Tài liệu Một phương pháp giải quyết xung đột để nâng cao chất lượng hoạt động của mạng chuyển mạch chùm quang

Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 Một phương pháp giải quyết xung đột để nâng cao chất lượng hoạt động của mạng chuyển mạch chùm quang A Contention Resolution Method to Improve the Performance of Optical Burst Switching Networks Nguyễn La Giang Abstract. Contention resolution is very important in improving the performance of OBS networks. Deflection routing is one of main solutions which are used for resolving the burst contentions. This paper proposed a deflection routing method, which provides one more chance to contention bursts when deflection failure occurs. The contention burst will get an opportunity to come back to the adjacent previous node, and may get routed to the destination through the backup route available at this node. The simulation results showed that the proposed method can decrease the burst loss probability in the low and medium traffic loads and also improve the link utilization. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, do sự phát triển bùng nổ của Internet và sự gia tăng của các ứng dụng băng rộng, nên nhu cầu về khai thác băng thông mạng đã trở thành một vấn đề được quan tâm rất nhiều. Truyền dẫn quang với công nghệ WDM được xem như giải pháp tốt nhất để đáp ứng các đòi hỏi về băng thông của người sử dụng hiện nay cũng như hỗ trợ cho việc cung cấp các dịch vụ mạng trong tương lai. Các mạng quang thế hệ sau được nghiên cứu phát triển cùng với các hệ thống chuyển mạch quang tiên tiến để chuyển tải hiệu quả lưu lượng IP. Công nghệ chuyển mạch chùm quang (OBS) [1] có nhiều ưu điểm, chẳng hạn không lãng phí tài nguyên như định tuyến bước sóng, không cần đệm quang như chuyển mạch gói quang, được xem là giải pháp thích hợp trong giai đoạn tới để khắc phục các “nút cổ chai” lưu lượng IP tại các nút chuyển mạch tốc độ cao. Các gói IP khi đến nút biên của mạng OBS sẽ được kết hợp lại thành chùm dữ liệu (DB). Sau một khoảng thời gian hoặc khi đạt đến độ dài nhất định, chùm sẽ được tạo ra tại nút biên cùng với gói điều khiển chùm (BCP). BCP chứa các thông tin về chùm như độ dài chùm, thời gian phát chùm, đích đến, độ ưu tiên,… sẽ được gửi đi trước chùm dữ liệu và được xử lý điện tử tại các nút trung gian để đặt trước tài nguyên cho DB. Sau khi BCP đã đặt trước bước sóng trên toàn tuyến từ nguồn đến đích thì DB sẽ được phát đi. Do vậy, DB sẽ không cần phải được đệm và xử lý điện tử tại các nút trung gian. Nói cách khác DB sẽ được gửi đi hoàn toàn trong miền quang. Do không cần đệm nên OBS tiềm ẩn nguy cơ xung đột chùm (được phát từ các nút biên khác nhau) tại nút chuyển mạch trung gian, từ đó gây ra tắc nghẽn và mất chùm. Xung đột xảy ra khi có ít nhất hai chùm đi đến cùng một nút ở cùng một thời điểm. Để giải quyết xung đột chùm, có 4 phương pháp cơ bản thường được thực hiện, đó là: đệm bằng đường trễ quang, chuyển đổi bước sóng, phân đoạn chùm và định tuyến lệch hướng [2]. Trong trường hợp không phương pháp nào được thực hiện thành công thì chỉ có một chùm được đặt trước tài nguyên còn các chùm xung đột còn lại sẽ bị huỷ. Đối với phương pháp định tuyến lệch hướng, các chùm bị xung đột sẽ được gửi tới liên kết - 49 - Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT ra khác của nút và sau đó được định tuyến qua