Download miễn phí Phương pháp định tuyến, mô phỏng bài toán định tuyến và gãn bước sóng dựa trên kỹ thuật gmpls
Hệ thống thông tin quang ra đời cùng với những ưu điểm vượt trội của nó đã và đang được áp dụng rộng rãi trên mạng lưới thông tin toàn cầu. Hiện nay, các hệ thống thông tin quang truyền dẫn tất cả các tín hiệu dịch vụ băng hẹp, băng rộng đáp ứng yêu cầu của mạng số tích hợp dịch vụ ISDN. Vì thế, hệ thống thông tin quang sẽ là mũi đột phá về tốc độ truyền dẫn và cấu hình linh hoạt cho các dịch vụ viễn thông cấp cao.
Đối với hệ thống thông tin quang, môi trường truyền dẫn chính là sợi quang, nó thực hiện truyền ánh sáng mang tín hiệu thông tin từ phía phát tới phía thu. Định tuyến và gán bước sóng trở thành chức năng không thể thiếu được trong mạng quang WDM. Vấn đề đặt ra là định tuyến đường đi cho ánh sáng và gán bước sóng cho nó trên mỗi tuyến như thế nào để đạt được một mạng tối ưu.
Trong đồ án này, em xin trình bày về đề tài định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang WDM dựa trên kỹ thuật GMPLS. Đồ án được chia thành bốn chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS VÀ GMPLS.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG QUANG WDM.
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG QUANG WDM DỰA TRÊN KỸ THUẬT GMPLS.
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÃN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT GMPLS.
chi tiết về nội dung :
Contents
MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH VẼ iv
LỜI MỞ ĐẦU vi
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS VÀ GMPLS 1
1.1. GIỚI THIỆU 1
1.2. CÔNG NGHỆ IP 2
1.3. CÔNG NGHỆ ATM 2
1.4. CÔNG NGHỆ MPLS 4
1.4.1. Các khái niệm cơ bản MPLS 6
1.4.2. Thành phần cơ bản của MPLS 8
1.4.3. Các giao thức sử dụng trong MPLS 9
1.4.3.1. Giao thức LDP (Lable Distribution Protocol) 9
1.4.3.2. Giao thức CR-LDP (Constrain-based routing LDP) 14
1.4.3.3. Giao thức RSVP-TE ( RSVP Traffic Engineering) 17
1.4.3.4. Giao thức BGP 19
1.5. CÔNG NGHỆ GMPLS 21
1.5.1. Giới thiệu 21
1.5.2. Hoạt động và nền tảng của MPLS 22
1.5.3. Quá trình phát triển MPLS đến GMPLS 22
1.5.4. Bộ giao thức GMPLS 23
1.5.5. Mục tiêu và các chức năng mặt phẳng điều khiển GMPLS 25
1.5.6. Kiến trúc các thành phần của mặt phẳng điều khiển GMPLS 26
1.5.6.1. Yêu cầu của mặt phẳng điều khiển 26
1.5.6.2. Mạng thông tin số liệu hỗ trợ mặt phẳng điều khiển GMPLS 26
1.5.7. Báo hiệu trong GMPLS 28
1.5.7.1. Các chức năng cơ bản 29
1.5.7.2. Hỗ trợ phục hồi 30
1.5.7.3. Hỗ trợ xử lý loại trừ 30
1.5.7.4. Phối hợp báo hiệu 31
1.5.8. Các lợi ích của GMPLS 32
1.5.9. Các vấn đề còn tồn tại của GMPLS 32
1.6. TÓM TẮT CHƯƠNG 1 33
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG QUANG WDM 34
2.1. GIỚI THIỆU 34
2.2. CÁC LOẠI BÀI TOÁN RWA 35
2.2.1. Thiết lập luồng quang tĩnh (SLE) 35
2.2.2. Thiết lập luồng quang động (DLE) 35
