Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM, chương 10

Chương 10:
phương pháp Dịch chuyển mô
hình ảo
Trong mô hình IP chồng lấn mạng WDM có khả năng tái cấu
hình, IP và WDM có thể truyền thông qua UNI quang hoặc WDM
NC&M. UNI quang cho phép một lượng nhỏ thông tin về mạng
vật lí (ví dụ như cấu hình và các kết nối mạng WDM) được chia sẻ
với mạng khách. WDM NC&M thể hiện một hệ thống quản lí IP
và WDM tách biệt hoàn toàn. Do vậy, giả thiết trong cấu hình
m
ạng chồng lấn là ở chỗ mạng WDM có thể hỗ trợ mô hình ảo.
Nếu một mô hình ảo không được hỗ trợ hoặc một đường đi ngắn
nhất không được thiết lập do các điều kiện ràng buộc tại tầng
WDM thì giải pháp dịch chuyển dự phòng cho mô hình gốc sẽ
được dùng đến. Nghi
ên cứu gần đây chỉ ra rằng thắt cổ chai tài
nguyên trong các m
ạng IP/WDM xảy ra tại các giao diện IP chứ
không phải tại các giao diện WDM. Các giao diện IP thường đắt và
hi
ếm hơn các giao diện WDM. Nói chung, có một số lượng giao
diện WDM nhất định luôn sẵn sàng. Vì thế nếu một mô hình ảo
không thể được hỗ trợ bởi một vật mang (nghĩa là nhà cung cấp
máy chủ mạng) thì vật mang sẽ xem xét tới cập nhật dung lượng
của nó hoặc là từ chối yêu cầu tài nguyên ngay lập tức. Vật mang
có thể không thích chia sẻ thông tin mô hình với các máy khách.
Các kinh nghiệm thiết lập mô hình và kinh nghiệm dịch chuyển
được giới t
hiệu một cách riêng rẽ. Chúng có thể được coi là các
công c
ụ riêng rẽ và chỉ được sử dụng khi cần thiết. Nhưng một giả

thiết chung trong mô hình liên kết mạng chồng lấn IP/WDM có
khả năng tái cấu hình là ở chỗ mô hình ảo có thể được hỗ trợ trong
mạng WDM.
Việc kiểm tra động các điều kiện ràng buộc vật lí mạng WDM
trong tái cấu hình mô hình đòi hỏi một xu hướng IP/WDM tích
hợp mạnh hơn nữa. Ví dụ như, trong mô hình mạng IP/WDM có
khả năng tái cấu hình ngang hàng, thông tin về mô hình của mạng
WDM sẽ được chia sẻ với mạng IP. Chính các mạng IP này làm
cho các chi
ến thuật tái cấu hình IP/WDM tích hợp trở thành hiện
thực. Một ví dụ đơn giản là kiểm tra độ mềm dẻo của mỗi đường đi
ngắn nhất trong thuật toán thiết lập mô hình. Tuy nhiên, xu hướng
này phụ thuộc quá nhiều vào độ chính xác và độ đồng bộ thông tin
về mô hình tại một cơ sở dữ liệu của mỗi bộ định tuyến cục bộ.
Trong môi trường phân tán v
à thời gian thực, thông tin cục bộ về
mô hình có thể chưa được cập nhật và sự hội tụ mạng tương ứng
(ví dụ như các thay đổi trạng thái tuyến nối) có thể mất một
khoảng thời gian nào đó. Hơn thế, thông tin mạng WDM quảng bá
tới mạng IP sẽ không mềm dẻo đứng từ góc độ điều khiển mạng.
Mặc dù mô hình mạng IP/WDM có khả năng tái cấu hình ngang
hàng đã được đề xuất nhưng lại không có bất cứ triển khai nào về
mặt thương mại của một mô hình như vậy.
Ngay cả khi các tài nguyên tầng WDM là đủ để hỗ trợ bất cứ
một chuỗi dịch chuyển (một ví dụ yêu cầu nhiều nhất là có thể bổ
sung tất cả các kết nối mới trước khi loại bỏ các kết nối không
mong mu
ốn), thì vẫn còn những khó khăn trong vấn đề dịch
chuyển. Vì tái cấu hình WDM liên quan tới các bước sóng dung
lượng lớn (l

