Phƣơng pháp định tuyến dựa trên dự đoán (PBR) đã đƣợc đề xuất nhƣ là một đề án tính toán trƣớc trong các mạng truyền tải quang. Đã có nhiều nỗ lực đƣợc thực hiện để áp dụng PBR cho các mạng IP truyền thống. Có nhiều đề xuất xử lý liên quan tới các vấn đề về tính toán trƣớc hoặc dự đoán, nhƣ ba đề xuất sau: (i) định tuyến hot-potato "dự đoán" đƣờng dẫn tốt nhất đến đích dựa trên thông tin về độ trễ của các yêu cầu đến từ đích đó, (ii) đề xuất dự đoán tải thông tin tƣơng lai trong một liên kết dựa trên các mẫu đo đƣợc trƣớc đó của tải thông tin trong liên kết đó, và (iii) một biến thể của định tuyến hot-potato. Trái ngƣợc với những đề xuất này, các liên kết dự đoán PBR với sự khả dụng của các đƣờng dẫn thay vì dự đoán tải thông tin truy cập đến.
PBR dựa trên những ý tƣởng của sự dự báo nhánh trong kiến trúc máy tính. Bằng cách mở rộng khái niệm về dự đoán nhánh tới kiến trúc máy tính, nó sẽ là cần thiết để đăng ký lịch sử của trạng thái mạng từ quan điểm của nút nguồn, nghĩa là các nút nguồn chứa một đăng ký cho mọi tuyến từ nút đó, nút mà đƣợc cập nhật thông tin trạng thái mạng. Cần lƣu ý rằng các đăng ký đó không đƣợc cập nhật bởi các bản tin cập nhật truyền thống (bao gồm cả thông tin trạng thái mạng), nhƣng tại các chu kỳ thời gian nhất định. Thông tin thu đƣợc từ các đăng ký lịch sử đƣợc sử dụng để truy cập các bảng dự đoán. Trên thực tế, trong mọi nút nguồn có một bảng dự báo cho mỗi đƣờng dẫn khả thi từ nút nguồn đó. Các bảng dự báo có các mục khác nhau, mỗi mục lƣu giữ thông tin về một mô hình khác nhau bằng một bộ đếm hai bit. Dự báo thực hiện đọc giá trị của một bộ đếm hai bit. Một đƣờng dẫn đƣợc lựa chọn chỉ với giá trị là 0 hoặc 1.
Thuật toán đƣợc sử dụng để lựa chọn các đƣờng dẫn đƣợc giải thích bằng một ví dụ. Chúng ta giả sử rằng giữa các cặp nguồn - đích có hai tuyến đƣợc tính toán, nhƣng thuật toán có thể đƣợc thực hiện trong nhiều hơn hai đƣờng dẫn. Việc đăng ký lịch sử thì chỉ ra băng thông trong chu kỳ cuối cùng với 2 bit.
Hình dƣới đây trình bày cho ví dụ sau: khi một yêu cầu mới đòi hỏi 40% băng thông của nút nguồn, lộ trình đầu tiên đƣợc kiểm tra. Thông tin mới nhất về băng thông chiếm dụng cho thấy là 40% băng thông đã đƣợc sử dụng trong
đƣờng đầu tiên. Cả hai giá trị băng thông đƣợc cộng vào 40%+40%, và nếu nó nhỏ hơn 100% thì bảng dự đoán của tuyến đầu tiên đƣợc kiểm tra, nếu không thì các bảng dự đoán tiếp theo sẽ đƣợc kiểm tra. Trong trƣờng hợp này, tổng băng thông là 80% (>75%) và chỉ số để truy cập vào bảng dự đoán đầu tiên là 0 (00 trong mã hóa 2 bit). Với chỉ số này trong bảng dự đoán của tuyến đƣờng đầu tiên đƣợc truy cập và bộ đếm đƣợc đọc. Giả sử bộ đếm là 2, thì sau đó dự đoán không sử dụng tuyến đƣờng đầu tiên này và có thể tuyến đƣờng thứ hai sẽ đƣợc kiểm tra. Trong tuyến đƣờng thứ hai băng thông bị chiếm dụng trong chu kỳ cuối là 25%. Băng thông mới này sẽ là 40%+25%=65%, tƣơng ứng với một chỉ mục của 1 (01 với mã hóa 2 bit). Với chỉ số này trong bảng dự đoán của tuyến đƣờng thứ hai đƣợc truy cập và giá trị bộ đếm là 1. Giá trị bộ đếm này có nghĩa là dự báo là sử dụng tuyến đƣờng thứ hai này do đó thuật toán sẽ chọn tuyến đƣờng thứ hai này.
Hình 2.1. Ví dụ về việc dự đoán với 2 lộ trình
Nhƣ đã nêu ở trên, các đăng ký lịch sử đƣợc cập nhật mỗi chu kỳ với thông tin về băng thông bị chiếm cho nút nguồn ở mỗi đƣờng dẫn. Trong ví dụ cuối cùng, khi thuật toán lựa chọn đƣờng dẫn thứ hai, băng thông mới bị chiếm dụng bởi nút này trong đƣờng dẫn thứ hai này sẽ là 65%. Điều quan trọng cần lƣu ý rằng băng thông chiếm dụng này chỉ là băng thông mà nút biết, nhƣng nó có thể không phải là sự chiếm dụng thực sự. Tình huống này xảy ra do việc loại bỏ các bản tin cập nhật, khi các nút nguồn khác có thể sử dụng nhiều băng thông
40% 25% Đăng ký tuyến 2 Lƣu lƣợng vào đòi hỏi 40% băng thông 1) (40+40)% băng thông 2) (25+40)% băng thông PT1 chỉ số=00 PT2 chỉ số=01 00 01 10 11 00 01 10 11 2 1 Bảng dự đoán Kiểm tra tuyến 2 Chọn tuyến 2
hơn trong các liên kết của cùng một đƣờng dẫn và nút nguồn, thông tin chiếm dụng sẽ không đƣợc cập nhật. Chỉ có bảng dự đoán của các đƣờng dẫn đƣợc lựa chọn là đƣợc cập nhật. Nếu kết nối đƣợc thiết lập thì bộ đếm tƣơng ứng của bảng dự báo bị giảm, nhƣng nếu kết nối bị chặn thì bộ đếm đƣợc tăng lên. Trong ví dụ trên, nếu kết nối đƣợc thiết lập bộ đếm của mục nhập 01 của bảng dự đoán của các đƣờng dẫn 2 sẽ là 0, nhƣng nếu kết nối bị chặn bộ đếm sẽ là 2.