Chuyên đề Mạng truyền dẫn quang (TS. Võ Viết Minh Nhật) - Bài 3 Định tuyến và cấp phát bước sóng trên Mạng WDM doc

N i dung trình bày ội dung trình bàyo Các mô hình RWA tĩnh Static RWA Design Design... M ng đ nh tuy n b ạng định tuyến bước sóng WRN với các ịnh tuyến bước sóng WRN với các ến bước sóng

Chuyên đê: M ng truy n d n ạng truyền dẫn ền dẫn ẫn

quang

WDM

WDM

TS Võ Vi t Minh Nh tết Minh Nhật ật

Khoa Du L ch – Đ i h c Huịch – Đại học Huế ại học Huế ọc Huế ết Minh Nhật

vominhnhat@yahoo.com

M c tiêu ục tiêu

• Bài toán thi t k hình thái v t lý (Physical Topology Design) ết Minh Nhật ết Minh Nhật ật

• Bài toán thi t k hình thái o (Virtual Topology Design) ết Minh Nhật ết Minh Nhật ảo (Virtual Topology Design)

• Đ nh tuy n (Route Computation) ịch – Đại học Huế ết Minh Nhật

• C p phát b c sóng (Wavelength Assignment) ấp cho học viên các kiến thức ước sóng

N i dung trình bày ội dung trình bày

o Các mô hình RWA tĩnh (Static RWA)

Design)

Design)

3.1 T ng quan ổng quan

dùng

M ng đ nh tuy n b ạng định tuyến bước sóng WRN với các ịnh tuyến bước sóng WRN với các ến bước sóng WRN với các ước sóng WRN với các c sóng WRN v i các ớc sóng WRN với các

lightpaths

3.1 T ng quan ổng quan

Wavelength-Assignment problem)

 V i ớc sóng h ng ti p c n tĩnh ước sóng ết Minh Nhật ật , m t t p các k t n i là đ c bi t tr c ộng (Dynamic RWA) ật ết Minh Nhật ối ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ết Minh Nhật ước sóng

V n đ là làm th nào thi t l p đ c các lightpaths cho các k t ấp cho học viên các kiến thức ề: ết Minh Nhật ết Minh Nhật ật ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ết Minh Nhật

n i này sao cho: t i thi u hóa tài nguyên m ng s d ng nh s ối ối ể mang một kết nối ại học Huế ử dụng để mang một kết nối ụ truyền thông ư ối

b c sóng, s dây d n trên m ng; hay t i đa s k t n i có th ước sóng ối ẫn ại học Huế ối ối ết Minh Nhật ối ể mang một kết nối

thi t l p đ c n u s b c sóng đ c cho tr c c đ nh (h ng ết Minh Nhật ật ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ết Minh Nhật ối ước sóng ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ước sóng ối ịch – Đại học Huế ước sóng

ti p c n này có tên g i khác là v n đ SLE (Static Lightpath ết Minh Nhật ật ọc Huế ấp cho học viên các kiến thức ề:

Establishment problem))

 V i ớc sóng tr ng h p đ người ợc sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ộng (Dynamic RWA) , m t lightpath đ c thi t l p cho ộng (Dynamic RWA) ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ết Minh Nhật ật

m i k t n i khi có yêu c u và lightpath này s đ c gi i ỗi kết nối được gọi là vấn đề RWA (the Routing and ết Minh Nhật ối ầu băng thông ngày càng tăng của người ẽ sử dụng cùng bước sóng trên tất cả ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ảo (Virtual Topology Design)phóng sau m t kho ng th i gian h u h n S khác bi t ộng (Dynamic RWA) ảo (Virtual Topology Design) ời ữu hạn Sự khác biệt ại học Huế ự thừa nhận như là công cụ truyền thông ệt 3 loại yêu cầu kết nối: tĩnh (static),

c b n đây là các lightpath đ c qu n lý.ơ bản ở đây là các lightpath được quản lý ảo (Virtual Topology Design) ởi định tuyến và cấp phát bước sóng ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ảo (Virtual Topology Design)

