Sau khi một gói tin được phục vụ bởi một người phục vụ, khoảng trống trong nó được đánh dấu với sự khác biệt giữa đường giới hạn của nó và thời gian kết thúc thực. Một máy điều chỉnh ở đầu vào của người phục vụ kế tiếp nắm lấy gói tin cho giai đoạn trước khi nó được làm cho tương thích với thời hạn.
Một thời hạn thực hiện trễ jitt r được điều chỉnh có thể gỡ bỏ kết quả hàng trễ biến đổi ở nút trước vì vậy phải tránh sự phá vỡ cấu trúc của mạng chính xác hơn, nếu akn và kn là quá trình đến và sự thích hợp về thời gian cho K của gói tin ở nút thứ n, tính riêng từng cái thì :
eko=aok (2. 1)
dn là giới hạn giữ chậm của nút trước và ln, n+1 là liên kết với giữ chậm với giữ chậm truyền lại giữa nút n và nút n+1. Gói tin thứ k thích hợp cho việc phục vụ ở nút sau nó chỉ thích hợp cho việc phục vụ sau khi một khoảng thời gian ấn định dài dn+ ln, n+1, - là khoảng thời gian giữ chậm dài nhất có thể ở nút trước và liên kết phía trước.
Vì vậy, nếu một gói tin được phục vụ trước giới hạn trễ của nó ở nút trước, máy điều khiển trễ jitter ở nút dịng dưói sẽ cộng đủ trễ để chuyển đổi gói tin này thành trễ dài nhất có thể. Bởi thế cho nên, một mạng của lập lịch jitter EĐ có thời hạn có thể đưa ra băng thông nd-to-end, trễ, và giới hạn trễ jitter. Tuy nhiên, máy trễ jitter rất khó để thực hiện. Khơng chỉ nó địi hỏi trễ trên mỗi liên kết, mà nó cịn địi hỏi mạng phải bảo vệ thời gian đồng bộ ở nút liền kề trong tất cả thời gian. Từ đó ở thế giới thực, đồng hồ thời gian trơi ra ngồi sự đồng bộ ngoại trừ chính xác, trễ jitter điều chỉnh bao hàm cả hệ thống của máy móc thực hiện được.
RCSP ưu tiên tốc độ điều khiển cố định
Khi thuật tốn EĐ có thể cung cấp linh hoạt giới hạn trễ và băng thông cung cấp, nó dựa trên một hạng cơ cấu ưu tiên mà khơng đi với một phần cứng cơ khí, rất khó để thực hiện mạng tốc độ caọ RCSP là mục đích để đạt được sự linh hoạt trong cung cấp thời gian trễ và băng rộng tốt đẹp như việc thực hiện một việc đơn giản.
Như mơ tả ở hình 2.10. một RCSP phục vụ bao gồm tốc độ điều khiển và ưu tiên thời hạn cố định một cách lơgíc, một tốc độ điều khiển phù hợp với mỗi phục vụ. Khi gói tin đến người phục vụ, một thời gian thích hợp được tính tốn để gắn vào gói tin bởi máy điều chỉnh (máyđc).
Hình 2. 11. Một bộ điều chỉnh với N đường truyền
GPS (Generalized Processor Sharing): Phân chia bộ xử lý chung
GPS là một ý tưởng thực thi sáng suốt mà nó cung cấp một cặp max – min chính xác được định rõ ở nơi chia sẻ. GPS là khá hợp lí mà nó định rõ tồn bộ khả năng đưa tới tất cả các phần còn lại trong sự cân đối với giá trị yêu cầu băng thông. Một cách cơ bản thì thuật tốn này được xây dựng trên cơ sở một mẫu dịng lí tưởng. Điều đó có nghĩa là chúng ta thừa nhận rằng một người lập lịch trình GPS có thể đáp ứng tất cả
Máyđc 1 Máyđc 2 Máyđc N FIFO FIFO FIFO Mức độ bất lợi Lưu lượng yêu cầu
Lưu lượng ra Lưu lượng vào
1
2
các phần còn lại một cách tức thời và chỉ định tới các phần nàỵ Nhưng trong các hệ thống thực chỉ có một phiên có thể được đáp ứng tại một thời điểm và các gói khơng thể bị cắt thành các thành phần nhỏ hơn được. Một lớp quan trọng mà được gọi là thuật tốn gói sắp xếp hợp lý (packet fair queuing – PFQ) có thể được định nghĩa trong đó người lập lịch trình cố gắng sắp xếp các gói cịn lại bằng một lịch trình gần đúng GPS, như là sắp xếp hợp lý theo trọng lượng (weighted fair queuing – WFQ), đồng hồ ảo, hay sắp xếp hợp lý th o đồng hồ riêng (self-clock fair queuing - SCFQ). Những nội dung này sẽ được thảo luận trong chương saụ Trước tiên chúng ta đi vào nghiên cứu ý tưởng thuật toán GPS.
Thừa nhận rằng một tập hợp các phiên N (kết nối), được đánh số 1, 2, . . . N, chia sẻ các kết nối ngoài chung của một máy chủ GPS. Với i (1, 2, . . . N), đặt ri là giá trị nhỏ nhất của của phiên ị Bằng phương pháp quy nạp có thể bảo đảm rằng:
1 N i i r r (2.2)
ở đây r là công suất của đường liên kết ngoàị
Đặt B(t) là sự thiết lập phiên sau tại thời điểm t, theo GPS [15], phiên sau i sẽ được định rõ bởi một chỉ số phục vụ gi(t) tại thời điểm t là:
( ) ( ) i i j j B t r g t r r (2.3)
Chúng ta sẽ dùng một ví dụ để minh hoạ cho chỉ số phục vụ chỉ rõ nguyên lí của hệ thống GPS. Đặt Ai(τ, t) là số cuộc khởi hành của phiên thứ i trong khoảng (τ, t). Wi(τ, t) là số dịch vụ nhận được bởi phiên i trong cùng khoảng, và Qi(t) là số phiên lưu thông i sắp xếp trong máy chủ tại thời điểm t, nghĩa là:
Qi(t)= Ai(τ, t) - Wi(τ, t). (2.4) Chú ý rằng, hệ thống trở thành rỗi (khơng thực hiện) thì tất cả các tham số có thể được reset khởi tạo về 0.
WFQ
Mặc dù GPS cung cấp nguyên tắc một cách hoàn hảo mơ hình lưu lượng chất lỏng lí tưởng khoảng có ích để thực hành. Ngồi ra chúng ta có thể dựa theo GPS cung cấp và sau đó làm biểu đồ gói tin dự trữ trong sự phù hợp với hoạt động dựa theo sự cung cấp của GPS. Một WFQ ( cũng gọi là nhóm GPS) hệ thống là xác định đặc điểm với khía cạnh hệ thống GPS thơng tin của nó. Để GPS được là thời gian mà gói nhỏ đi khỏi (phục vụ xong) dưới GPS. Sự xấp xỉ gần đúng AP của GPS sẽ được một biểu đồ mà cung cấp gói nhỏ trong thứ tự đang tăng lên của DPGPS . Ngoài ra không luôn