Tiểu luận môn Hệ Phân tán Điều Khiển Tải

TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN: HỆ TIN HỌC PHÂN TÁNĐỀ TÀI:  CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA ĐIỀU KHIỂN TẢI  ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHỌN ĐƯỜNG THÍCH NGHI ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TẢI MẠNG ARPANET Giáo viên hướng dẫn: P

TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN: HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN

ĐỀ TÀI:

 CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA ĐIỀU KHIỂN TẢI

 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHỌN ĐƯỜNG THÍCH NGHI ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TẢI MẠNG ARPANET

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS LÊ VĂN SƠN

CHƯƠNG 1:

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA

VIỆC ĐIỀU KHIỂN TẢI

(LOADING CONTROL NETWORK)

Những vấn đề cơ bản

1.1 Đặt vấn đề

Việc truyền dữ liệu trong mạng phụ thuộc vào khả năng và chiến lược cung cấp tài nguyên của mạng ( đường truyền, bộ nhớ đệm, vv)

- khả năng tài nguyên là có hạn

- chiến lược cung cấp tài nguyên quá “tĩnh”

- -> không thích nghi với trạng thái luôn thay đổi của mạng, nên dễ dẫn đến các tình trạng xấu :

Những vấn đề cơ bản

1.1 Đặt vấn đề

Các yêu cầu tài nguyên dồn về một trạm gây nên tình trạng “ ùn tắc” do đó khả năng tài

nguyên của mạng không đáp ứng nổi

Tài nguyên của một trạm nào đó có hiệu suất

sử dụng quá thấp dẫn đến lãng phí

Vậy cần thiết phải có một cơ chế điều khiển tải

áp dụng cho toàn mạng

Những vấn đề cơ bản

1.2.Chức năng của điều khiển tải

- Duy trì nhịp nhàng các yêu cầu về tài nguyên

- Mục đích : lưu thông mạng tốt nhất, giảm thiểu tình trạng quá tải dẫn đến ùn tắc mạng

Những vấn đề cơ bản

1.3 Các Phương pháp điều khiển tải

1.3.1 Điều khiển tải tổng quát 1.3.2.Điều khiển tải phân tán

Những vấn đề cơ bản

1.3.1.Điều khiển tải tổng quát

Mục tiêu : -Tìm cách duy trì tổng số yêu cầu tài nguyên được lưu chuyển trong mạng luôn nhỏ hơn một giá trị ngưỡng N nào đó

- Giá trị N xác định trước, căn cứ vào khả năng tài nguyên và các thông số hiện hành của mạng

Các yêu cầu về sử dụng tài nguyên được gởi đến hệ thông qua bộ phân phối tải

Những vấn đề cơ bản

 Khó khăn đối với điều khiển tải tổng quát

• Nếu tải vượt quá mức cho phép, bộ điều khiển tải có thể quyết định sai là ném các yêu cầu tài nguyên ra ngoài tầm phục vụ Điều đó

có thể dẫn đến việc sử dụng dưới mức giới hạn cho phép của các tài nguyên được điều khiển bởi các SERVER

Những vấn đề cơ bản

 Khó khăn đối với điều khiển tải tổng quát

• Nếu tải còn dưới mức cho phép, bộ điều khiển tải chấp nhận một yêu cầu; Nếu các SERVER không có sự điều khiển tải của riêng mình Điều đó dẫn đến việc sử dụng quá mức giới hạn của các tài nguyên

Những vấn đề cơ bản

1.3.2 Điều khiển tải phân tán

- Giao cho các trạm tự kiểm soát luồng

dữ liệu đi qua dựa trên khả năng tài nguyên cục bộ của chúng

Mục tiêu : việc phân bố tải được tiến hành sao cho các server có khả năng phục vụ phải có tải tương đương nhau

Những vấn đề cơ bản

1.3.2 Điều khiển tải phân tán

Người ta chia ra làm hai loại chiến lược phân tán tải

 Chiến lược tĩnh

 Chiến lược thích nghi

CHƯƠNG 2:

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHỌN ĐƯỜNG THÍCH NGHI ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TẢI CHO

