BÁO cáo đồ án MẠNG VIỄN THÔNG đề tài tìm ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN MẠCH GVHD th s TRẦN THỊ HUỲNH vân
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (444.59 KB, 33 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN, ĐHQG - TPHCM
KHOA: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG - MẠNG
^★^
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
MẠNG VIỄN THƠNG
NHĨM 3
ĐỀ TÀI 8: TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN MẠCH
GVHD: Th.S TRÀN THỊ HUỲNH VÂN
TP.Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2021
Ì1
—
DANH SÁCH THÀNH VIÊN
NHĨM: 3
STT
Họ và tên
MSSV
1
Hồng Bảo Ân(TB)
18200001
2
Nguyễn Minh Nhựt
18200011
3
Tạ Viết Tài(NT;TB)
18200014
4
Trần Viễn Phương
18200036
5
Đoàn Võ Quang Huy
18200121
6
Hà Thị Cẩm Tiên
18200255
Phân công
Đánh giá
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
MỤC
LỜI NĨILỤC:
ĐẦU..................................................................................................................................................4
d. Adaptive Routing..................................................................................................................................................18
4.
Thuật tốn:.......................................................................................................................................19
a. Distance Vector Algorithm:..................................................................................................................................19
b. Link State Algorithm:...........................................................................................................................................20
5.
Đánh giá, so sánh:............................................................................................................................21
a. Bellman - Ford:.....................................................................................................................................................21
b. Dijkstra:
22
IV.
QUALITY OF SERVICE (QoS):....................................................................................................22
1.
Mục tiêu:..........................................................................................................................................22
a. Đáp ứng đòi hỏi về QoS của các luồng dữ liệu:..................................................................................................22
b. Tối ưu hệ số sử dụng tài nguyên mạng:...............................................................................................................22
c. Hiệu suất mạng không bị giảm đáng kể khi có sự cố xuất hiện như tắc nghẽn:..............................................22
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
2. Các kiểu định tuyến và khó khăn......................................................................................................22
a. Một số kiểu định tuyến được phát
triển......................................................................................22
b. Định tuyến hỗ trợ QoS cũng
gặp mộtsố khó khăn nhất định:....................................................23
3. Cách tiếp cận bài tốn tìm đường:.....................................................................................................23
a. Định tuyến tập trung:............................................................................................................................................23
b. Định tuyến phân tán:............................................................................................................................................23
c. Định tuyến phân cấp:............................................................................................................................................23
4. Chi phí:...............................................................................................................................................24
a. Chi phí giao thức:.................................................................................................................................................24
b. Chi phí yêu cầu xử lí:...........................................................................................................................................24
c. Chi phí lưu trữ thơng tin:......................................................................................................................................24
V. ỨNG DỤNG:.........................................................................................................................................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................................26
LỜI NĨI ĐẦU
Nhiều cơng trình khoa học ra đời theo thời gian, chất lượng cuộc sống ngày càng cải
thiện. Do đó nhu cầu trao đổi thơng tin cũng khơng ngừng tăng. Việc trao đổi thông tin giữa
con người ở những khoảng cách khác nhau được đặt ra. Cùng với sự phát triển của khoa học
và công nghệ, Mạng viễn thông ra đời và đáp ứng hầu hết những yêu cầu của con người. Việc
truyền thoại, số liệu đã trở nên rất đơn giản. Kỹ thuật chuyển mạch là một trong những kỹ
thuật mấu chốt trong các mạng truyền thông.
Lần này, nhóm chúng em được thử sức với đề tài “Tìm đường trong chuyển mạch” ở bộ
môn Mạng viễn thông. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến cô Vân - GV phụ trách bộ môn
Mạng viễn thông đã giúp chúng em một phần hoàn thành đề tài này. Tiếp thêm những kiến
thức cơ bản quan trọng và bổ ích về chun ngành.
Trong q trình tìm hiểu và hồn thành khơng tránh những thiếu sót. Vì vậy rất mong
nhận được sự góp ý của cơ và các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
NHÓM 8
I.
