Chuyên đề Mạng truyền dẫn quang (TS. Võ Viết Minh Nhật) - Bài 8 Kỹ thuật lập lịch chùm trên mạng OBS ppt

1
Chuyên ê:đ M ng truy n d n ạ ề ẫ
quang
Bài 8: K thu t l p l ch ỹ ậ ậ ị
chùm trên m ng OBS ạ
TS. Võ Vi t Minh Nh tế ậ
Khoa Du L ch – Đ i h c Huị ạ ọ ế

2
M c tiêuụ
o
Bài này nh m cung c p cho h c viên các ki n th c ằ ấ ọ ế ứ
và k năng v :ỹ ề

T ng quan v k thu t l p l ch chùmổ ề ỹ ậ ậ ị

Các k thu t l p l ch chùm khác nhau:ỹ ậ ậ ị
•
L p l ch không l p đ y kho ng tr ngậ ị ấ ầ ả ố
–
First Fit Unscheduled Channel (FFUC)
–
Latest Available Unscheduled Channel (LAUC)
•
L p l ch có l p đ y kho ng tr ngậ ị ấ ầ ả ố
–
First Fit Unscheduled Channel with Void Filling (FFUC-VF)
–
Latest Available Unscheduled Channel with Void Filling
(LAUC-VF)
3

N i dung trình bàyộ
o
T ng quan v k thu t l p l ch chùmổ ề ỹ ậ ậ ị
o
Các k thu t l p l ch chùm khác nhau:ỹ ậ ậ ị

L p l ch không l p đ y kho ng tr ngậ ị ấ ầ ả ố
•
First Fit Unscheduled Channel (FFUC)
• Latest Available Unscheduled Channel (LAUC)

L p l ch có l p đ y kho ng tr ngậ ị ấ ầ ả ố
•
First Fit Unscheduled Channel with Void
Filling (FFUC-VF)
•
Latest Available Unscheduled Channel with
Void Filling (LAUC-VF)
4
8.1. Gi i thi uớ ệ
o
Khi m t burst đ n m t nút, nó ph i đ c c p ộ ế ộ ả ượ ấ
phát m t b c sóng thích h p trên kênh ra. M c ộ ướ ợ ụ
đích c a vi c l p l ch, ngoài nh m đáp ng yêu ủ ệ ậ ị ằ ứ
c u băng thông, còn đ t i u hóa băng thông s ầ ể ố ư ử
d ng. ụ
o
L p l ch kênh trên m ng OBS khác v i trên m ng ậ ị ạ ớ ạ
IP truy n th ng. Trong m ng IP, m i nút trung ề ố ạ ỗ
tâm l u tr các gói tin đ n trong các b đ m ư ữ ế ộ ệ

đi n t và l p l ch chúng trên c ng ra mong mu n. ệ ử ậ ị ổ ố
Trong OBS, m i khi burst đ n t i m t nút lõi, nó ỗ ế ạ ộ
ph i đ c g i t i nút ti p theo mà không có m t ả ượ ử ớ ế ộ
l u tr nào t ng t nh các b đ m đi n t . ư ữ ươ ự ư ộ ệ ệ ử
5
o
The objective of scheduling is to minimize:

The latest available unscheduled time (LAUT) or the
horizon: the earliest time at which the data channel is
available for an unscheduled data burst to be
scheduled

Gaps: the time difference between the arrival of the
unscheduled burst and ending time of the previously
scheduled burst

Voids: the unscheduled duration (idle period) between
two scheduled bursts on a data channel
6
Ex. of LAUT, Gap and Void
7
o
Các gi i thu t l p l ch đ c phân lo i d a trên ý ả ậ ậ ị ượ ạ ự
t ng ch đ o là có hay không l p đ y kho ng ưở ủ ạ ấ ầ ả
tr ng (void fill). ố
o
Nh mô t hình v , n u chúng ta ch xem xét ư ả ở ẽ ế ỉ
vi c l p l ch c a burst đ n đ i v i các kênh D1 và ệ ậ ị ủ ế ố ớ
D2, gi i thu t l p l ch đ c xem xét là không xét ả ậ ậ ị ượ