một tuyến khác để đến đích. Chính sách lựa chọn chùm nào bị huỷ khi xung đột được gọi là chính sách giải quyết xung đột mềm nhằm mục tiêu giảm tỉ lệ tổn thất chùm và tăng hiệu quả sử dụng liên kết [3]. Một số thuật toán giải quyết xung đột mềm cũng đã được đề xuất, như định tuyến lệch hướng sử dụng offset bổ sung và định tuyến đường đi ngắn nhất [4] hay định tuyến lệch hướng sử dụng mô hình hàng đợi Markov [5]. Trong phân đoạn chùm, chỉ một phần của chùm liên quan đến xung đột bị huỷ [6]. Các chính sách giải quyết xung đột được xem là các mô hình phản ứng vì chúng được thực hiện sau khi xung đột xảy ra. Còn có mô hình khác để giảm xung đột là chủ động tránh quá tải mạng bằng chính sách quản lý lưu lượng [3]. Mặt khác, để đánh giá chất lượng mạng OBS, thông số tổn thất chùm hay gói thường được sử dụng. Do đó, việc thiết kế phương pháp định tuyến lệch hướng cho chùm cần phải nhằm mục tiêu có được giá trị tổn thất chùm thấp nhất. Trong phương pháp định tuyến lệch hướng thông thường, chỉ một chùm được chuyển đi theo tuyến ngắn nhất (gọi là tuyến chính), còn chùm xung đột sẽ được định tuyến lệch hướng sang tuyến mới (gọi là tuyến lệch hướng). Tuy nhiên, khi cả tuyến lệch hướng mới cũng không sẵn có thì thì chùm đó sẽ bị huỷ. Bài báo này đề xuất một phương pháp giải quyết xung đột chùm mới bằng định tuyến lệch hướng kết hợp với sử dụng thông tin khảo sát về tuyến dự phòng. Phương pháp này nhằm cố gắng định tuyến chùm một lần nữa sau khi định tuyến lệch hướng lần đầu không thành công. Phương pháp đề xuất được đánh giá bằng các thông số xác suất tổn thất gói, thông lượng, hiệu quả sử dụng liên kết và việc đánh giá được thực hiện thông qua mô phỏng. II. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN LỆCH HƯỚNG Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 Trong phương pháp này, nếu như gói điều khiển không thành công khi đặt trước bước sóng trên đường đi hoặc trên tuyến lệch hướng thì chùm sẽ không bị huỷ ngay. Thay vào đó, gói điều khiển sẽ có cơ hội quay lại nút kề trước đó mà nó đã đi qua và sử dụng tuyến lệch hướng sẵn có tại nút này để đi đến đích. Vì gói điều khiển tốn thời gian khi quay ngược lại nên để tránh xảy ra việc chùm dữ liệu đi vượt lên trước gói điều khiển gây ra nghẽn và huỷ chùm, phương pháp đề xuất đã đặt trước bước sóng trên tuyến quay ngược nhằm buộc chùm dữ liệu phải đi một vòng theo tuyến chính và quay ngược, nhờ đó giữ cho chùm dữ liệu đi sau gói điều khiển. Mặt khác, ngoài gói điều khiển chùm BCP thông thường, ta định nghĩa thêm các gói điều khiển khác là gói điều khiển quay ngược BRP, gói điều khiển khảo sát tuyến dự phòng RIP, gói điều khiển quay ngược khảo sát tuyến dự phòng BIP và bản tin báo đặt trước không thành công NAK. Khi chùm bị huỷ thì NAK sẽ được gửi đến nút nguồn để thông báo việc huỷ. BCP được sử dụng để đặt trước bước sóng từ nguồn đến đích và nó chứa toàn bộ các thông tin cần thiết để thiết lập đường dẫn. Khi định tuyến lệch hướng không thành công thì BRP sẽ được tạo ra và nó sao chép hoàn toàn thông tin của BCP. BRP được sử dụng để quay ngược lại nút kề trước mà nó vừa đi qua. Còn RIP cũng giống như BCP ngoại trừ việc nó không đặt trước bước sóng. Chức năng chính của RIP là khảo sát tình hình tuyến dự phòng và báo cho nút trước đó về tình hình tắc nghẽn. BIP cũng tương tự như BRP. Khi RIP gặp xung đột và định tuyến lệch hướng