ĐỊNH NGHĨA:
1. Chuyển mạch:
Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thông tin cho người sử dụng
thơng qua hạ tầng mạng viễn thơng. Nói cách khác, chuyển mạch trong mạng viễn thông bao
gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp thông tin.
Quá trình chuyển mạch được thực hiện tại các nút chuyển mạch, trong mạng chuyển mạch
kênh thường được gọi là hệ thống chuyển mạch (tổng đài) trong mạng chuyển mạch gói
thường
được gọi là thiết bị định tuyến (bộ định tuyến).
Xét về mặt công nghệ, chuyển mạch chia thành hai loại cơ bản: chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói. Mặt khác, chuyển mạch còn được chia ra thành bốn kiểu: chuyển mạch
kênh, chuyển mạch bản tin, chuyển mạch gói và chuyển mạch tế bào.
2. Tìm đường trong chuyển mạch:
Chuyển mạch trong mạng máy tính giúp quyết định đường tốt nhất để truyền dữ liệu nếu
có nhiều đường khác nhau trong một mạng lớn.
Cung cấp kết nối one-to-one giữa 2 node đầu và cuối.
Yêu cầu:
-
Xử lí được tải trên mạng vào giờ cao điểm.
-
Giảm thiểu số lượng thiết bị trong mạng (node và trunk).
-
Có những trường hợp lưu thơng trên mạng vượt quá tải thiết kế. Mạng phải đảm bảo
hoạt động ở mức độ nào đó trong những trường hợp mạng như vậy.
II. PHÂN LOẠI:
1. Chuyển mạch kênh (circuit switching):
Một đặc trưng nổi bật của kĩ thuật này là hai trạm muốn trao đổi thơng tin với nhau thì
giữa chúng sẽ được thiết lập một “ kênh” (circuit) cố định, kênh kết nối này được duy trì và
dành riêng cho hai trạm cho tới khi cuộc truyền tin kết thúc. Thông tin cuộc gọi là trong suốt.
Quá trình thiết lập cuộc gọi tiến hành gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn thiết lập kêt nối: Thực chất quá trình này là liên kết các tuyến giữa các trạm
trên mạng thành một tuyến (kênh) duy nhất dành riêng cho cuộc gọi. Kênh này đối với
PSTN là 64kb/s (do bộ mã hóa PCM có tốc độ lấy mẫu tiếng nói 8kb/s và được mã hóa
8 bit).
- Giai đoạn truyền tin: Thông tin cuộc gọi là trong suốt. Sự trong suốt thể hiện qua hai
yếu tố: thông tin không bị thay đổi khi truyền qua mạng và độ trễ nhỏ.
- Giai đoạn giải phóng (huỷ bỏ) kết nối: Sau khi cuộc gọi kết thúc, kênh sẽ được giải
phóng để phục vụ cho các cuộc gọi khác.
Qua đó, ta nhận thấy mạng chuyển mạch kênh có những ưu điểm nổi bật như chất lượng
đường truyền tốt, ổn định, có độ trễ nhỏ. Các thiết bị mạng của chuyển mạch kênh đơn giản,
có tính ổn định cao, chống nhiễu tốt. Nhưng ta cũng không thể không nhắc tới những hạn chế
của phương thức truyền dữ liệu này như:
- Sử dụng băng thơng khơng hiệu quả: Tính khơng hiệu quả này thể hiện qua hai yếu
tố. Thứ nhất, độ rộng băng thông cố định 64k/s. Thứ hai là kênh là dành riêng cho một
cuộc gọi nhất định. Như vậy, ngay cả khi tín hiệu thoại là “lặng” (khơng có dữ liệu)
thì kênh vẫn khơng được chia sẻ cho cuộc gọi khác.
- Tính an tồn: Do tín hiệu thoại được gửi nguyên bản trên đường truyền nên rất dễ bị
nghe trộm. Ngồi ra, đường dây th bao hồn tồn có thể bị lợi dụng để ăn trộm cước
viễn thông.