 M c đích c a h ng ti p c n tăng c ng và đ ng là ụ truyền thông ủa người ước sóng ết Minh Nhật ật ười ộng (Dynamic RWA)

thi t l p các lightpaths và c p phát b c sóng sao cho ết Minh Nhật ật ấp cho học viên các kiến thức ước sóng

t i thi u xác su t t c ngh n (blocking) do k t n i không ối ể mang một kết nối ấp cho học viên các kiến thức ắc nghẽn (blocking) do kết nối không ẽ sử dụng cùng bước sóng trên tất cả ết Minh Nhật ối thi t l p đ c; hay t i đa s k t n i có th thi t l p ết Minh Nhật ật ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ối ối ết Minh Nhật ối ể mang một kết nối ết Minh Nhật ật

Phát bi u bài toán RWA ểu bài toán RWA

o V n đ RWA có th phát bi u nh sau: ấp cho học viên các kiến thức ề: ể mang một kết nối ể mang một kết nối ư

 Cho m t t p các lightpaths c n thi t l p trên m ng ộng (Dynamic RWA) ật ầu băng thông ngày càng tăng của người ết Minh Nhật ật ại học Huế

và ràng bu c v s b c sóng có th s d ng, chúng ộng (Dynamic RWA) ề: ối ước sóng ể mang một kết nối ử dụng để mang một kết nối ụ truyền thông

ta c n xác đ nh đ ng (route) và b c sóng ầu băng thông ngày càng tăng của người ịch – Đại học Huế ười ước sóng

(wavelength) cho các lightpaths sao cho t i đa s ối ối

lightpaths có th đ c thi t l p (hay t i thi u s ể mang một kết nối ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ết Minh Nhật ật ối ể mang một kết nối ối

b c sóng s d ng hay t i thi u xác su t t c ngh n ước sóng ử dụng để mang một kết nối ụ truyền thông ối ể mang một kết nối ấp cho học viên các kiến thức ắc nghẽn (blocking) do kết nối không ẽ sử dụng cùng bước sóng trên tất cả

vì không thi t l p đ c lightpath)ết Minh Nhật ật ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông

2 ràng bu c c a v n đ RWA ội dung trình bày ủa vấn đề RWA ấp phát ền dẫn

nhau.

Tính ph c t p c a bài toán RWA ức tạp của bài toán RWA ạng truyền dẫn ủa vấn đề RWA

o Xét m t m ng WRN v i W b c sóng trên m i liên ộng (Dynamic RWA) ại học Huế ớc sóng ước sóng ỗi kết nối được gọi là vấn đề RWA (the Routing and

k t (link/fiber), vi c tìm ki m đ ng đi (lightpath) ết Minh Nhật ệt 3 loại yêu cầu kết nối: tĩnh (static), ết Minh Nhật ười cho m t k t n i (connection) s tr thành W bài ộng (Dynamic RWA) ết Minh Nhật ối ẽ sử dụng cùng bước sóng trên tất cả ởi định tuyến và cấp phát bước sóng

Chuy n đ i b ểu bài toán RWA ổng quan ước sóng trên Mạng c sóng

Ví d v b chuy n đ i b ục tiêu ền dẫn ội dung trình bày ểu bài toán RWA ổng quan ước sóng trên Mạng c

sóng

Các lo i chuy n đ i b ạng truyền dẫn ểu bài toán RWA ổng quan ước sóng trên Mạng c sóng

Ví d v chuy n đ i có gi i h n b ục tiêu ền dẫn ểu bài toán RWA ổng quan ớc sóng trên Mạng ạng truyền dẫn ước sóng trên Mạng c

Chuy n đ i r i rác (sparse) ểu bài toán RWA ổng quan ả bằng đồ thị

RWA tĩnh (static)

Bài toán thi t k hình thái v t lý ến và cấp phát ến và cấp phát ật lý

PTD

 kh năng c a các liên k t (k t n i) nh s l ng các kênh b c sóng ảo (Virtual Topology Design) ủa người ết Minh Nhật ết Minh Nhật ối ư ối ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ước sóng trên m i s i d n quang, hay/và kh năng băng thông c a m i kênh ỗi kết nối được gọi là vấn đề RWA (the Routing and ợc sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ẫn ảo (Virtual Topology Design) ủa người ỗi kết nối được gọi là vấn đề RWA (the Routing and

 s c ng chuy n m ch c a m i OXC ối ổng quan vấn đề định tuyến và cấp phát bước sóng ể mang một kết nối ại học Huế ủa người ỗi kết nối được gọi là vấn đề RWA (the Routing and

 v trí l p đ t c a các thi t b nh b khu ch đ i (amplifiers), b ịch – Đại học Huế ắc nghẽn (blocking) do kết nối không ặt của các thiết bị như bộ khuếch đại (amplifiers), bộ ủa người ết Minh Nhật ịch – Đại học Huế ư ộng (Dynamic RWA) ết Minh Nhật ại học Huế ộng (Dynamic RWA)

chuy n đ i (converters), b chia tín hi u (power splitters) ể mang một kết nối ổng quan vấn đề định tuyến và cấp phát bước sóng ộng (Dynamic RWA) ệt 3 loại yêu cầu kết nối: tĩnh (static),