đ n vi c l p đ y kho ng tr ng. Ng c l i, n u có ế ệ ấ ầ ả ố ượ ạ ế
xét đ n c kênh D0 và D3 thì gi i thu t l p l ch ế ả ả ậ ậ ị
đ c xem xét là có xét đ n vi c l p đ y kho ng ượ ế ệ ấ ầ ả
tr ng. ố
o
Th c t , các kho ng tr ng này đ c sinh ra khi ự ế ả ố ượ
có nh ng bi n thiên quan tr ng v m t đ lu ng ữ ế ọ ề ậ ộ ồ
d li u IP đ n t i m t nút biên vào OBS, cũng ữ ệ ế ạ ộ
nh là m t đ các burst đ n t i các nút lõi. ư ậ ộ ế ạ
8
Vi c l p l ch có th xét đ n có hay không ệ ậ ị ể ế
l p đ y kho ng tr ngấ ầ ả ố
9
Các gi i thu t l p l ch không xét đ n ả ậ ậ ị ế
l p đ y kho ng tr ng ấ ầ ả ố
o
Có hai gi i thu t l p l ch không xét đ n l p đ y ả ậ ậ ị ế ấ ầ
kho ng tr ng:ả ố

FFUC (First Fit Unscheduled Channel) [2,3,4,5] và

LAUC (Lastest Available Unused Channel) [5,6].
o
Đ i v i lo i gi i thu t này, chúng ta c n l u ý đ n ố ớ ạ ả ậ ầ ư ế
2 tham s : th i đi m đ n s c a burst so v i th i ố ờ ể ế ủ ớ ờ
đi m k t thúc c a burst sau cùng nh t LAUTi ể ế ủ ấ
trên kênh d li u kh d ng th i. N u LAUTữ ệ ả ụ ứ ế
i
> s,
kênh th i m i đ c xem xét cho vi c l p l ch ứ ớ ượ ệ ậ ị

burst đ n. ế
o Nh mô t hình v , rõ ràng ch có kênh D0 và ư ả ở ẽ ỉ
D3 là đ c xem xét vì th a mãn đi u ki n LAUTượ ỏ ề ệ
1

> s và LAUT
2
> s.
10
Vi c l p l ch có th xét đ n có hay không ệ ậ ị ể ế
l p đ y kho ng tr ngấ ầ ả ố
11
Gi i thu t FFUC ả ậ
o Vào:

Th i đi m đ n s c a burst đ nờ ể ế ủ ế

S kênh kh d ng n cho vi c l p l ch ố ả ụ ệ ậ ị

Th i đi m k t thúc c a burst sau cùng nh t LAUTi , i=0 n-1ờ ể ế ủ ấ
o Gi i thu t:ả ậ
1. i=0;
2. N u v n còn kênh kh d ng i v n ch a đ c th l p l ch (i<n), ế ẫ ả ụ ẫ ư ượ ử ậ ị
chuy n sang b c 3; n u không, thông báo không th l p l ch ể ướ ế ể ậ ị
đ c và k t thúcượ ế
3. Th l p l ch burst đ n cho kênh kh d ng i (ki m tra LAUTi > s): ử ậ ị ế ả ụ ể
N u thành công, ch n kênh i cho vi c l p l ch burst đ n và k t ế ọ ệ ậ ị ế ế
thúc. N u không, quay l i b c 2 th đ i v i kênh i=i+1.ế ạ ướ ử ố ớ

V i gi i thu t FFUC, kênh D1 s đ c ch n vì đó là kênh ớ ả ậ ẽ ượ ọ

đ u tiên đ c tìm th y th a mãn đi u ki n LAUTầ ượ ấ ỏ ề ệ
1
> s.
12
Gi i thu t LAUC ả ậ
o Vào:

Th i đi m đ n s c a burst đ nờ ể ế ủ ế

S kênh kh d ng n cho vi c l p l ch ố ả ụ ệ ậ ị

Th i đi m k t thúc c a burst sau cùng nh t LAUTi , i=0 n-1ờ ể ế ủ ấ

Ch s kênh đ c ch n sc; ỉ ố ượ ọ

kho ng cách t i thi u gapả ố ể
min
gi a burst đ n và burst đã đ c l p ữ ế ượ ậ
l ch sau cùng nh t trên m t kênh nào đó;ị ấ ộ
o
Gi i thu t:ả ậ
1. i=0; sc=-1; gapmin=-1;
2. N u v n còn kênh kh d ng i v n ch a đ c th l p l ch (i<n), ế ẫ ả ụ ẫ ư ượ ử ậ ị
chuy n sang b c 3; n u không, chuy n sang b c 5.ể ướ ế ể ướ
3. Th l p l ch burst đ n cho kênh kh d ng i (ki m tra LAUTi > s): ử ậ ị ế ả ụ ể
N u thành công, chuy n sang b c 4. N u không, quay l i b c ế ể ướ ế ạ ướ
2 và th đ i v i kênh i=i+1.ử ố ớ
13
4. Ki m tra n u kho ng cách gapể ế ả
min

l n h n kho ng cách gi a burst ớ ơ ả ữ
đ n và burst đã đ c l p l ch sau cùng nh t trên m t kênh i ế ượ ậ ị ấ ộ
(gapmin>s-LAUTi): n u đúng thì gán l i gapmin=s-LAUTi, sc=i và ế ạ
quay l i b c 2 th đ i v i kênh i=i+1; n u không quay l i b c 2 ạ ướ ử ố ớ ế ạ ướ
th đ i v i kênh i=i+1ử ố ớ
5. N u không tìm đ c kênh kh d ng nào đ l p l ch burst đ n ế ượ ả ụ ể ậ ị ế
(sc=-1), thông báo không th l p l ch đ c và k t thúc; n u ể ậ ị ượ ế ế
không, kênh sc là đ c ch n cho vi c l p l ch burst đ n và k t ượ ọ ệ ậ ị ế ế
thúc.
o
V i gi i thu t LAUC, kênh D2 s đ c ch n vì đó là ớ ả ậ ẽ ượ ọ
kênh th a mãn đi u ki n LAUTỏ ề ệ
3
> s v i hi u s – LAUTớ ệ
3
là
nh nh t. ỏ ấ
o M c đích c a gi i thu t này là nh m t i thi u kho ng ụ ủ ả ậ ằ ố ể ả
tr ng đ c t o ra t th i đi m đ n c a burst đ n v i ố ượ ạ ừ ờ ể ế ủ ế ớ
th i đi m k t thúc c a burst li n k đã đ c l p l ch ờ ề ế ủ ề ề ượ ậ ị
tr c đó. ướ
14
Các gi i thu t l p l ch có xét đ n ả ậ ậ ị ế
l p đ y kho ng tr ngấ ầ ả ố
o Trên c s 2 gi i thu t không xét đ n l p đ y kho ng ở ở ả ậ ế ấ ầ ả
tr ng, 2 gi i thu t t ng t có xét đ n l p đ y kho ng ố ả ậ ươ ự ế ấ ầ ả
tr ng (Void-Filling) là:ố

First Fit Unscheduled Channel with Void-Filling (FFUC-VF) và


Latest Available Unscheduled Time with Void-Filling (LAUC-VF).
o Đ i v i lo i gi i thu t này, chúng ta c n l u ý đ n th i ố ớ ạ ả ậ ầ ư ế ờ
đi m b t đ u và k t thúc c a các burst: (s,e) c a burst ể ắ ầ ế ủ ủ
m i đ n c n xem xét đ l p l ch và (sớ ế ầ ể ậ ị
k
i
, e
k
i
) c a các burst ủ
đã l p l ch trên t t c các kênh. ậ ị ấ ả
o
Nh mô t hình v , rõ ràng kênh D0 và D3 là đ c xem ư ả ở ẽ ượ
xét vì th a mãn đi u ki n eỏ ề ệ
k
i
< s và s
k+1
i
> e, i=0,3.
15
Vi c l p l ch có th xét đ n có hay không ệ ậ ị ể ế
l p đ y kho ng tr ng ấ ầ ả ố
16
Gi i thu t FFUC-VF ả ậ
o
Vào:

Th i đi m đ n s và th i đi m k t thúc e c a burst đ n;nh v y ờ ể ế ờ ể ế ủ ế ư ậ
đ dài burst s là (e-s)ộ ẽ


S kênh kh d ng n cho vi c l p l chố ả ụ ệ ậ ị

Th i đi m b t đ u ski và k t thúc eờ ể ắ ầ ế
k
i
c a burst k trên kênh kh ủ ả
d ng i, i=0 n-1ụ
o
Gi i thu t:ả ậ
1. i=0;
2. N u v n còn kênh kh d ng i v n ch a đ c th l p l ch (i<n), ế ẫ ả ụ ẫ ư ượ ử ậ ị
chuy n sang b c 3; n u không, thông báo không th l p l ch ể ướ ế ể ậ ị
đ c và k t thúcượ ế
3. Th l p l ch burst đ n cho kênh kh d ng i (ki m tra s > eử ậ ị ế ả ụ ể
k
i
và s
k+1
i

> e): N u thành công, ch n kênh i cho vi c l p l ch burst đ n và ế ọ ệ ậ ị ế
k t thúc. N u không, quay l i b c 2 và th đ i v i kênh i=i+1.ế ế ạ ướ ử ố ớ
o
V i gi i thu t FFUC-VF, kênh Dớ ả ậ
0
s đ c ch n vì đó là ẽ ượ ọ
kênh đ u tiên đ c tìm th y th a mãn đi u ki n eầ ượ ấ ỏ ề ệ
k
2

< s và
s
k+1
2
> e (kho ng tr ng t sả ố ừ
k+1
i
đ n eế
k
i
).
17
Gi i thu t LAUC-VF (Min-SV) ả ậ
o
Vào:

Th i đi m đ n s và th i đi m k t thúc e c a burst đ n; nh v y ờ ể ế ờ ể ế ủ ế ư ậ
đ dài burst s là (e-s)ộ ẽ

S kênh kh d ng n cho vi c l p l ch ố ả ụ ệ ậ ị

Th i đi m b t đ u sờ ể ắ ầ
k
i
và k t thúc eế
k
i
c a burst k trên kênh kh ủ ả
d ng i, i=0 n-1ụ


Ch s kênh đ c ch n sc; kho ng cách t i thi u s_gapỉ ố ượ ọ ả ố ể
min
gi a ữ
burst đ n và burst đã đ c l p l ch sau cùng nh t trên m t kênh ế ượ ậ ị ấ ộ
nào đó;
o
Gi i thu t:ả ậ

i=0; sc=-1; s_gap
min
=-1;

N u v n còn kênh kh d ng i v n ch a đ c th l p l ch (i<n), ế ẫ ả ụ ẫ ư ượ ử ậ ị
chuy n sang b c 3; n u không, chuy n sang b c 5.ể ướ ế ể ướ

Th l p l ch burst đ n cho kênh kh d ng i (ki m tra s > eki và ử ậ ị ế ả ụ ể
s
k+1
i
> e): N u thành công, chuy n sang b c 4. N u không, quay ế ể ướ ế
l i b c 2 và th đ i v i kênh i=i+1.ạ ướ ử ố ớ
18

Ki m tra n u kho ng cách gapể ế ả
min
l n h n kho ng cách gi a burst ớ ơ ả ữ
đ n và burst đã đ c l p l ch sau cùng nh t trên m t kênh i ế ượ ậ ị ấ ộ
(s_gap
min
>s- e

k
i
): n u đúng thì gán l i s_gapế ạ
min
=s- e
k
i
, sc=i; và quay l i ạ
b c 2 th đ i v i kênh i=i+1; n u không quay l i b c 2 th đ i ướ ử ố ớ ế ạ ướ ử ố
v i kênh i=i+1ớ