Khả năng mở rộng của mạng kênh kém: Thứ nhất là do cơ sở hạ tầng khó nâng cấp và
tương thích với các thiết bị cũ. Thứ hai, đó là hạn chế của hệ thống báo hiệu vốn đã
được sử dụng từ trước đó khơng có khả năng tùy biến cao.
2.
-
Chuyển mạch tin (message switching) :
Là loại phục vụ sự trao đổi thông tin giữa các bản tin như điện tín, thư điện tử.
Thiết bị đầu cuối gửi đến node chuyển mạch các thông tin về địa chỉ.
Tại đây, bản tin được thu nhận, xử lý rồi chờ được chuyển đi.
Thông tin được gửi đi như một đơn vị đầy đủ và chuyển tiếp tại các node trung chuyển
bằng store and forward mechanism.
- Không phù hợp cho streaming media và các ứng dụng thời gian thực do các bản tin sau
khi được tiếp nhận phải chờ mới được chuyển đi.
3. Chuyển mạch gói (packet switching):
Trong chuyển mạch gói mỗi bản tin được chia thành các gói tin (packet), có khn dạng
được quy định trước. Trong mỗi gói cũng có chứa thông tin điều khiển: địa chỉ trạm nguồn,
địa chỉ trạm đích và số thứ tự của gói tin,... Các thơng tin điều khiển được tối thiểu, chứa các
thông tin mà mạng yêu cầu để có thể định tuyến được cho các gói tin qua mạng và đưa nó tới
đích. Tại mỗi node trên tuyến gói tin được nhận, nhớ và sau đó thì chuyển tiếp cho tới chạm
đích. Vì kỹ thuật chuyển mạch gói trong q trình truyền tin có thể được định tuyến động để
truyền tin. Điều khó khăn nhất đối với chuyển mạch gói là việc tập hợp các gói tin để tạo bản
tin bản đầu đặc biệt là khi mà các gói tin được truyền theo nhiều con đường khác nhau tới
trạm đích. Chính vì lý do trên mà các gói tin cần phải được đánh dấu số thứ tự, điều này có
tác dụng, chống lặp, sửa sai và có thể truyền lại khi hiên tượng mất gói xảy ra.
Các ưu điểm của chuyển mạch gói:
- Mềm dẻo và hiệu suất truyền tin cao: Hiệu suất sử dụng đường truyền rất cao vì trong
chuyển mạch gói khơng có khái niệm kênh cố định và dành riêng, mỗi đường truyền
giữa các node có thể được các trạm cùng chia sẻ cho để truyền tin, các gói tin sắp hàng
và truyền theo tốc độ rất nhanh trên đường truyền.
- Khả năng truyền ưu tiên: Chuyển mạch gói cịn có thể sắp thứ tự cho các gói để có thể
truyền đi theo mức độ ưu tiên. Trong chuyển mạch gói số cuộc gọi bị từ chối ít hơn
nhưng phải chấp nhận một nhược điểm vi thời gian trễ sẽ tăng lên.
- Khả năng cung cấp nhiều dịch vụ thoại và phi thoại.
- Thích nghi tốt nếu như có lỗi xảy ra: Đặc tính này có được là nhờ khả năng định tuyến
động của mạng.
Bên cạnh những ưu điểm thì mạng chuyển mạch gói cũng bộc lộ những nhược điểm như:
- Trễ đường truyền lớn: Do đi qua mỗi trạm, dữ liệu được lưu trữ, xử lý trước khi được
truyền đi.
- Độ tin cậy của mạng gói khơng cao, dễ xảy ra tắc nghẽn, lỗi mất bản tin.
- Tính đa đường có thể gây ra lặp bản tin, làm tăng lưu lượng mạng không cần thiết.
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN MẠCH
Tính bảo mật trên đường truyền chung là khơng cao.
a) Datagram:
Trong phương pháp này, mỗi gói được xử lý độc lập. Ngay cả khi một gói là một phần của
cuộc truyền nhiều gói đi nữa thì mạng (và các chức năng lớp mạng) đều xử lý chúng như là
đơn lẻ. Phương pháp này được gọi là datagram.