 đ m b o t n t i ít nh t 2 tuy n (path) tách bi t gi a 2 OXCs b t ảo (Virtual Topology Design) ảo (Virtual Topology Design) ồn đến đích mà nó đi qua ại học Huế ấp cho học viên các kiến thức ết Minh Nhật ệt 3 loại yêu cầu kết nối: tĩnh (static), ữu hạn Sự khác biệt ấp cho học viên các kiến thức

kỳ đ phòng tr ng h p OXC hay s i d n quang h ng ể mang một kết nối ười ợc sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ợc sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ẫn ỏa mãn ràng

c n thi t S thành công c a vi c thi t k hình thái m ng

Các ví d bài toán PTD ục tiêu

o Bài toán tìm v trí l p đ t các OXC [27] :ịch – Đại học Huế ắc nghẽn (blocking) do kết nối không ặt của các thiết bị như bộ khuếch đại (amplifiers), bộ

 “Cho m t s b đ nh tuy n chuy n m ch nh n LSRs (Label ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ịnh tuyến bước sóng WRN với các ến bước sóng WRN với các ển mạch nhẵn LSRs (Label ạng định tuyến bước sóng WRN với các ẵn LSRs (Label

Switching Routers) và m t t p các lightpaths c n đột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ập các lightpaths cần được thiết ần được thiết ược thiết c thi t ến bước sóng WRN với các

l p gi a các LSRs, hãy xác đ nh m t hình thái v t lý (mà ập các lightpaths cần được thiết ữa các LSRs, hãy xác định một hình thái vật lý (mà ịnh tuyến bước sóng WRN với các ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ập các lightpaths cần được thiết

gi a m i c p nút luôn t n t i 2 liên k t) sao cho s chuy n ữa các LSRs, hãy xác định một hình thái vật lý (mà ỗi cặp nút luôn tồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển ặp nút luôn tồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển ồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển ạng định tuyến bước sóng WRN với các ến bước sóng WRN với các ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label

m ch quang OXC đạng định tuyến bước sóng WRN với các ược thiết c s d ng là ít nh t nh ng v n đ m ử dụng là ít nhất nhưng vẫn đảm ụng là ít nhất nhưng vẫn đảm ất nhưng vẫn đảm ư ẫn đảm ảm

b o thi t l p đảm ến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết ược thiết c t t c các lightpaths đã cho.”ất nhưng vẫn đảm ảm

o Th c ch t, bài toán này là k t h p c a c bài toán thi t ự thừa nhận như là công cụ truyền thông ấp cho học viên các kiến thức ết Minh Nhật ợc sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ủa người ảo (Virtual Topology Design) ết Minh Nhật

k hình thái v t lý và hình thái o Gi i pháp đ c đ ết Minh Nhật ật ảo (Virtual Topology Design) ảo (Virtual Topology Design) ược sự thừa nhận như là công cụ truyền thông ề:

xu t trong [27] là s d ng gi i thu t di truy n, l p đi ấp cho học viên các kiến thức ử dụng để mang một kết nối ụ truyền thông ảo (Virtual Topology Design) ật ề: ặt của các thiết bị như bộ khuếch đại (amplifiers), bộ

l p l i trong không gian hình thái v t lý và s d ng gi i ặt của các thiết bị như bộ khuếch đại (amplifiers), bộ ại học Huế ật ử dụng để mang một kết nối ụ truyền thông ảo (Virtual Topology Design)

thu t heuristics cho vi c đ nh tuy n và c p phát b c

Các ví d bài toán PTD ục tiêu

 “Cho m t s lột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ược thiết ng v a đ các b chuy n đ i bừa đủ các bộ chuyển đổi bước sóng ủ các bộ chuyển đổi bước sóng ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label ổi bước sóng ước sóng WRN với các c sóng