N u không tìm đ c kênh kh d ng nào đ l p l ch burst đ n ế ượ ả ụ ể ậ ị ế
(sc=-1), thông báo không th l p l ch đ c và k t thúc; N u ể ậ ị ượ ế ế
không, ch n kênh sc cho vi c l p l ch burst đ n và k t thúc.ọ ệ ậ ị ế ế
o
V i gi i thu t LAUC, kênh Dớ ả ậ
3
s đ c ch n vì đó là kênh ẽ ượ ọ
th a mãn đi u ki n eỏ ề ệ
k
3
< s
j
và s
k+1
3
> e
j
và hi u sệ
j

– e
k
3
là nh ỏ
nh t (kho ng tr ng mà kho ng cách t th i đi m đ n c a ấ ả ố ả ừ ờ ể ế ủ
burst đ n và th i đi m k t thúc c a burst li n k đã ế ờ ể ế ủ ề ề
đ c l p l ch tr c đó trên kênh t ng ng là nh nh t). ượ ậ ị ướ ươ ứ ỏ ấ
o
Gi i thu t LAUC-VF còn có m t tên khác là gi i thu t ả ậ ộ ả ậ
Min-SV (minimum starting void) [8]
19
Gi i thu t Min-EV ả ậ
o
T ng t gi i thu t Min-SV, gi i thu t Min-EV ươ ự ả ậ ả ậ
(minimum ending void) [8] chú ý đ n vi c t i u là ế ệ ố ư
kho ng cách t th i đi m k t thúc c a burst đ n ả ừ ờ ể ế ủ ế
và th i đi m b t đ u c a burst đã đ c l p l ch ờ ể ắ ầ ủ ượ ậ ị
tr c đó trên m t kênh kh d ng là nh nh t. ướ ộ ả ụ ỏ ấ
o
Nói m t cách khác, mô t gi i thu t Min-EV là ộ ả ả ậ
hoàn toàn t ng t v i gi i thu t LAUC-VF, ch ươ ự ớ ả ậ ỉ
khác v i đi u ki n ch n kênh sc sao cho e_gapớ ề ệ ọ
min
=
Min(e- s
k+1
i
), ∀i.
20
Gi i thu t k t h p Min-SV và Min-ả ậ ế ợ

EV
o
Vi c k t h p c hai đi u ki n ch n kênh c a Min-ệ ế ợ ả ề ệ ọ ủ
SV, s_gap
min
= Min(s- e
k
i
), ∀i, và Min-EV, e_gap
min
=
Min(e- s
k+1
i
), ∀i, s đ a đ n m t gi i pháp t i u ẽ ư ế ộ ả ố ư
h n khi ch n kênh đ l p l ch [8]. ơ ọ ể ậ ị
o
Tuy nhiên, vi c k t h p c hai đi u ki n này s ệ ế ợ ả ề ệ ẽ
t o nên khó khăn trong vi c ch n kênh, nh mô ạ ệ ọ ư
t trong hình v sau, trong đó n u ch n kênh Dả ẽ ế ọ
0

cho burst đ n thì th a mãn đ c s_gapế ỏ ượ
min
là nh ỏ
nh t nh ng không th a mãn đ c e_gapấ ư ỏ ượ
min
là nh ỏ
nh t. Ng c l i n u ch n Dấ ượ ạ ế ọ
1

cho burst đ n thì ế
th a mãn đ c e_gapỏ ượ
min
là nh nh t nh ng không ỏ ấ ư
đúng đ i v i s_gapố ớ
min
là nh nh t.ỏ ấ
21
o Gi i pháp cho v n đ này là xét t ng nh nh t c a 2 ả ấ ề ổ ỏ ấ ủ
kho ng cách: gapả
min
= Min((s- e
k
i
) + (e- s
k+1
i
)). Mô t gi i ả ả
thu t k t h p Min-SV và Min-EV do đó hoàn toàn t ng ậ ế ợ ươ
t gi i thu t LAUC-VF, ch khác đi u ki n ch n kênh sc ự ả ậ ỉ ở ề ệ ọ
sao cho gap
min
= Min((s- e
k
i
) + (e- s
k+1
i
)), ∀i.
22