Hình dưới đây cho thấy hướng datagram có thể dùng để chuyển giao 4 gói từ trạm A đến
trạm X. Trong ví dụ này, tất cả bốn gói (hay datagram) đều thuộc về cùng một bản tin nhưng
có thể đi đến đích bằng nhiều đường dẫn khác nhau.
Tuy nhiên phương pháp này có thể làm cho các gói đến đích không theo thứ tự, điều này
yêu cầu lớp vận chuyển trong hầu hết các giao thức để sắp xếp lại trước khi đi đến đích.
Kết nối liên kết mỗi cặp của nút có thể gồm nhiều kênh. Mỗi kênh này lại có thể mang
datagram từ một hay nhiều nguồn khác nhau. Phương pháp đa hợp có thể dùng là TDM hay
FDM. Một số đường trong mạng có thể chỉ dùng một kênh trong khi đường khác thì dùng
nhiều kênh.
b) Chuyển mạch ảo:
Kênh ảo (VC: Virtual Circuit) là phương tiện truyền dữ liệu qua mạng chuyển mạch gói
theo cách mà nó có vẻ như có một liên kết vật lý chuyên dụng giữa nguồn và đích hệ thống
cuối của dữ liệu này. Thuật ngữ mạch ảo đồng nghĩa với kết nối ảo.
8
9
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
1
0
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
1
1
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS).
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
Các gói tin khi đến biên của mạng MPLS thì router A thực hiện phân nhóm, gán nhãn cho
gói tin và xác định đường đi xuyên qua mạng. Các router B và router C thực hiện việc thay
đổi giá trị của nhãn và chuyển tiếp gói tin. Router biên D gỡ bỏ nhãn ra khỏi gói tin. Các router
trong mạng như B và C không kiểm tra tồn bộ header mà chỉ dựa vào thơng tin của nhãn và
thơng tin duy trì tại mỗi node mạng để chuyển gói tin. Nên tốc độ xử lý trong miền MPLS sẽ
nhanh hơn rất nhiều so với định tuyến IP theo từng chặng đường truyền thống.
III. TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN MẠCH:
1. Tìm đường trong chuyển mạch kênh:
Tìm đường trong chuyển mạch kênh là quá trình xác định đường đi giữa các node mạng
đảm bảo tối ưu về mặt kinh tế và kỹ thuật của mạng.
Nó phải thỏa yêu cầu trong các q trình định tuyến như: khơng có vịng lặp giữa các node
mạng, thủ tục điều khiển đơn giản, quản lý thiết bị thích ứng được với các điều kiện mạng
thay đổi trong q trình sử dụng. Có hai phương pháp cơ bản thường sử dụng trong mạng
chuyển mạch kênh phân chia dựa trên thuộc tính động là định tuyến động và định tuyến tĩnh.
Định tuyến tĩnh
Định tuyến động
- Không quan tâm đến trạng thái kênh
truyền của mạng hay thay đổi trong ma
trận
định tuyến.
- Mặc định tính đến trạng thái của các
nguồn khác.
+ Dễ dàng thu được thông tin của
các
nguồn lân cận.
-
- Tự động phản ứng lại với thay đổi trong
lưu lượng tải, ma trận định tuyến và tình
trạng mạng.
- Phản ứng lại với kết nối và node bị lỗi
+ Tăng tiêu tốn tài nguyên khi phải
thu
thập
thông tin của các node xa.
+ Các node sẽ theo dõi và khi kênh
bị
khóa
thì sẽ chuyển kênh khác nhưng khơng có
giao thức rõ ràng như trong IP (Internet
Protocols).
1
2
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
--
a. FHR - Fixed Hierarchical Routing :
Hầu hết các biến thể của tìm đường luân phiên tĩnh dùng trong mạng PSTN
Nút B
Các chuyển mạch được kết nối theo cấu trúc phân cấp - Fixed Hierachical (thường là hình
cây). Thiết kế các đường trunk nối ngang cấu trúc cây để cung cấp các đường thay thế.