MẠNG ARPANET

Áp dụng

2.1 Mạng ARPANET

ARPANET sử dụng họ giao thức TCP/IP

ARPANET là một mạng chuyển mạch gói X25

ARPANET s d ng phử ụ ương pháp ch n đọ ường thích nghi

Áp dụng

2.3.Phương pháp chọn đường thích nghi

 Xác định con đường cho mỗi gói tin theo kiểu động dựa vào tiêu chuẩn tối ưu như độ trễ, hành trình, khoảng cách phải đi qua, sự cố đường truyền, các nút,…

Áp dụng

2.3.Phương pháp chọn đường thích nghi

Tại mỗi nút cần duy trì các bảng như sau:

TD(j,i) Thời hạn để đến được nut Dj xuất phát từ

đường LiTR(j) Số hiệu đường truyền tối ưu ( được chọn)

được đánh giá để đến được Dj ( theo VD(j)) Hàm tối ưu

VD(j) Xác định thời hạn nhỏ nhất để đến được nút D

Áp dụng

2.3.Phương pháp chọn đường thích nghi

Các bảng chọn đường sẽ được cập nhật trong hai trường hợp sau đây:

STT Trường hợp

1 Cập nhật nội dung hàng đợi đã được phối hợp với

đường ra Mỗi khi có một gói tin được rút ra ( hay cho vào) từ hàng đợi đã được phối hợp với một đường truyền L, Các thời hạn trong bảng, tương ứng với cột TD( j,L) cần phải được thay đổi

để thích ứng với tải mới của đường truyền

2 Tiếp nhận một Vector biểu diễn thời hạn được

gởi đến từ nút lân cận( láng giềng)

Router

Tiếp nhận Vector thời hạn của các nút lân cận

Cập nhật thông tin về độ trễ với các nút lân cận

Tính toán bảng chọn đường mới

 Gởi bảng chọn đường mới cho các nút còn lại trong mạng để cập nhật

từ các nút lân cận.

ra độ trễ tốt nhất ( nhỏ nhất) và nó dùng độ trễ này với đường tương ứng trong trọng chọn đường mới.

Áp dụng

Như vậy trong bảng chọn đường mới của J sẽ lưu trữ

cặp giá trị ( 18,H), điều này có nghĩa là từ J đến G có

độ trễ là 18 msec và đường được sử dụng là qua H.

Áp dụng

Áp dụng

Tính cho nút D

Từ J đến A có độ trễ 8 msec và A có khả năng đến D trong 40 msec, vậy J có khả năng tới D trong 48 msec( 8+40) nếu qua A

Tương tự, Từ J đến I có độ trễ 10 msec và I có khả năng đến D trong 27 msec, vậy J có khả năng tới D trong 37 msec(10+27) nếu qua I

Từ J đến H có độ trễ 12 msec và H có khả năng đến D trong 8 msec, vậy J có khả năng tới D trong

20 msec( 12+8) nếu qua H

Áp dụng

Tính cho nút D

Từ J đến K có độ trễ 6 msec và K có khả năng đến D trong 24 msec, vậy J có khả năng tới D trong 30 msec( 6+24) nếu quan K

Vì vậy giá trị tốt nhất để từ J đến D là 20 msec

( = min(48,37,20,28)

Như vậy trong bảng chọn đường mới của J sẽ lưu trữ cặp giá trị ( 20,H), điều này có nghĩa là từ J đến D có độ trễ là 20 msec và đường được sử dụng

là qua H

Áp dụng

J đến D có độ trễ là 20 msec và đường được sử

Áp dụng

Tương tự như trên, J tính tính lại bảng chọn đường cho các nới đến khác( B,C,E,F,K,L) và được bảng chọn đường cuối cùng như sau:

Áp dụng

Tương tự thuật toán như trên, các nút trong mạng sẽ tính lại các bảng độ trễ cho mình và gởi cho các nút láng giềng sau một thời hạn

T nhất định ( đối với mạng ARPANET thì sau 2/3 giây) hoặc khi mạng có sự thay đổi nào đó.