Hiện nay, trên địa bàn công ty Điện thoại Hà Nội 1 trực thuộc Viễn thông Hà Nội đang quản lý 6 host, tơng ứng với 6 tổng đài điện thoại là :
• Đinh Tiên Hoàng (ĐTH)
• Trần Khát Chân (TKC)
• Giáp Bát (GBT)
• Đức Giang (ĐGG)
• Đông Anh (ĐAH)
• Phủ Lỗ (PLO)
Tôi sẽ thiết kế một mạng core gồm 6 node, trên cơ sở các node đợc đặt ngay tại các tổng đài điện thoại nói trên. Cụ thể, các node core ở đây là các switch tập trung - 7609. Số liệu về nhu cầu, giá của từng cặp node đa ra có thể không hoàn toàn sát với thực tế. Để đơn giản hóa trong quá trình thiết kế, tôi sẽ đánh số thứ tự
Bắt đầu với cặp (i,j)
đầu chuỗi
Thêm kênh trùc tiÕp
gi÷a cặp (i,j)
So sánh nhu cầu R(i,j) với hiệu
suÊt tèi thiÓu umin
R(i,j) < umin Dêi nhu cÇu R(i,j) sang cặp node (i,k) và (k,j) R(i,j) > umin
Bỏ cặp (i,j) ra khỏi chuỗi
Lặp lại từ đầu
Bảng 4.1 Đánh số thứ tự các node
Số thứ tự Tên node
1 Đinh Tiên Hoàng (ĐTH) 2 Trần Khát Chân (TKC) 3 Giáp Bát (GBT)
4 Đức Giang (ĐGG) 5 Đông Anh (ĐAH) 6 Phủ Lỗ (PLO)
Theo nh thuật toán Mantor, để xây dựng đồ hình mạng, trớc hết cần phải có bảng nhu cầu và giá của từng cặp node. Nhu cầu ở đây là nhu cầu truyền lu lợng song tuyến giữa các cặp node (đơn vị tính là Gb/s). Vì giá liên quan trực tiếp
đến khoảng cách, nên tôi sẽ thể hiện tham số giá thông qua tham số khoảng cách.
Dới đây là bảng tham số của 6 node
Bảng 4.2 Dữ liệu cho 6 node Cặp node Nhu cầu Giá
§TH TKC 23 3012
§TH GBT 23 7124
§TH §GG 20 4120
§TH §AH 6 20142
§TH PLO 22 24768
TKC GBT 7 5135
TKC §GG 7 6523
TKC §AH 8 21349
TKC PLO 8 26234
GBT §GG 20 10254
GBT §AH 13 25431
GBT PLO 16 29652
§GG §AH 23 19560
§GG PLO 4 21620
§AH PLO 10 6540
Dung lợng một kênh truyền đợc thiết lập là 10 Gb/s, Hiệu suất sử dụng tối thiểu cho một kênh trực tiếp là Gb/s. Nghĩa là một kênh trực tiếp chỉ đợc thiết lập 8
khi và chỉ khi nhu cầu tối thiểu giữa một cặp node là 8 Gb/s. Dới đây là các bớc xây dựng đồ hình mạng
Bớc1. Xác định node trung tâm của mạng
Node trung tâm của mạng đợc xác định trên cơ sở tính khối lợng của từng node. Node trung tâm là node có khối lợng nhỏ nhất
Khối lợng của node i - ∑
∈
×
=
N j
Weightj
j i dist i
M( ) (, )
Sau khi tính toán, tôi có bảng kết quả sau:
Bảng 4.3 Kết quả tính khối lợng của 6 node
§TH TKC GBT §GG §AH PLO
2 3 7 20 23 10 10
23 7 13 4 6 22
20 8 16 20 8 8
6 8 23 7 13 16
22 23 7 20 23 4
Nhu cÇu 94 53 79 74 60 60
Khối lợng 3434884 4026475 5005587 4013865 7308188 8053382
Nh vậy, node 1 (tức là node Đinh Tiến Hoàng) là node trung tâm vì có giá
trị khối lợng nhỏ nhất (3434884).