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN 35
2.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 36
2.4.1. Giới thiệu lý thuyết đồ thị 36
2.4.2. Giải thuật DIJKSTRA 36
2.5. BÀI TOÁN RWA TRONG THIẾT LẬP LUỒNG QUANG TĨNH (SLE) 37
2.6. BÀI TOÁN RWA TRONG THIẾT LẬP LUỒNG QUANG ĐỘNG (DLE) 38
2.6.1. Bài toán định tuyến 38
2.6.1.1. Định tuyến cố định 38
2.6.1.2. Định tuyến thay thế cố định 39
2.6.1.3. Định tuyến thích nghi dựa trên thông tin tổng thể 40
2.6.1.4. Định tuyến thích nghi dựa trên thông tin cục bộ 43
2.6.2. Bài toán gán bước sóng 47
2.6.2.1. Thuật toán gán bước sóng theo thứ tự bước sóng 47
2.6.2.2. Thuật toán gán bước sóng ngẫu nhiên 47
2.6.2.3. Thuật toán gán bước sóng dựa trên bước sóng sử dụng nhiều nhất và ít nhất 48
2.6.3 Báo hiệu và đặt trước tài nguyên 48
2.6.3.1. Đặt trước song song 48
2.6.3.2. Đặt trước theo chặng 49
2.7. TÓM TẮT CHƯƠNG 2 49
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT GMPLS 50
3.1. MPLS VÀ MẠNG QUANG THÔNG MINH 50
3.1.1. Tầm bao quát rộng lớn của MPLS 50
3.1.2. Các giao thức định tuyến và phân phối nhãn trong nền MPLS. 50
3.1.3 Hướng tới ngăn xếp giao thức đơn giản hơn: IP/MPLS qua DWDM. 51
3.1.4. Tương quan giữa MPLS và mạng quang 51
3.1.5. Liên kết và quản lý ba mặt phẳng điều khiển 52
3.2. BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG QUANG TỔ CHỨC TRÊN KỸ THUẬT GMPLS. 52
3.2.1. Tổng quan về kỹ thuật GMPLS 52
3.2.2. Thiết lập và khôi phục luồng quang 53
3.3. CÁC ĐIỀU KIỆN RÀNG BUỘC TRONG ĐỊNH TUYẾN QUANG. 54
3.3.1. Điều kiện ràng buộc vật lý. 54
3.2.2. Các ràng buộc bước sóng 55
3.3. KIẾN TRÚC GMPLS 55
3.4. BỘ ĐỊNH TUYẾN GMPLS THỰC TẾ: BỘ ĐỊNH TUYẾN HIKARI 56
3.5. TÓM TẮT CHƯƠNG 3 57
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG QUANG WDM DỰA TRÊN KỸ THUẬT GMPLS 59
4.1. TỔNG QUAN VỀ NS2 59
4.1.1. Giới thiệu 59
4.1.2. Kiến trúc của NS-2 59
4.1.3. Sử dụng chương trình NS-2 61
4.2. MÔ PHỎNG 63
4.2.1. Cấu trúc Mạng 63
4.2.2. Mô phỏng với NS2 64
4.2.3. Định nghĩa QoS 65
4.3. MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 65
4.4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI 70
4.4.1. Kết luận 70
4.4.2. Hạn chế của đề tài 71
4.4.3. Hướng mở của đề tài 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
Tóm tắt nội dung tài liệu: tới quảng bá thông tin cập nhật tới tất cả các nút trong mạng. Nhu cầu quảng bá bản tin cập nhật có thể dẫn đến tổng chi phí điều khiển đáng kể. Hơn nữa, một nút có thể có thông tin bị lỗi thời làm cho nút thực hiện quyết định định tuyến dựa trên thông tin này không đúng.
Một số khắc phục đã được thực hiện để nâng cao các giải thuật tuyến chung ngắn nhất bằng việc sử dụng đinh tuyến trạng thái liên kết. Từ đó đã chỉ ra rằng thước đo dựa trên sử dụng chặng trung gian thấp nhất và tổng hợp của tổng số bước sóng và bước sóng có thể sử dụng cho kết quả xác xuất tắc nghẽn ít nhất.