Như trong hình gọi là định tuyến luân phiên tĩnh vì mỗi một tuyến đường thì số kênh được
khai báo sử dụng là cố định và được tính tốn trên kết quả dự báo lưu lượng. Nên nếu kết quả
dự báo sai thì sẽ dẫn đến hai khả năng:
+ Lưu lượng bị tổn thất nhiều dẫn đến chất lượng dịch vụ không cao.
+ Số kênh bị thừa nhiều thì dẫn đến hiệu quả sử dụng kênh khơng cao
Thuật tốn trong FHR:
1
3
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
-
Các quy tắc cơ bản của FHR :
-
-
+ Lựa chọn đường đi chỉ dựa trên số gọi ( từ thiết bị đầu cuối). Nơi gọi không bị ảnh
hưởng.
+ Một node ln lựa chọn nhóm kênh khả dụng đầu tiên để cung cấp cho cuộc gọi.
+ Các đường thay thế được sắp xếp theo thứ tự khoảng cách phân tầng tăng dần từ node
gần nhất đến node thiết bị đầu cuối.
+ Đường thay thế cuối cùng luôn dùng nhóm trunk cuối. Nếu khơng có các kênh rảnh
thậm chí trong nhóm trunk cuối thì cuộc gọi sẽ bị khóa.
Đặc điểm của FHR:
-
+ Sử dụng SOC (Sequential Office Control) giúp kiểm sốt sự tuần tự khơng bị xung đột
-
cuộc gọi nội bộ.
+ Vịng lặp khơng xảy ra
+ Chia các node thành các thiết bị đầu cuối và các thiết bị trung chuyển tiện cho việc
quản lí.
+ Khơng sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng.
-
-
1
4
b. DNHR - Dynamic Nonhierarchical Routing :
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
-
Tất cả các kết nối đều ngang hàng - khơng có sự phân tầng.
Một nhóm kênh có thể là lựa chọn cuối cho một vài cuộc gọi và không là lựa chọn cuối của
các cuộc gọi khác.
Độ dài của các đường thay thế là 2 hop :
+ Khơng bị vịng lặp.
+ Tránh việc các đường thay thế dài sẽ có vấn đề khi bị quá tải trên mạng.
Dùng hệ thống các bảng định tuyến, mỗi bảng sẽ được chọn dựa trên thời gian trong ngày.
Dùng OOC ( Origianl Office Control) và crankback.
Tạo và tối ưu hóa các bảng định tuyến yêu cầu thu thập dữ liệu đường đi tập trung.
1
5
c. DAR - Dynamic Alternative Routing :
-
-
DAR hoạt động trong mạng dạng lưới hoàn toàn (full mesh). Đường đi trực tiếp từ node i
đến node j và các đường thay thế có tối đa 2 hop được sử dụng. Với k(i,j) - node thay thế gần
nhất cho việc truyền thông từ node i đến node j, rfj là tham số kết nối i,j.
Một cuộc gọi từ node i đến node j luôn luôn dùng kênh trực tiếp nếu kênh sẵn sàng. Nếu
khơng, cuộc gọi sẽ dùng đường thay thế có 2 hop qua node k. Cuộc gọi thành công nếu rik và
rkj khả dụng. Nếu không, cuộc gọi sẽ bị khóa và lựa chọn một node k mới.
-
Đặc điểm của DAR :
-
thì :
+ Một cuộc gọi dùng đường thay thế 2 hop có thể gây ra chặn cả các cuộc gọi đến sau
nếu nó được phép dự trữ kênh cuối cùng.
+ Khơng có tham số kết nối rfj thì trạng thái của mạng sẽ không ổn định - số lượng
tối đa các kết nối thay thế thông qua giữa các mức độ tạo ra dao động mạng.
+ Trên các kết nối dung lượng lớn thì r cũng là giá trị nhỏ. Thậm chí mặc định là r^0
trên đường thay thế đầu tiên.
+ Nếu một cuộc gọi được phép thử truyền thêm trên một kênh truyền thay thế 2 hop,
giá trị của r phải tăng.
+ Một số đường thay thế tốt hơn các đường thay thế khác nên sẽ ưu tiên được chọn.