Gi i thu t BFUC-VF ả ậ
o Gi i thu t BFUC-VF (Best Fit Unscheduled Channel - ả ậ
Void-Filling) [9] đ xu t m t tham s “hi u qu (t l ) s ề ấ ộ ố ệ ả ỉ ệ ử
d ng băng thông kho ng tr ng” (utilization) khi m t burst ụ ả ố ộ
đ c l p l ch lên m t kênh: ượ ậ ị ộ
utilization = (e-s)*100/(e
k
i
- s
k+1
i
), ∀i.
o
Kênh nào có giá tr hi u qu băng thông l n nh t s đ c ị ệ ả ớ ấ ẽ ượ
ch n. ọ
o
Nh v y, gi i thu t BFUC-VF v b n ch t là t ng t v i ư ậ ả ậ ề ả ấ ươ ự ớ
gi i thu t k t h p Min-SV và Min-EV. Mô t gi i thu t ả ậ ế ợ ả ả ậ
BFUC-VF do đó là hoàn toàn t ng t gi i thu t LAUC-ươ ự ả ậ
VF, ch khác đi u ki n ch n kênh sc sao cho utilization = ỉ ở ề ệ ọ
Max((e-s)*100/(e
k
i
-s
k+1
i
)), ∀i.
23
Gi i thu t Max-EV ả ậ
o Ng c v i gi i thu t Min-SV, tác gi trong [8] cho r ng ượ ớ ả ậ ả ằ

vi c t i đa kho ng tr ng sinh ra t i th i đi m k t thúc ệ ố ả ố ạ ờ ể ế
c a burst đ n đ n th i đi m b t đ u c a m t burst khác ủ ế ế ờ ể ắ ầ ủ ộ
đã đ c l p l ch trên m t kênh kh d ng nào có là c n ượ ậ ị ộ ả ụ ầ
thi t, b i vì các burst đ n sau đó s có xu h ng có th i ế ở ế ẽ ướ ờ
đi m đ n sể ế
j+1
l n h n th i đi m k t thúc c a burst đ n ớ ơ ờ ể ế ủ ế
hi n th i eệ ờ
j
. Vi c t i đa kho ng tr ng t o ra này s t o ệ ố ả ố ạ ẽ ạ
c h i cho m t burst đ n khác đ c l p l ch và do đó khai ơ ộ ộ ế ượ ậ ị
thác hi u qu h n vi c s d ng băng thông. Dĩ nhiên ệ ả ơ ệ ử ụ
kho ng tr ng t o ra này ph i có đ dài l n h n đ dài t i ả ố ạ ả ộ ớ ơ ộ ố
thi u c a m t burst đ c phép sinh ra, n u không kho ng ể ủ ộ ượ ế ả
tr ng sinh ra không có giá tr s d ng. ố ị ử ụ
o
Mô t gi i thu t Max-EV nh v y s hoàn toàn t ng t ả ả ậ ư ậ ẽ ươ ự
v i gi i thu t LAUC-VF, ch khác v i đi u ki n ch n kênh ớ ả ậ ỉ ớ ề ệ ọ
sc sao cho e_gap
max
= Max(e- s
k+1
i
), ∀i và e- s
k+1
i
> burst
min
.
24

So sánh các gi i thu t l p l chả ậ ậ ị
25
Segmentation-Based Channel
Scheduling
o
the contention resolution techniques drop the
burst completely if they fail to resolve the
contention.
o
Instead of dropping the burst in its entirety, it is
possible to drop only the overlapping parts of a
burst using the burst segmentation technique.