Sau đây giới thiệu các thước đo hàm trọng được sử dụng trong mạng WDM có thể được sử dụng bằng giải thuật Dijkstra.
Gọi là số bước sóng có thể sử dụng trên tuyến liên kết và là tổng số các bước sóng có thể trên tuyến liên kết đó. Khi đó hàm trọng dựa trên tổng số bước sóng có thể sử dụng (Total Wavelength and Avaiable – TWA) được mô tả như sau:
Gọi W là hàm trọng của tuyến . Trong TWA, W được định nghĩa như sau:
W= - log E (2.1)
Gọi P là xác xuất mà một bước sóng được sử dụng trên một tuyến liên kết. Nếu
và đã biết, p có thể được tính:
P=1- (2.2)
Khi xác suất mà tất cả các bước sóng sẽ được sử dụng tại một thời điểm trong tương lai có thể được viết là p. Khi đó xác xuất mà ít nhất một bước sóng có thể sử dụng được trên một liên kết trong tương lai được đưa ra bằng (1 - P) . Với một tuyến bao gồm nhiều liên kết, mục tiêu là tối đa khả năng mà một bước sóng có thể sử dụng trong tương lai, tức là cực đại giá trị (1 - P) của tất cả các liên kết có thể tạo thành tuyến. Đồ án sử dụng – log (1 - P) như một hàm trọng tương ứng và thực hiện tối thiểu giá trị này. Đây là một hàm trọng động cho bước sóng luôn thay đổi.
+ Định tuyến vectơ khoảng cách
Phương pháp véc tơ khoảng cách có thể định tuyến với thông tin tổng thể. Phương pháp này không đòi hỏi mỗi nút duy trì đầy đủ thông tin trạng thái liên kết ở mỗi nút, nhưng thay vì mỗi nút lưu giữ một bảng chuyển tiếp dành riêng cho mỗi đích và mỗi bước sóng, chặng tiếp theo tới đích và khoảng cách tới đích. Phương pháp này dựa vào giải thuật Bellman- Ford phân tán để duy trì các bảng định tuyến. Giống với định tuyến trạng thái liên kết, bài toán cũng yêu cầu các nút cập nhật thông tin bảng định tuyến của chúng bất cứ khi nào một kết nối được thiết lập hay giải phóng. Việc cập nhật này được thực hiện bằng việc mỗi nút gửi một bản tin cập nhật định tuyến tới các nút lân cận chúng theo chu kỳ hay bất cứ khi nào trạng thái các tuyến liên kết lối ra của nút thay đổi. Mặc dù mỗi nút duy trì thông tin ít hơn định tuyến trạng thái liên kết và cập nhật không quảng bá tới tất cả các nút nhưng bài toán này có thể vẫn chịu mức độ chi phí điều khiển cao.
Giải thuật vectơ cũng rất hay ở chỗ, bằng một số cách nó có thể thực hiện định tuyến ràng buộc dựa trên số chặng và các loại thước đo khác nhau. Thực vậy, các giải thuật định tuyến tiêu chuẩn thường tối ưu một mục tiêu, tức là chúng có thể tối thiểu số chặng trung gian, hay tối thiểu loại thước đo khác nào đó nhưng không thể là cả hai. Tối ưu mục tiêu kép là nhiệm vụ phức tạp hơn và nói chung nó là một bài toán khó giải.
Giải thuật đường đi ngắn nhất Bellman-Ford được dùng cho việc tính
đường đi của một thước đo tối thiểu cho tất cả các chặng trung gian. Đây là một tính chất của giải thuật Bellman – Ford mà ở h lần lặp lại của nó, nó xác định đường tối ưu giữa nguồn và đích, giữa các đường đi ở hầu hết h chặng. Tuy nhiên, bởi vì giải thuật Bellman-Ford tiến hành bằng việc tăng chặng số chặng trung gian nên nó cần cung cáp cho chặng trung gian rỗi một đường đi như một tiêu chuẩn tối ưu thứ hai. Đây có thể là một chức năng đặc biệt thú vị nếu mục tiêu là tìm đường ngắn nhất (với một thước đo cụ thể) trong khi vẫn tìm một đường “ tương đối ” ngắn, đó là đường cũng tối thiểu chặng trung gian.