Nếu truyền thông trên một kênh thay thế tăng mạnh thì nó có thể phân tán ra một
vài kênh truyền thay thế gần đó.
Ví dụ: Có N node, N(N-1) kết nối, mỗi kết nối có M kênh. Mỗi node phát sinh p cuộc gọi
-
+ Nếu các cuộc gọi chỉ dùng kết nối trực tiếp => pN < N(N-1)M => p < (N-1)M
+ Nếu các cuộc gọi đều dùng kết nối kênh truyền 2 hop : tổng cộng có 2pN kênh
truyền => 2pN < N(N-1)M => p < (N-1)M/2.
d. RCAR - Residual Capacity Adaptive Routing:
-
-
Cải thiện hiệu suất mạng đáng kể
Đáp ứng nhanh với các kiểu hình truyền thông khác thường và với các kết nối hay
node bị lỗi.
- Lợi ích liên quan đến sự khác biệt thời gian giữa các biên.
- Dễ lỗi đối với trung tâm quản lí. Sẽ trả về dạng FHR nếu trung tâm quản lí bị lỗi.
e. RTNR - Real-time Network Routing :
-
-
-
Dùng trong mạng AT&T từ 1991.
Là kế thừa của mạng DNHR.
-
Nguồn node i trước hết thử kết nối trực tiếp đến đích j. Nếu kết nối trực tiếp khơng
sẵn sàng, hỏi trạng thái điểm đích để tìm ra node phụ k.
- Việc xếp hàng có thể là nguyên nhân gây trì hỗn trong việc thiết lập kết nối. Có
thể dùng các kết quả để xếp trước đó, sắp xếp và lưu vào cache cho các cuộc gọi kế
tiếp. Cần crankback.
f. Tổng kết về tìm đường trong chuyển mạch kênh:
- Định tuyến tĩnh là phổ biến nhất trong PSTN.
- Định tuyến luân phiên dễ dàng như một lẽ tự nhiên khi cuộc gọi đang diễn ra giữ
nguyên kênh truyền và cuộc gọi mới tìm một đường thay thế khác.
- Định tuyến động với thông tin nội bộ thường đạt được tỉ lệ bị khóa thấp giống như
định tuyến theo tải cần thơng tin tồn cục.
2. Tìm đường trong chuyển mạch gói
Mục tiêu cơ bản của các phương pháp định tuyến là nhằm sử dụng tối đa tài nguyên mạng,
tối ưu giá thành mạng và phải đạt được các yêu cầu như: Chính xác, đơn giản, tính mạnh mẽ,
ổn định, cơng bằng với tối ưu và phải sử dụng một cách hiệu quả.
a. Chức năng:
- Quyết định chọn đường theo một tiêu chuẩn tối ưu nào đó
+ Số chặng đường (hopcount) là tối thiểu
+ Chi phí (cost) là tối thiểu
Mỗi một đường dẫn có một chi phí khác nhau
Chi phí có thể là: Data rate hay delay (do các gói phải xếp hàng chờ được
chuyển).
- Cập nhập thông tin định tuyến (thông tin dùng cho chức năng)
b. Phân biệt kĩ thuật định tuyến :
- Thời điểm và nơi quyết định tìm đường:
+ Thời điểm: Trên cơ sở mạch ảo hoặc mạch gói
- Datagram quyết định thực hiện riêng cho mỗi gói
- Virtual circuit quyết định đưa ta lúc kết nối
+ Nơi quyết định: Có thể là phân tán (distributed), tập trung (centralized) hay là tại
nguồn (source)
- Nguồn thông tin mạng và thời điểm cập nhập thơng tin:
Các quyết định tìm đường thường được dựa trên các thông tin trên mạng như: tải lưu
thơng hay chi phí của đường đi.
Cần phải các định thời điểm cập nhập các thông tin mạng được lưu trữ ở các node
như:
không bao giờ cập nhập (fixed), cập nhập thường xuyên (adaptive) hay trade off.
3. Chiến thuật tìm đường :
a. Fixed Routing
-
Một lộ trình cố định cho mỗi đường đi từ nguồn đến đích.