không thành công thì BIP sẽ được tạo ra và gửi tới nút trước đó để thông báo về xung đột. Các gói điều khiển này bao gồm các trường thông tin như sau: - Nhận dạng gói: loại gói điều khiển (BCP, BRP, RIP, BIP, NAK). - Địa chỉ nút nguồn. - Địa chỉ nút đích. - Số trình tự của chùm. - Giá trị offset. - 50 - Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT - Thời gian bắt đầu xuất phát của gói điều khiển ở từng nút. - Độ dài chùm dữ liệu tương ứng. - Timeout, cũng là thời gian sống của chùm trong mạng để tránh hiện tượng lặp vòng khi định tuyến lệch hướng nhiều lần. - Cờ dự phòng: được thiết lập khi cả tuyến chính lẫn tuyến lệch hướng đều sẵn có. - Cờ lệch hướng: Thiết lập khi chùm lệch hướng hay quay ngược lại. Khi định tuyến lệch hướng không thành công tại một nút có xung đột, nếu như ở nút liền kề trước đấy mà gói điều khiển đã đi qua có tuyến lệch hướng thì chùm sẽ kiểm tra tuyến kết nối giữa nút xung đột với nút kề trước để quay lại. Tất nhiên nếu tuyến này bận thì chùm sẽ bị huỷ. Trong trường hợp có sẵn tuyến thì gói điều khiển sẽ quay lại nút kề trước và đi theo tuyến lệch hướng của nút này để đến đích. Việc gói điều khiển quay lại sẽ làm giảm khoảng thời gian offset giữa gói điều khiển và chùm dữ liệu, làm cho chùm dữ liệu có thể sẽ được phát đi trước khi gói điều khiển kết thúc đặt trước tài nguyên, dẫn đến việc tắc nghẽn và huỷ chùm. Để giải quyết việc này, gói điều khiển cần đặt trước băng thông cho tuyến quay lại giữa nút xung đột và nút kề trước. Mục đích của việc này là để bắt chùm dữ liệu cũng phải đi theo vòng lặp ở tuyến này và do vậy giữ cho chùm dữ liệu đi sau gói điều khiển, do đó không cần phải tăng giá trị offset lên. Thuật toán định tuyến của phương pháp này được mô tả như sau: Khi một nút nhận được gói điều khiển thì: 1. Nếu loại gói điều khiển là BCP thì: + Nếu cả tuyến chính và tuyến lệch hướng đều rỗi thì đặt trước bước sóng và gửi gói điều khiển đi trên tuyến chính. Gửi gói sao chép của BCP là RIP đi trên tuyến lệch hướng. + Nếu tuyến chính bận thì đặt trước bước sóng trên tuyến lệch hướng và gửi gói điều khiển đi trên tuyến lệch hướng. Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 + Nếu cả 2 tuyến chính và tuyến lệch hướng đều không sẵn có thì: - Nếu cờ dự phòng bằng 1 (tức là nút kề trước có sẵn tuyến lệch hướng) thì kiểm tra băng thông trên liên kết quay ngược, nếu có sẵn thì đặt trước bước sóng cho tuyến quay ngược này, tạo BRP (từ BCP) và gửi nó đến nút kề trước. Nếu băng thông không sẵn có thì huỷ chùm và gửi NAK đến nút nguồn. - Nếu cờ dự phòng bằng 0 (không có tuyến rỗi nào ở nút kề trước) thì huỷ chùm và gửi NAK đến nút nguồn. 2. Nếu loại gói điều khiển là BRP thì: + Nếu có tuyến lệch hướng ở nút hiện tại thì đặt trước bước sóng cho liên kết lệch hướng đó. Chuyển trường nhận dạng của BRP thành BCP và chuyển BCP này đi trên liên kết lệch hướng. + Nếu không có tuyến lệch hướng thì huỷ chùm và gửi NAK đến nút nguồn. (Chú ý là mặc dù sẽ sử dụng tuyến lệch hướng nhưng tuyến chính đã được đặt trước vẫn không bị huỷ, nhằm buộc chùm dữ liệu phải di chuyển theo tuyến chính rồi quay ngược lại để đi tiếp trên tuyến lệch hướng, do vậy giữ cho chùm dữ liệu luôn đi sau gói điều khiển). 3. Nếu loại gói điều khiển là RIP: + Nếu có cả 2 tuyến hoặc chỉ 1 tuyến sẽ xử lý giống như xử lý BCP nhưng không đặt trước bước sóng cho liên kết. + Nếu không có tuyến nào rỗi thì chuyển đổi trường nhận dạng RIP thành BIP và gửi đi trên tuyến ngược lại tới nút kề trước. 