+ So sánh giữa định tuyến vectơ khoảng cách và định tuyến
Trạng thái liên kết trong bài toán RWA
Định tuyến trạng thái liên kết và véctơ khoảng cách là hai khả năng có thể xử lý toàn bộ tin tức về mạng. Tuy nhiên, việc lựa chọn cả hai giải thuật gây ra các chế độ rất khác nhau khi xem xét vấn đề RWA. Hiệu suất của hai phương pháp cho việc thiết lập luồng quang động thì trạng thái liên kết làm tốt hơn với tải trọng thấp. Định tuyến phân tán cho xác xuất tắc nghẽn thấp hơn với tải trọng cao.
Tuy nhiên, khuyết điểm cơ bản của giải thuật vectơ khoảng cách là ở chỗ chúng không phù hợp nhiều bằng giải thuật liên kết khi xem xét vấn đề xử lý lưu lượng. Đặc biệt, ưu điểm chính của giải thuật trạng thái liên kết là mỗi nút có một tin tức tổng thể về mạng. Điều này làm cho nó dễ dàng tìm các tuyến rõ ràng từ một nút nguồn tới một nút đích, do vậy tăng xác xuất mắc lỗi hơn cho mạng. Ví dụ có thể tăng khả năng khôi phục khi các nút đầy tin về mạng.
Mặc dù bài toán định tuyến dựa trên tin tức tổng thể phải giải quyết nhiệm vụ duy trì một số lượng lớn thông tin trạng thái đang thay đổi liên tiếp, nhưng bài toán này thường thực hiện các quyết định tuyến tối ưu nhất nếu thông tin trạng thái là mới nhất. Do vậy, bài toán dựa trên thông tin tổng thể có thể rất phù hợp cho các mạng mà trong đó luồng quang là khá tĩnh và không thay đổi nhiều theo thời gian.
D. Định tuyến thích nghi dựa trên thông tin cục bộ
Ưu điểm của thông tin cục bộ là các nút không phải duy trì một số lượng lớn thông tin trạng thái; tuy nhiên, các quyết đinh định tuyến có khuynh hướng kém tối ưu hơn so với trường hợp thông tin tổng thể. Hai ví dụ về bài toán định tuyến thích nghi dựa trên thông tin cục bộ là định tuyến thay thế với thông tin cục bộ và định tuyến lệch.
D.1. Định tuyến thay thế dựa trên thông tin cục bộ
Trong khi các bài toán định tuyến thay thế thường dựa trên thông tin tổng thể thì khác với hiện nay chỉ dùng thông tin cục bộ. Trong bài toán định tuyến thay thế tắc nghẽn ít nhất, việc lựa chọn một tuyến được xác định bởi bước sóng có thể sử dụng dọc theo tuyến thay thế. Hai bài toán khác nhau được xem xét: Trường hợp trong đó thông tin bước sóng có thể sử dụng được biết đến dọc theo toàn bộ tuyến, và trường hợp đó chỉ có thông tin bước sóng là có thể sử dụng được biết đến dọc theo toàn bộ tuyến, và trường hợp trong đó chỉ có thông tin cục bộ là có thể sử dụng.
+ Nhận biết bước sóng đầu cuối - đầu cuối
Trong phương pháp đầu tiên, thực thể thực hiện định tuyến nhận thấy thông tin bước sóng có thể sử dụng cho tất cả các tuyến liên kết trong các đường thay thế. Trong trường hợp này, tuyến được chọn là tuyến có bước sóng lớn nhất có thể sử dụng dọc theo toàn bộ các tuyến liên kết trong đường đi của nó. Ví dụ như, trong hình 2.4, nếu hai tuyến thay thế từ nút nguồn A tới nút đích D được xem xét với các bước ...
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Link download:
You must be registered for see links