với h là số chặng trong đƣờng 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 đƣợc dựa trên các cơ chế OSPF mở rộng. Trong điều kiện lý tƣởng nhất, mong muốn các router tổng hợp đƣợc hầu hết băng thông có sẵn hiện tại trên tất cả các liên kết trong mạng, để chúng có thể đƣa ra quyết định chính xác nhất con đƣờng đƣợc lựa chọn. Lúc đó có các
bản cập nhật rất thƣờng xuyên, ví dụ gần nhƣ mỗi khi băng thông khả dụng của một liên kết thay đổi, thứ không thƣờng xuyên kéo dài và cũng không thực tế. Ngoài ra, ngƣời 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 đƣợc xác định dựa trên một tải trọng tƣơng ứng chấp nhận đƣợc trên mạng và các router. Nhƣợc điểm chính của cách tiếp cận nhƣ vậy là sự thay đổi lớn trong các băng thông có sẵn trên một liên kết có thể vẫn chƣa đƣợc biết trong một chu kỳ đầy đủ, và do đó, dẫn đến nhiều quyết định định tuyến không chính xác.
Một thay thế tốt hơn là sử dụng một cơ chế cập nhật đơn giản, một cơ chế cố gắng để điều hòa độ chính xác của thông tin trạng thái liên kết với sự cần thiết cho quá tải có thể nhỏ nhất. Nhƣ một sự phối hợp có thể đƣợc cụ thể hóa và tinh chỉnh bằng nhiều cách khác nhau, một số trong đó đƣợc thảo luận dƣới 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 dƣới) ngƣỡng, giả sử là 2. Điều này có nghĩa là, khi một tuyến đƣờng với vài đơn vị (unit) băng thông đƣợc tìm kiếm, các liên kết với các giá trị băng thông thông báo trên 2b là “các dự đoán an toàn”, với những giá trị thấp hơn b/2 sẽ đƣợc loại trừ, và tất cả phần còn 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 đƣợc thêm vào hai mục tiêu tiêu chuẩn của băng thông và tổng số chặng, đó là độ chính xác. Sự hợp nhất của nó trong quá trình lựa chọn đƣờng dẫn có thể đƣợc xử lý với các mức độ khác nhau của sự phức tạp và sự tinh sảo.
3.2.2.1. Phƣơng 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, ngƣời ta có thể tính toán 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 đƣờng dẫn khác sẽ đƣợc tính toán cho mỗi giá trị băng thông b. Do đó việc phân tích cho phƣơng pháp này rất phức tạp trong trƣờng hợp các tuyến đƣờng đƣợc tính toán trƣớc. Vậy thì, ta sẽ xem xét một phƣơng pháp đơn giản hơn.
Ở đây, ta chạy thuật toán BF tiêu chuẩn, đƣợc mô tả trong (3.1), có đƣợc nhƣ một đầu ra một bảng định tuyến QoS với α nằm trong khoảng 0.51, là một tham số chỉ ra “risk proneness - hiểm” của ngƣời 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 ngƣời ra quyết định sẵn sàng đánh đổi lấy sự an toàn. Sau đó, khi một yêu cầu kết nối phù hợp với giá trị b của băng thông, thực hiện nhƣ sau:
Từ bảng định tuyến, có đƣợc hmin là số chặng tối thiểu của một tuyến đƣờng với băng thông nhỏ nhất là αb
Từ bảng định tuyến, có đƣợc hmax, số chặng tối đa của một tuyến đƣờng an toàn, nghĩa là với băng thông nhỏ nhất là 2b
Nếu hmin HR hmax: chọn tuyến đƣờng an toàn
Nếu khác: từ bảng, chọn tuyến đƣờng có băng thông lớn nhất trong số những tuyến đƣờng có hmin HR chặng.
3.2.2.3. Chi tiết hóa phƣơng pháp (3)
Một vấn đề chính của phƣơng pháp đơn giản trên là tiềm ẩn khả năng các tuyến đƣờng tốt không đƣợc để ý đến. Một ví dụ đơn giản, xem xét 2 đƣờng dẫn giữa nguồn và đích: đƣờng dẫn thứ nhất có hai liên kết với 10 đơn vị băng thông, đƣờng 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 đƣợc xử lý. Theo phƣơng pháp đơn giản, ta sẽ không tạo một chú giải cho đƣờng dẫn thứ hai, khi nó cho băng thông tƣơng tự nhƣ đƣờng dẫn đầu tiên nhƣng với số chặng nhiều hơn. Tuy nhiên, đƣờng dẫn thứ hai có độ mạo hiểm ít hơn, do đó có thể sẽ là khôn ngoan hơn khi chọn nó. Cách tiếp cận sau diễn giải vấn đề này.
Cho K
b b
b1 2 ... với KM là các giá trị băng thông khác nhau tƣơng ứng với thông báo cuối cùng cho mỗi liên kết (nhƣ trƣớc, M dùng để chỉ số của các liên kết). Các bƣớc sau đây đƣợc thực hiện cho mỗi i
b , 1iK:
Xóa các liên kết “cấm”, nghĩa là xóa những liên kết với băng thông nhỏ hơn 0.5 i
b
Chỉ định “giá” 0 cho một liên kết “an toàn”, nghĩa là, liên kết với băng thông 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 đƣợc một bảng cho từng giá trị băng thông (quan tâm) và cho từng số các chặng h, với đƣờng dẫn có không nhiều hơn h chặng mà có số các liên kết không an toàn nhỏ nhất (và số các liên kết an toàn lớn nhất) đối với giá trị băng thông. Sau đó, khi có một kết nối phù hợp với yêu cầu băng thông là
b đơn vị, nghĩa là i i
b b
b(1) với 1iK, ngƣời 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 đƣờng dẫn tƣơng ứng theo cảm nhận của nó về sự cân bằng giữa hai tiêu chuẩn đó.
Phƣơng pháp này là phức tạp về cả thời gian chạy và kích thƣớc bảng, là
M lần lớn hơn so với một thuật toán BF tiêu chuẩn. Phƣơng pháp sau đây nhằm giải quyết các vấn đề của phƣơng pháp đơn giản (2), nhƣng không phức tạp nhƣ trong (3).
3.2.2.4. Giảm sự phức tạp của phƣơng pháp (3)
Biểu thị bởi bmax là giá trị lớn nhất mà một băng thông kết nối có thể đạt đƣợc. Khi các giá trị băng thông thông báo tăng lên theo cấp số nhân, ví dụ nhƣ với cơ số bằng 2, thuật toán đƣa ra dự đoán hạn chế phạm vi đƣợc cho phép để có thể đƣợc thông báo chuỗi tăng lên theo cấp số nhân của ngƣỡng, gọi là 1, 2, 4…. Ví dụ, về nguyên tắc một thông điệp thông báo trạng thái liên kết đƣợc ban hành chỉ khi một ngƣỡng mới đƣợc vƣợt qua, và rồi thông điệp thông báo trạng thái liên kết sẽ thông báo ngƣỡng 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 đƣợc 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) nhƣ trong (3). Theo đó, độ phức tạp về không gian và thời gian đƣợc giảm xuống 0(MHlog(bmax)) và
)) log( (
0 NH bmax .