Kỹ thuật truyền số liệu : Tìm đường trong mạng chuyển mạch part 1 doc

BK
TP.HCM
2008
dce
Chương 8

Tìm đường trong mạng chuyển mạch
Tìm đường trong mạng chuyển mạch mạch
Tìm đường trong mạng chuyển mạch gói
Các giải thuật tìm đường đi ngắn nhất
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
2
Data Communication and Computer Networks
Tìm đường trong mạng chuyển mạch mạch
•

Tìm đường
–

Tìm đường đi kết nối qua mạng giữa 2 node đầu cuối sao
cho mạng được sử

dụng hiệu quả

nhất
•

Chức năng
–

Xác định kết nối từ

thuê bao gọi đến thuê bao được gọi
qua một loạt các chuyển mạch và

trung kế
•

Các yêu cầu đặt ra trong vấn đề

tìm đường
–

Hiệu quả
•

Xử lý được tải trên mạng vào giờ cao điểm
•

Giảm thiểu số lượng thiết bị

trong mạng (node và

trunk)
–

Khả năng co giãn
•

Có

những trường hợp lưu thông trên mạng vượt quá

tải đã thiết kế
•

Mạng phải đảm bảo khả năng hoạt động ở

một mức độ

nào đó

trong những trường hợp như vậy
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
3
Data Communication and Computer Networks
Tìm đường phân cấp
•

Static Hierachical Routing
•

Các chuyển mạch được kết nối theo cấu trúc phân
cấp (thông thường theo cấu trúc cây)
–

Đường đi được hình thành từ

node lá đi lên
•

Tăng tính co giãn
–

Các trung kế (trunk) được kết nối thêm vào cắt ngang cấu
trúc cây
–

Cung cấp các đường đi thay thế
•

Tĩnh
–

Không thích nghi theo các điều kiện thay đổi trên mạng
–

Mạng phải được thiết kế để

chịu được tải nặng  oversize
–

Cấu trúc tĩnh đáp ứng kém với lỗi
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
4

Data Communication and Computer Networks
Local (End)
office
Regional
center
Sectional
center
Primary
center
Toll
center
tandem
switch
Telephone
Toll connecting
FINAL
FINAL
FINAL
FINAL
HU (high-usage trunks)
Alternate
Hierarchical
Routing
Alternate
Hierarchical
Routing
Tìm đường phân cấp
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu

5
Data Communication and Computer Networks
Tìm đường động
•

Tìm đường động (Dynamic Routing)
–

Cho phép thay đổi trong việc tìm đường tùy theo lưu thông trong mạng
–

Dùng cấu trúc ngang cấp cho các node trong mạng
–

Đường đi thiết lập giữa hai thuê bao thay đổi tùy theo khả năng tải và
băng thông của đường truyền tại thời điểm thiết lập kết nối
–

Phức tạp và linh động hơn
•

Một số phương pháp tìm đường động
–

Dựa vào thống kê biến động trong mạng (tải, băng thông, ) theo thời
gian, còn gọi là

Time-dependent Routing
•

Alternate routing
–

Dựa vào biến động trong mạng (tải, băng thông, ) để trao đổi cập
nhật thông tin tìm đường đi giữa các node trong mạng, từ đótìm ra
được đường đi tối ưu và

cập nhật vào bảng routing ở

các node
chuyển mạch trong mạng, còn gọi là

State-dependent Routing
•

Adaptive routing
–

Kết hợp cả hai phương pháp này
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
6
Data Communication and Computer Networks
Alternate routing
•

Các

đường

đi có

thể

giữa2


trạm

(end office) đượcliệt

kê

trước
•

Bộ

chuyểnmạch

nguồn

chọnlựacácđường

thích

hợp
•

Các

đường

đượcliệtkê

theo

thứ

tựưutiên
–

Ưutiênkếtnốitrựctiếp
–

Thứ

tự ưu tiên dựa vào thống
kê lưu thông trên mạng
–

Fixed alternate routing
•

Thay đổi thứ

tự ưu tiên của
các đường đi theo từng thời
điểm khác nhau

–

Dynamic alternate routing
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
7
Data Communication and Computer Networks
Adaptive routing
•

Cho

phép

các

bộ

chuyểnmạch

phản

ứng

lạivới

tình

hình

lưu

thông

trên

mạng
•

Chi phí

lớnhơnchoviệcquảntrị
–

Các

bộ

chuyểnmạch

phảitraođổi

thông

tin để

biếttìnhtrạng

mạng

•

DTM (dynamic traffic management)
–

Northern Telecom
–

Dùng

bộđiềukhiển

trung

tâm

để

tìm

đường

dự

phòng

khi

có

sự

nghẽn

mạng
–

Mỗibộ

chuyểnmạch

A cậpnhật

các

thông

tin sau

cho

bộđiềukhiển

trung

tâm
•

Số

trung

kế

rảnh

để

đi

đếncácđiểmlâncậnA
•

Hiệusuấtsử

dụng

CPU củaA
•

Đolưulượng

từ

A đến

B (không

thể

nốitrựctiếp)
–

Bộ

chuyểnmạch

trung

tâm

sẽ

cho

biết

đường

đi“tốt”

khi

các

đường

nốitrựctiếp

không

còn

khả

năng
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
8
Data Communication and Computer Networks
Tìm

đường trong mạng chuyển mạch gói
•

Vấn

đề

phứctạp, quyết

định

đốivớimạng

chuyểnmạch

gói
•

Các

đặctínhyêucầu
–

Chính

xác
–

Đơngiản
–

Mạnh

mẽ
•

Khả năng chuyển các gói trong điều kiện lỗi và

quá

tải
•

Không mất gói hoặc không làm đứt virtual circuit
–

Ổn

định
•

Hệ

thống có

khả năng thay đổi theo điều kiện mạng thường có xu hướng
không ổn định và đáp ứng chậm
•

Congestion oscillation
–

Công

bằng vs. tối ưu
•

Một số

hệ

thống ưu tiên chuyển các gói đến trạm gần hơn
•

Tối ưu thông lượng nhưng không công bằng
–

Hiệuquả
•

Tìm đường đòi hỏi phải tăng cường xử

lý và tăng cường lưu thông trên
mạng
•

Chi phí

cho tìm đường phải ít hơn lợi ích (ví

dụ tăng tính mạnh mẽ, công
bằng)
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
9
Data Communication and Computer Networks
Tiêu chuẩn đo tính hiệu quả
•

Là

tiêu chuẩn được dùng để

chọn đường
–

Số

chặng đường (hop) là

tối thiểu
•

Đơn giản
•

Tối thiểu việc sử

dụng tài nguyên
–

Chi phí

(cost) tối thiểu
•

Mỗi đường link được gán một chi phí
•

Chi phí

có

thể

là

–

Data rate (tỉ

lệ

nghịch)
–

Delay do các gói xếp hàng (tỉ

lệ

thuận)
2008
dce
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
10
Data Communication and Computer Networks
Chi phí

các

đường

đi