Bớc 2. Xác định cây bao trùm tối thiểu
Tôi bắt đầu với node trung tâm, duy nhất mà cây hiện có và tính toán khoảng cách của tất cả các liên kết những node ngoài cây đến nó. Sau đó, sẽ chọn node có khoảng cách tối thiểu đa vào trong cây. Giả thiết, trong bài toán này, giá trị
5 , 0
α= . Do node 1 theo định nghĩa có khoảng cách bằng 0 đến chính nó, nên các biên mà kết nối nó đến các node khác có chiều dài thay đổi đúng bằng chiều dài không đổi. Node 2 ( Trần Khát Chân) có khoảng cách ngắn nhất (3012). Nh vậy, tôi sẽ đa node 2 vào trong cây. Tiếp theo, tôi sẽ phân tích các biên mà kết nối node 2
đến các node ngoài cây. Tôi tính khoảng cách thay đổi cho mỗi biên đến cây bằng khoảng cách không đổi đến node 2 cộng với 0,5 lần khoảng cách từ node 2 đến node trung tâm (node 1). Theo đó, tôi có bảng kết quả cho node 2 nh sau
Bảng 4.4 Khoảng cách đến cây xét theo node 2 Node Khoảng cách
tõ 2-1
Khoảng cách không đổi đến 2
Khoảng cách thay đổi đến 2
Khoảng cách
đến 1
3 3012 5135 6641 7124
4 3012 6523 8029 4120
5 3012 21349 22855 20142
6 3012 26234 27740 24768
Đối chiếu với khoảng cách của các node ngoài cây đến node trung tâm, tôi thấy, node 4 là node có khoảng cách ngắn nhất tiếp theo (4120). Do đó, tôi sẽ đa node 4 vào trong cây, và nối trực tiếp với node 1. Tơng tự nh cách tính trên, với node 4 tôi có bảng kết quả sau
Bảng 4.5 Khoảng cách đến cây xét theo node 4 Khoảng
cách từ 4-1
Khoảng cách không đổi đến 4
Khoảng cách thay đổi đến 4
Khoảng cách
đến 1
5 4120 19560 21620 20142
6 4120 21620 23680 24768
Đối chiếu với kết quả cho node 2, ta đa node 3 vào trong cây nhng thông qua kết nối trực tiếp với node 2. Đồng thời, ta sẽ đa node 5 vào trong cây trực tiếp kết nối với node 1. Node 6 đợc đa vào trong cây thông qua node 5. Cuối cùng, tôi có bảng tóm tắt tính cây bao trùm nh sau
Bảng 4.6 Bảng tóm tắt tính cây bao trùm tối thiểu
Node đa vào cây 1 2 3 4 5 6
1 - 3012 7124 4120 20142 24768
2 - - 6641 6523 21349 26234
3 - - - 10254 25431 29652
4 - - - - 19560 21620
5 - - - - - 16611
6 - - - - - -
Dựa vào kết quả tính toán ở trên, tôi xây dựng đợc cây bao trùm nh sau
Hình 4.3 Cây bao trùm tối thiểu Bớc 3. Xác định chuỗi nhu cầu
ở bớc này, tôi xác định điểm chuyển tiếp cho mỗi nhu cầu, tơng ứng với từng cặp node, trong trờng hợp không thể thiết lập đợc tuyến đờng trực tiếp giữa node nguồn và node đích. Điểm chuyển tiếp là điểm phải gần node nguồn hoặc node
đích nhất.
Ví dụ, xét cặp node (3,4) : có thể cho qua node 1 hoặc 2. Tổng khoảng cách qua node 1 là : 7124+4120=11244, trong khi tổng khoảng cách qua node 2 sẽ là:
5135+6523=11658. Theo đó, chúng ta chọn node 1 là node tuyến đi qua (là tuyến có khoảng cách ngắn hơn). Nh vậy, nhu cầu (3,4) phụ thuộc vào nhu cầu (3,1) và (1,4), ta cã thÓ viÕt: 34→314.
Tơng tự nh trên, tôi có bảng phụ thuộc nh sau
Bảng 4.7 Bảng phụ thuộc của các cặp node
34 13 14
13 23 12
35 23 25
36 23 26
24 12 14
25 12 15
26 12 16
45 15 14
46 45 56
16 15 56
Từ bảng phụ thuộc, tôi xác định đợc lợc đồ phụ thuộc nh sau
1 2
3 4
5
Hình 4.4 Lợc đồ phụ thuộc
Tôi thử bắt đầu kiểm tra nhu cầu của cặp node (2,4), với nhu cầu gốc là 7, do thấp hơn hiệu suất tối thiểu (8 Gb/s), nên không thể tạo đợc kênh trực tiếp giữa cặp node này, nên dời nhu cầu này về node 1. heo đó nhu cầu (1,2) tăng từ 23 lên 30, T còn nhu cầu (1,4) tăng từ 20 lên 27. Nhu cầu (3,4) là 20, tôi chỉ có thể tạo một kênh trực tiếp dung lợng là 10, nhu cầu 10 còn lại dời sang sang node 1. Nhu cầu cặp (1,3) sẽ tăng từ 23 lên 33, còn nhu cầu cặp (1,4) sẽ tăng từ 27 lên thành 37. Trên cơ
sở lợc đồ phụ thuộc, với cách tính tơng t, tôi lập đợc bảng xác tổng nhu cầu trên từng cặp node nh sau.
Bảng 4.8 Nhu cầu thực tế của từng cặp node
(2- 4) 7 (3- 4) 20 (3- 5) 13 (3- 6) 16 (4- 6) 4
(1, 3) (2,5) (2 ) ,6 (4,5) (1,6)
Gèc 23 Gèc 8 Gèc 8 Gèc 23 Gèc 22
Cặp phô thuéc
(3,4) 10 Cặp phô thuéc
(3,5) 3 Cặp
phô thuéc
(3,6) 6 Cặp
phô thuéc
(4,6) 4 Cặp
phô thuéc
(2, 6) 4
Tổng 33 Tổng 11 Tổng 14 Tổng 27 Tổng 26
(5,6) (2,3) (1, 5) (1,4) (1,2)
Gèc 10 Gèc 7 Gèc 6 Gèc 20 Gèc 23
Cặp phô thuéc
(1,6) 16
Cặp phô thuéc
(3,5) 3
Cặp phô thu éc
(4,5) 17
Cặp phô thuéc
(3,4 ) 10
Cặp phô thuéc
(2,4 ) 7
(4,6) 4 (1,3) 23 (1,6) 16 (2,4) 7 (2, 6) 4
Tổng 30 (3,6) 6 (2,5) 1 (4,5) 17 (2, 5) 1
Tổng 39 Tổng 40 Tổng 54 ( , 1 3) 23
12 56 15 14
26 35
36
24 46
23 13
25 16 45
34