(kho ng 30% trên t ng s b chuy n m ch quang OXC), hãy ảm ổi bước sóng ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label ạng định tuyến bước sóng WRN với các

tìm v trí t i u các b chuy n đ i WC định tuyến bước sóng WRN với các ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ư ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label ổi bước sóng ược thiết c l p đ t (thõa ắp đặt (thõa ặp nút luôn tồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển

mãn tình tr ng hi n th i c a d li u l u thông)ạng định tuyến bước sóng WRN với các ện thời của dữ liệu lưu thông) ời của dữ liệu lưu thông) ủ các bộ chuyển đổi bước sóng ữa các LSRs, hãy xác định một hình thái vật lý (mà ện thời của dữ liệu lưu thông) ư ”

u)

ư

Bài toán thi t k hình thái o ến và cấp phát ến và cấp phát ả bằng đồ thị

VTD

sau:

 “Cho m t m ng quang v i các liên k t quang k t ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ạng định tuyến bước sóng WRN với các ớc sóng WRN với các ến bước sóng WRN với các ến bước sóng WRN với các

n i các b chuy n m ch quang OXCs (t o thành ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label ạng định tuyến bước sóng WRN với các ạng định tuyến bước sóng WRN với các

m t hình thái v t lý) và cho m t t p các lightpaths ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ập các lightpaths cần được thiết ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ập các lightpaths cần được thiết

c n thi t l p (s t o nên m t hình thái o) gi a ần được thiết ến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết ẽ tạo nên một hình thái ảo) giữa ạng định tuyến bước sóng WRN với các ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ảm ữa các LSRs, hãy xác định một hình thái vật lý (mà

các nút biên, hãy xác đ nh mô hình k t n i t i u ịnh tuyến bước sóng WRN với các ến bước sóng WRN với các ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ư

(ch ng h n, t i đa s lighpaths đẳng hạn, tối đa số lighpaths được thiết lập).” ạng định tuyến bước sóng WRN với các ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ược thiết c thi t l p).” ến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết

Bài toán VTD đ ược xem xét dưới góc c xem xét d ước sóng trên Mạng i góc

đ đ th [30] ội dung trình bày ồ thị ịnh tuyến và cấp phát

o “Cho m t hình thái m ng v t lý đột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ạng định tuyến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết ược thiết c bi u di n dển mạch nhẵn LSRs (Label ễn dưới ước sóng WRN với các i

d ng đ th Gp(V,Ep), trong đó V là t p các OXCs và ạng định tuyến bước sóng WRN với các ồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển ịnh tuyến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết

Ep là các s i d n quang k t n i các OXCs Cho m t t p ợc thiết ẫn đảm ến bước sóng WRN với các ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ập các lightpaths cần được thiết

các lightpaths c n thi t l p T = [ρ,psd], trong đó ρ ần được thiết ến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết

bi u di n t ng t i l u lển mạch nhẵn LSRs (Label ễn dưới ổi bước sóng ảm ư ược thiết ng được thiết c cung c p và psd là ất nhưng vẫn đảm

s phân b các t i l u lự phân bố các tải lưu lượng Mục tiêu của việc thiết ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ảm ư ược thiết ng M c tiêu c a vi c thi t ụng là ít nhất nhưng vẫn đảm ủ các bộ chuyển đổi bước sóng ện thời của dữ liệu lưu thông) ến bước sóng WRN với các

k hình thái o có th là:ến bước sóng WRN với các ảm ển mạch nhẵn LSRs (Label

 T i thi u m c t t ngh n t i đa c a m ng, v i m t s ràng ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label ức tắt nghẽn tối đa của mạng, với một số ràng ắp đặt (thõa ẽ tạo nên một hình thái ảo) giữa ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ủ các bộ chuyển đổi bước sóng ạng định tuyến bước sóng WRN với các ớc sóng WRN với các ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label

bu c v m t tài nguyên m ng [9,10].ột số bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ề mặt tài nguyên mạng [9,10] ặp nút luôn tồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển ạng định tuyến bước sóng WRN với các

 T i thi u s ch ng (hành trình) trung bình c a các ligthpath ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ển mạch nhẵn LSRs (Label ố bộ định tuyến chuyển mạch nhẵn LSRs (Label ặp nút luôn tồn tại 2 liên kết) sao cho số chuyển ủ các bộ chuyển đổi bước sóng

thi t l p đến bước sóng WRN với các ập các lightpaths cần được thiết ược thiết c