4. Nếu loại gói điều khiển là BIP thì đánh dấu liên kết giữa nút hiện tại và nút mà BIP vừa từ đó đi đến là không sẵn có (nhằm mục đích ngăn BCP khi đi đến nút hiện tại sẽ không đi vào tuyến sẽ có tắc nghẽn tại nút kế tiếp, đã được gói RIP phát hiện trước đấy). Để dễ hiểu hơn, thuật toán này được minh hoạ bằng hình ảnh như ở hình 1. - 51 - Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT Trong hình 1, nút N là nút nguồn còn nút D là nút đích. Để đơn giản, giả thiết rằng trễ truyền giữa hai nút bất kỳ liền kề là bằng nhau và bằng 1 đơn vị thời gian, coi trễ xử lý gói điều khiển tại nút là không đáng kể. Gọi liên kết giữa hai nút nằm trên tuyến chính là liên kết chính, còn liên kết giữa hai nút nằm trên tuyến lệch hướng là liên kết lệch hướng. Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 gắng sử dụng tuyến khác để đi đến đích. Vì cờ dự phòng trong BCP được thiết lập bằng 1 nên nút B sẽ gửi đi gói BRP tới nút C trước đấy. Cùng lúc này, gói RIP2 đã đi đến nút E. Tại nút E, cả liên kết chính E-G và chặng lệch hướng E-F đều sẵn có. RIP2 được chuyển đi trên liên kết chính tới nút G. Ở thời điểm 4, gói BRP đi đến nút C. Do liên kết lệch hướng C-E là sẵn có nên việc đặt trước được thực hiện cho liên kết này. BCP được chuyển thành BRP và được gửi đến nút E. Cùng lúc này RIP2 đã đi đến nút G. Quyết định định tuyến cho phương pháp đề xuất cũng được mô tả ở bảng 1. Hình 1. Minh hoạ thuật toán quay ngược Bảng 1. Định tuyến từ thời điểm 0 đến 4 Dễ thấy tuyến ngắn nhất từ N tới D là N-A-B-D. Ở thời điểm 0, gói điều khiển BCP được xử lý ở nút N. Tại N, cả hai liên kết chính N-A và lệch hướng N-H đều sẵn có. Do vậy băng thông được đặt trước cho liên kết N-A và BCP được chuyển đi trên liên kết NA. Một gói điều khiển khảo sát tuyến dự phòng RIP1 sẽ được tạo ra và chuyển đi trên liên kết N-H. Ở thời điểm 1, BCP đi đến nút A. Tuy nhiên, băng thông trên liên kết A-B lúc này không sẵn có. Liên kết lệch hướng A-C sẵn có và do vậy việc đặt trước được thực hiện cho liên kết lệch hướng này. BCP sẽ tiếp tục di chuyển theo liên kết A-C. Ở thời điểm 2, BCP đi đến nút C. Tại nút C, cả liên kết chính C-B lẫn liên kết lệch hướng C-E đều sẵn có. Việc đặt trước được thực hiện trên liên kết C-B. Cờ dự phòng trong BCP được thiết lập bằng 1 và BCP được gửi đến nút kế tiếp trên liên kết C-B. Gói điều khiển dự phòng RIP2 sẽ được tạo ra và được gửi đi trên liên kết C-E. Vào thời điểm 3, BCP đi đến nút B. Lúc này cả liên kết chính lẫn liên kết lệch hướng đều không sẵn có. Trong trường hợp định tuyến thông thường thì chùm sẽ bị huỷ. Tuy nhiên, trong phương pháp được đề xuất ở bài báo này, BCP sẽ quay ngược lại nút liền kề trước đấy và cố Để hiểu rõ ý nghĩa của việc sử dụng gói khảo sát tuyến dự phòng, ta hãy xem xét hai trường hợp sau: - Trường hợp 1: nếu liên kết G-D là có sẵn thì RIP2 sẽ được chuyển đi trên liên kết này đến nút D. Ở thời điểm 5, nút E nhận được BRP. Sau khi xử lý BRP, việc đặt trước được thực hiện cho liên kết E-G và BRP được gửi đi trên liên kết này đến nút G. Cùng thời điểm 5 này, RIP2 đã đi đến đích D. Vào thời điểm 6, nút G nhận được BRP và gửi nó đi trên liên kết chính sau khi đã thực hiện việc đặt trước bước sóng. Ở thời điểm 7, BRP đi đến đích D. Như vậy, chùm dữ liệu tương ứng của gói điều khiển này sẽ đi trên tuyến đã đặt trước là N-A-C-B-C-E-G-D. Bảng 2: Định tuyến theo trường hợp 1 - Trường hợp 2: nếu cả liên kết chính G-D và liên kết lệch hướng G-B đều không có sẵn thì bản sao của RIP2 là BIP sẽ được tạo ra tại nút G và gửi ngược lại nút E trước đó. Tại thời điểm 5, nút E nhận được đồng - 52 - Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT thời cả BRP và BIP. Nút E sẽ xử lý BIP và đánh dấu liên kết E-G là không sẵn có cho BRP tương ứng mặc dù trên thực tế là liên kết này vẫn sẵn có. Mục đích của việc đánh dấu này là để ngăn BRP không đi vào tuyến E-G vì sẽ gặp tắc nghẽn ở nút G. Nếu BRP đi vào tuyến E-G thì nó sẽ phải quay lại, do đó sẽ gây ra trễ vòng lặp bổ sung trong quá trình đặt trước. Sau khi xử lý BRP, băng thông sẽ được đặt trước trên liên kết lệch hướng E-F. Như vậy, ta đã thấy rằng nhiệm vụ chính của gói điều khiển khảo sát tuyến dự phòng là giảm thiểu các tình huống quay ngược lại như đã nói ở trên của gói điều khiển, và do vậy làm giảm tổng thời gian đặt trước tuyến đường quang cho chùm. Ở thời điểm 6, nút F nhận được BRP và gửi nó tới nút D sau khi đã đặt trước liên kết F-D. Ở thời điểm 7, gói điều khiển BRP đi đến đích. Như vậy chùm dữ liệu sẽ đi theo tuyến N-A-C-B-C-E-F-D. Bảng 3: Định tuyến theo trường hợp 2 III. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP ĐÃ ĐỀ XUẤT BẰNG MÔ PHỎNG Để đánh giá chất lượng của phương thức định tuyến lệch hướng được đề xuất ở trên, một cấu hình mô phỏng đã được xây dựng dựa trên công cụ mô phỏng mạng OBS-ns của Đại học Thông tin và Truyền thông Hàn Quốc. Cấu hình mạng được sử dụng để đánh giá phương pháp đề xuất là cấu hình NSFNET 14 nút (hình 2). Lưu lượng gói đến mạng được sử dụng cho mô phỏng là lưu lượng Poisson. Thông số chính được dùng để đánh giá chất lượng của phương pháp đề xuất là tỉ lệ tổn thất chùm tương ứng với tải lưu lượng đến (tải được tính theo Erlang). Tỉ lệ tổn thất được tính bằng tỉ số giữa số chùm bị huỷ trên tổng số chùm đi đến các nút của mạng. OBS-ns sử dụng thuật toán định tuyến dựa trên đường đi ngắn nhất. Việc lựa Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 chọn tuyến đi được xác định trước và lưu trong bảng định tuyến tại từng nút. Cơ chế lập lịch của OBS-ns là LAUC-VF, giao thức báo hiệu là JET. Hình 2: Cấu hình NSFNET 14 nút Các giả thiết sau được đưa ra cho mô phỏng: - Tất cả các liên kết trong mạng đều có cùng độ dài. - Tất cả các sợi cáp quang đều có cùng số bước sóng. - Không có chuyển đổi bước sóng và không có đệm quang. - Chùm được tạo ra tại nút biên bằng việc kết hợp các gói đi đến tuân theo tiến trình đến Poisson. - Độ dài chùm có phân bố hàm mũ. - Gói điều khiển được phát đi trên bước sóng riêng và không bao giờ bị nghẽn do thiếu bước sóng. - Lưu lượng mạng là như nhau, không có ưu tiên trên các liên kết. Các thông số mô phỏng được thiết lập như sau: 2 kênh điều khiển, 8 kênh dữ liệu (8 bước sóng). Độ dài chùm trung bình là 125 KB, thời gian kết hợp chùm là 0.1 ms, độ dài gói đến là 1250 byte. Thời gian xử lý gói điều khiển là 4 µs, giá trị offset là 40 µs, trễ truyền trên một liên kết là 1 ms. Cáp quang có tốc độ truyền dẫn là 10 Gb/s. Kết quả mô phỏng được so sánh giữa phương pháp định tuyến lệch hướng đã đề xuất với các trường hợp không sử dụng định tuyến lệch hướng và sử dụng định tuyến lệch hướng thông thường. - 