ên tới OC-192), việc thay đổi ấn định tài nguyên trong
phân mảnh thô sẽ ảnh hưởng rất lớn tới dòng lưu lượng đầu cuối
người sử dụng. Nói chung quá trình dịch chuyển bao gồm nhiều
chuỗi thiết lập và loại bỏ các đường đi ngắn nhất WDM riêng rẽ.
Các dòng lưu lượng phải thích ứng theo các thay đổi của đường đi
ngắn nhất sau mỗi bước dịch chuyển. Tuỳ thuộc vào cấu trúc
mạng, sự liên quan có thể mở rộng ra phân bố định tuyến trong
mạng và tới lượt nó lại ảnh hưởng tới nhiều dòng lưu lượng người
sử dụng hơn. Vì tái cấu hình đường đi ngắn nhất WDM được coi
như một thay đổi mô h
ình đường đi ngắn nhất tại tầng IP, giao
thức định tuyến IP phải thích ứng với thay đổi này. Nghĩa là thay
đổi về mô hình có thể gây ra các ‘hố đen’ và các vòng lặp chuyển
tiếp trong bất cứ giao thức định tuyến IP nào đang tồn tại. Do đó,
cần có các biện pháp bổ sung để loại bỏ các ảnh hưởng lên lưu
lượng ngườ
i sử dụng trong khi hội tụ giao thức định tuyến sau mỗi
lần tái cấu hình.
Các thu
ật toán tìm kiếm một lược đồ dịch chuyển tối ưu
thường rất phức tạp v
ì nó liên quan tới rất nhiều hoạt động khác
nhau. Các kinh nghiệm có thể được áp dụng để cho một dịch
chuyển suôn sẻ mặc dù chúng không đảm bảo đó là giải pháp tối
ưu. Một thuật toán dựa tr
ên kinh nghiệm sẽ được cung cấp tuỳ theo
mục tiêu dịch chuyển mô hình đường đi ngắn nhất trong mạng
IP/WDM chồng lấn.
Thuật toán dựa trên kinh nghiệm dịch chuyển mô hình
Có bốn hoạt động nguyên thuỷ liên quan tới dịch chuyển và

chúng được định nghĩa như sau:
Hoạt động A: loại bỏ một cạnh
 Cấu hình hai giao diện bộ định tuyến IP liên quan tương
ứng
 Loại bỏ hai đường đi ngắn nhất đơn hướng trong tầng
WDM
 Cập nhật tập tin sau khi loại bỏ cạnh (bao gồm các chi
tiết về đường đi ngắn nhất như là các giao diện máy
khách, tên/địa chỉ của các WADM, các hop hoặc các
WSXC trung gian, các chi tiết về bộ định tuyến và các
bước sóng).
Hoạt động B: bổ sung một cạnh
 Tính toán và thiết lập một tuyến nối ảo trong tầng WDM.
Cần chú ý rằng một tuyến nối IP ảo khi được triển khai
sẽ sử dụng hai đường đi ngắn nhất đơn hướng. Chúng có
thể nằm trên cùng một tuyến sợi quang nhưng chiếm hai
kênh bước sóng khác nhau. Nếu v
ì bất cứ sự thay đổi nào
mà quá trình chèn b
ổ sung này bị thất bại thì thuật toán
sẽ bỏ qua bằng cách gọi hoạt động R.
 Cấu hình các giao diện bộ định tuyến IP theo các địa chỉ
IP giao diện được cập nhật. Cần chú ý rằng bằng cách sử
dụng giao diện IP không được đánh số hay địa chỉ IP thứ
cấp gán trước và một địa chỉ IP sơ cấp cho một giao diện
thì sẽ không cần cập nhật địa chỉ IP giao diện nữa.
 Cập nhật tập tin về sự chèn cạnh (bao gồm cả các thông
tin chi tiết về đường đi ngắn nhất và bộ định tuyến).
Hoạt động E: đánh giá kết nối mạng
 Hoàn toàn kết nối được định nghĩa là khi bắt đầu từ một

node bất kì vẫn có khả năng truyền tới bất cứ một node
nào khác. Có thể triển khai điều này nhờ việc sử dụng
thuật toán Depth-First Search.
 Trả lại giá trị 0 nếu mạng không kết nối và 1 nếu mạng
kết nối hoàn toàn.
Ho
ạt động R: lưu trữ mô hình ban đầu
Ví dụ như khi quá trình dịch chuyển bị thất bại:
 Dựa trên thông tin tập tin log, thuật toán sẽ thực hiện loại
bỏ/thiết lập các đường đi ngắn nhất theo từng bước sao
cho mô hình ban đầu/cũ được trả lại
 Gửi các bản tin lỗi hoặc các cảnh báo cho nhà quản lí
hay/và các máy khách.
Thu
ật toán dựa trên kinh nghiệm dịch chuyển tái cấu hình mở
rộng bao gồm các bước sau:
 Bước 1: Xây dựng hai hàng đợi, hàng đợi bổ sung và
hàng đợi loại bỏ bằng cách so sánh mô hình cũ và mô
hình m
ới. Hàng đợi loại bỏ bao gồm các cạnh loại bỏ
được xếp theo trật tự tăng dần của tải cạnh. Hàng đợi bổ
sung chứa danh sách các cạnh cần bổ sung. Duy trì một
tập tin để lưu trữ thông tin các cạnh loại bỏ/bổ sung.
 Bước 2: thực hiện một loại bỏ ban đầu, chọn hai cạnh từ
hàng đợi loại bỏ. Nếu sự loại bỏ một cạnh cho kết quả l
à
m
ột lược đồ không kết nối (nhờ hoạt động E), cạnh này
b
ị bỏ qua. Nếu tất cả các cạnh trong hàng đợi loại bỏ đều

làm cho mạng trở thành không kết nối, hai cạnh ít tải