-
Tất cả các đường đi qua mạng đều đã được thiết lập từ trước và không cập nhập lại các
biến đổi trong mạng.
-
Đường đi được xác định theo chi phí tối thiểu.
-
Đường cố định ít ra cho đến khi có sự thay đổi cấu hình mạng.
-
Khơng có sự khác nhau giữa datagram và Virtual circuit.
-
Đơn giản nhưng không đáp ứng lỗi và nghẽn mạng.
b. Flooding Routing
-
Không cần thông tin mạng
-
Node gửi broadcast đến các node láng giềng.
-
Các gói nhận được sẽ truyền trên tất cả các đường khác trừ đường truyền đến.
-
-
Chắc chắn sẽ có một số copy của gói truyền đến đích, các copy được đánh số nên những
gói trùng nhau sẽ bị bỏ.
Node ghi nhớ các gói đã đi qua, nên mạng không cần tải quá nhiều.
-
Số chặng đường (hopcount) được chứa trong các gói dùng để giới hạn lại quá trình
truyền.
^ Dùng để gửi các tin khẩn, thiết lập Virtual circuit và gửi broadcast thông tin.
c. Random Routing
-
Node sẽ chọn ngẫu nhiên hoặc xoay vòng ra một đường để truyền các gói nhận được
-
Khơng cần thơng tin mạng
-
Đường được chọn thường khơng phải là đường có chi phí thấp nhất vì việc chọn là
ngẫu nhiên.
d. Adaptive Routing
-
Isolated Adaptive Routing:
-
+ Mỗi node trong mạng tự cập nhập bảng tìm đường của mình dựa vào các thơng tin
về mạng mà node đó học hỏi được, khơng trao đổi thơng tin routing với các node
khác.
-
+ Gởi các gói trên các liên kết ra có hàng đợi ngắn nhất nhưng có thể khơng đúng với
hướng cần đi.
-
+ Có thể thêm độ ưu tiên (bias) cho các đường ra.
-
+ Phù hợp với các mạng có kích thước nhỏ và hoạt động tương đối ổn định.
-
+ Ít dùng.
-
Distributed Adaptive Routing:
- + Thơng tin về tình trạng hoạt động hiện hành của mạng sẽ được định kỳ trao đổi, cập
nhập giữa các node trong tồn mạng. Sau đó thông tin này được phân bố về lại các
node trong mạng hay một số node trong mạng làm nhiệm vụ tìm đường để các node
này cập nhập lại bảng định tuyến.
- + Đáp ứng được với những thay đổi trạng thái trong mạng mà không làm tăng lưu
lượng thông tin trong mạng.
- Centralized Adaptive Routing:
- + Thơng tin về tình trạng hiện hành của mạng sẽ được định kỳ trao đổi, cập nhập giữa
các node trong tồn mạng. Sau đó thông tin này được tập trung về một máy chủ
trong mạng làm nhiệm vụ định tuyến.
- + Phương pháp này đáp ứng được những thay đổi tức thời trong mạng nhưng tất cả
các thông tin định tuyến đều tập trung về máy chủ nên khi máy chủ có vấn đề thì
tồn mạng sẽ khơng hoạt động được.
4. Thuật tốn:
Có 2 loại thuật toán được dùng phổ biến trong định tuyến động là: thuật toán định
tuyến theo vector khoảng cách DVA ( Distance Vector Algorithm) và thuật toán định tuyến
theo trạng thái liên kết LSA ( Link State Algorithm).
a. Distance Vector Algorithm:
Là thuật toán định tuyến con đường ngắn nhất giữa các cặp node mạng, dựa trên
phương
pháp tập trung được biết đến như là thuật toán Bellman-Ford. Các node mạng thực hiện q
trình trao đổi thơng tin trên cơ sở của địa chỉ đích, node kế tiếp và con đường ngắn nhất đến
đích.
Giải thuật Bellman - Ford:
- Input: Đồ thị G(V,E) trong đó V là tập đỉnh, E là tập cạnh có trọng số
- Output: Đồ thị có chu trình âm -> không tồn tại đường đi ngắn nhất
Đường đi ngắn nhất từ đỉnh S đến tất cả các đỉnh còn lại.
- Ký hiệu:
D(h)i : Đường đi ngắn nhất từ node nguồn S đến node i có tối đa h đoạn.
dij : Trọng số trên cạnh nối từ node i đến node j.
Giải thuật:
- Bước 1: Khởi động
D(1)N = dSN V NeV\{S} (đường đi ngắn nhất từ S đến N có tối đa 1 đoạn)
- Bước 2: Cập nhập đường đi ngắn nhất
D(h+1)N = min{ D(h)j + djN} V jeV\{S}
-
- Bước 3: Lặp lại bước 2 sao cho không có đường đi mới nào ngắn hơn được tìm thấy
thì dừng.
Lần
chạy
-
-
-
2
Node
-
Node 3
4
Node
-
Node 5
-
Node 6
D(h)2
Path
D(h)3
Path
D(h)4
Path
D(h)5
Path
D(h)6
ath
P
1
2
1-2
5
1-3
1
1-4
---
--
2
1-2
4
1-4-3
1
1-4
1-4-5
Infinit
y
10
-
2
Infinit
y
2
-3-6
1
3
2
1-2
3
1-4-5-3
1
1-4
2
1-4-5
4
1
-4-5-6
4
2
1-2
3
1-4-5-3
1
1-4
2
1-4-5
4
1
-4-5-6
-
b. Link State Algorithm:
Trong link State, các node mạng quảng bá giá trị liên kết với nó với các node xung quanh
tới các node khác. Sau khi quảng bá tất cả các node đều biết rõ topo mạng và thuật tốn sử
dụng để tính tốn con đường đi ngắn nhất tới các node đích thường được dùng là giải thuật
Dijkstra.
Giải thuật dijkstra:
Input: Đồ thị G(V,E) trong đó V là tập đỉnh, E là tập cạnh có trọng số
Output: Đường đi ngắn nhất từ đỉnh S đến tất cả các đỉnh còn lại
Ký hiệu:
Di: Đường đi ngắn nhất từ node nguồn S đến node i tại bước chạy hiện tại của giải
thuật.
M: Tập các đỉnh đã xét tại bước chạy hiện tại của giải thuật
-TÌM
TÌMĐƯỜNG
ĐƯỜNGTRONG
TRONGCHUYỂN
CHUYỂN
MẠCH
MẠCH
dij: Trọng số trên cạnh nối từ node i đến node j
-
Giải thuật
Bước 1: Khởi tạo M={S}
- Di = dsi (các cạnh nối trực tiếp với S)
Bước 2: Cập nhập đường đi ngắn nhất. Chọn đỉnh N sao cho DN = min{Di} vi G V\M
M = M u {N}
Dj = min{Dj, DN + dN} vj e V\M
Bước 3: Lặp lại bước 2 cho đến khi M=V
Lần
chạy
-
-
-
1
2
3
4
5
6
M
-
1
-
1,4
2
2,5
2,5,3
2,5,3,6
1,4,
1,4,
1,4,
1,4,
e2
D
22
2
2
2
2
2
Nod
Path
1-2
1-2
1-2
1-2
1-2
1-2
D
35
4
4
3
3
3
Node 3
th
Pa
3
4-3
4-3
4-5-3
4-5-3
4-5-3
111111-
4
D
41
1
1
1
1
1
Node
ath
-4
-4
-4
-4
-4
-4
--
5. Đánh giá, so sánh:
-
a. Bellman - Ford:
Việc tính tốn cho node n phải biết các thông tin về
5
P D
1 51
1
1
1
1
Inf
2
2
2
2
2
Node
6
Node
ath
P D6
ath
P
--4-5
-4-5
-4-5
-4-5
-4-5
- Inf
1 Inf
1 Inf
1 4
1 4
1 4
----4-5-6
-4-5-6
-4-5-6
1
1
1
chi phí liên kết của các node kề
2
2
2
3
TÌM ĐƯỜNG TRONG CHUYỂN
MẠCH
2
4