53 - Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT công cũng tăng lên. Từ đó dẫn đến việc càng nhiều chùm quay ngược lại để tìm tuyến mới. Do đó làm cho lưu lượng trên mạng tăng lên và làm tăng xác suất nghẽn tức là tăng xác suất tổn thất chùm. Còn trong trường hợp không có định tuyến lệch hướng, chùm bị huỷ ngay và do vậy không sinh ra lưu lượng mới, tức là số lượng xung đột cũng không tăng lên. Hiệu quả sử dụng liên kết theo tải lưu lượng (8 bước sóng) 1.E+00 Hiệu quả sử dụng liên kết Hình 3 cho thấy kết quả so sánh về mặt xác suất tổn thất gói khi tải lưu lượng thấp (≤ 0.5 Erlang). Có thể thấy rằng phương pháp đề xuất có tỉ lệ tổn thất gói thấp hơn cả, đặc biệt là khi tải rất thấp. Tuy nhiên khi tải tăng lên thì sự khác biệt giữa 3 phương thức là giảm đi. Điều này là đúng vì trong trường hợp không thực hiện được định tuyến lệch hướng thì 2 phương thức không có định tuyến lệch hướng và lệch hướng thông thường đều huỷ chùm, trong khi phương pháp đề xuất cho phép gói điều khiển quay lại và tìm kiếm liên kết khác còn sẵn có để đi đến đích. Khi tải thấp thì số lượng liên kết rỗi là cao nên gói điều khiển dễ có khả năng tìm được tuyến khác. Nhưng khi tải tăng lên thì số liên kết rỗi giảm đi và khả năng tìm tuyến rỗi khác sẽ thấp đi. Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 0.1 Xác suất tổn thất gói Có lệch hướng Lệch hướng + tuyến dự phòng 1.E-04 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Tải lưu lượng (Erlang) Hình 3: Xác suất tổn thất gói khi tải thấp Tổn thất gói theo tải lưu lượng cao (8 bước sóng) 0.9 0.8 Xác suất tổn thất gói 0.2 0.3 0.4 Tải lưu lượng (Erlang) 0.5 0.6 Hình 5 cho thấy hiệu quả sử dụng liên kết cho cả 3 phương pháp. Hiệu quả sử dụng liên kết được tính bằng lưu lượng chuyển qua liên kết chia cho dung lượng của liên kết đó. Nó cũng là tỉ số giữa thời gian bận của liên kết chia cho tổng thời gian quan sát. Ta thấy rằng phương pháp đề xuất có hiệu quả sử dụng liên kết cao nhất. Điều này là do thông thường khi xung đột thì chùm bị huỷ, nhưng phương pháp định tuyến lệch hướng được đề xuất sẽ cố gắng sử dụng các tài nguyên khác bằng phương pháp quay ngược để tránh hủy chùm. Không lệch hướng 0 Không lệch hướng Hình 5: Hiệu quả sử dụng liên kết theo tải 1.E-01 1.E-03 Lệch hướng + tuyến dự phòng Có lệch hướng 1.E-02 1.E-03 Tổn thất gói theo tải lưu lượng thấp (8 bước sóng) 1.E+00 1.E-02 1.E-01 0.7 Thông lượng theo tải lưu lượng (8 bước sóng) Không lệch hướng 0.6 Có lệch hướng Lệch hướng + tuyến dự phòng 0.5 1.E+00 9.E-01 Thông lượng 0.4 0.3 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Tải lưu lượng (Erlang) Hình 4: Xác suất tổn thất gói khi tải cao 8.E-01 7.E-01 Lệch hướng + tuyến dự phòng Có lệch hướng 6.E-01 Không lệch hướng 5.E-01 Trường hợp tải cao được chỉ ra ở hình 4. Chất lượng hoạt động của phương pháp định tuyến lệch hướng theo đề xuất bị giảm xuống khi tải lưu lượng tăng lên so với phương thức không định tuyến lệch hướng. Lý do là khi tải tăng lên, số lượng xung đột chùm tăng lên và làm cho số định tuyến lệch hướng không thành 4.E-01 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Tải lưu lượng (Erlang) 0.6 0.7 0.8 Hình 6: Thông lượng theo tải lưu lượng Hình 6 thể hiện thông lượng theo tải lưu lượng đến nút. Thông lượng được tính bằng tỉ số giữa số gói thành công trên tổng số gói được gửi đi trong một - 54 - Các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTT-TT khoảng thời gian nhất định. Thông lượng thu được qua phương pháp định tuyến lệch hướng đề xuất là cao nhất. Ở mức tải thấp, thông lượng của cả 3 phương pháp là gần như bằng nhau. Khi tải tăng lên thì sự khác biệt về thông lượng cũng tăng lên. Đó là do chùm có nhiều khả năng đến được đích hơn khi xảy ra xung đột vì sử dụng phương pháp định tuyến lệch hướng. Tuy nhiên khi tải tăng lên cao đến khoảng 0.7 Erlang thì sự khác biệt lại không còn nhiều. Đó là do số lượng xung đột tăng lên khi định tuyến lệch hướng sẽ làm cho số lượng chùm bị huỷ tăng lên, tức là phương thức định tuyến đề xuất không có nhiều hiệu quả ở mức tải cao. IV. KẾT LUẬN Tập V-1, Số 1, tháng 04/2009 [3] F.Farahmand, Q.Zhand, J.P.Jue, “A Feedback-Based Contention Avoidance Mechanism for Optical Burst Switching Networks”, Proceedings of the First Annual International Conference on Broadband Networks – BROADNETS, California, USA, 25-29 October, 2004. [4] S.Kim, N.Kim, M.Kang, "Contention Resolution for Optical Burst Switching Networks Using Alternative Routing", Proceedings IEEE ICC, vol.5, pp.2678-2681, New York, USA, April-May 2002. [5] C.F.Hsu, T.L.Liu, N.F.Huang, "Performance Analysis of Deflection Routing in Optical Burst-Switched Networks", Proceedings of IEEE INFOCOM, vol.1, pp.66-73, New York, USA, June 2002. [6] J.Teng, and G.N.Rouskas, "A Comparison of the JIT, JET, and Horizon Wavelength Reservation Schemes on A Single OBS Node", Proceedings of the First International Workshop on Optical Burst Switching, Dallas, USA, October, 2003. Bài báo đã đề xuất một phương pháp giải quyết xung đột bằng định tuyến lệch hướng kết hợp với thông tin khảo sát về tuyến đường dự phòng. Các kết quả mô phỏng đã cho thấy phương pháp này cho tỉ lệ tổn thất gói thấp hơn phương pháp định tuyến thông thường và phương pháp không có định tuyến trong trường hợp mức tải thấp và trung bình (nhỏ hơn 0.7 Erlang). Phương pháp này cũng làm tăng thông lượng chuyển qua mạng và hiệu quả sử dụng liên kết so với 2 phương pháp truyền thống kia. Tuy nhiên khi tải cao (trên 0.7 Erlang), phương pháp này không làm tăng chất lượng hoạt động của mạng. Phương pháp này cũng đề xuất quay ngược gói điều khiển chỉ 1 chặng, do vậy có thể tiếp tục được nghiên cứu mở rộng thêm cho trường hợp quay ngược nhiều chặng, kết hợp với mức ưu tiên của chùm. Tốt nghiệp Đại học Tổng hợp Hà Nội năm 1993, nhận bằng Thạc sĩ Điện tử Viễn thông năm 2003, đang là Nghiên cứu sinh của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông tham gia thực tập tại Viện nghiên cứu Điện tử Viễn thông ETRI - Hàn Quốc. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hiện công tác tại Vụ Khoa học và Công nghệ, Bộ Thông tin và Truyền thông. [1] C.Qiao and M.Yoo, “Optical burst switching (OBS) - a new paradigm for an optical internet”, Journal of High Speed Networks, vol.8, pp.69–84, March, 1999. [2] S.Lee, K.Sriram, H.Kim, J.Song, “Contention-based Limited Deflection Routing in OBS Networks”, Proceedings of IEEE Globecom, vol.5, pp.2633-2637, San Francisco, USA, December, 2003. Ngày nhận bài: 06/11/2008 SƠ LƯỢC VỀ TÁC GIẢ NGUYỄN LA GIANG Sinh năm 1971 tại Thanh Hoá. Lĩnh vực quan tâm: công nghệ chuyển mạch chùm quang, báo hiệu trong mạng viễn thông, QoS trong mạng hội tụ băng rộng. Email: [email protected]. - 55 -