ĐIỆN tử VIỄN THÔNG slide tối ưu hóa chuyển mạch mềm based NGN khotailieu

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp Nhất  Trong công thức 1 :  Cij là dung lượng băng thông của các liên kết i, j  là chi phí của từng đơn vị dung lượng  Fij là luồ

Môn Học : NGN

Tiểu luận: ĐỀ ÁN TỐI ƯU HÓA CHO TỔ CHỨC CHUYỂN MẠCH MỀM DỰA TRÊN MẠNG THẾ HỆ SAU

( An Optimized Scheme to Organize Softswitch-based Next Generation Network )

Nguyễn Việt An TS Lê Anh Ngọc

Lê Đức Anh Nguyễn Đức Anh

Tạ Ngọc Bách Nguyễn Tuấn Bảo

11/12/19

Nội Dung Chính

• Phần 1 : Giới thiệu chung

• Phần 2 : Qui hoạch phi tuyến với mục tiêu giá thấp nhất

• Phần 3 : Độ tin cậy của các nút chuyển mạch mềm

• Phần 4 : Sự định giá của thuật toán Heuristic

11/12/19

Phần 1 : Giới Thiệu Chung

Chuyển mạch mềm dựa trên NGN là rất cần thiết

Việc tổ chức và định tuyến cuộc gọi trở thành một vấn đề quan trọng cần được nghiên cứu

 NGN là mạng all-IP và đang hoạt động trong một chế độ có thể quản lý và hoạt động được chứ không phải là chế độ nỗ lực tối đa ( best – effort mode ) trong mạng Internet hiện tại

Phần 1 : Giới Thiệu Chung

 Nội dung :

Phần 2 sẽ mô tả mục tiêu của NGN trong việc tổ chức mạng và phân tích chúng

từ khía cạnh kinh tế và về  hiệu suất

Phần 3 sẽ mô tả biểu đồ state-sharing nhằm tăng độ tin cậy của các nút chuyển mạch mềm

Phần 4 phân tích việc định giá của thuật toán Heuristic

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

 Có nhiều phương án khác có thể sử dụng để tổ chức NGN , nhưng chúng ta chỉ đi sâu tìm hiểu về phương án không phân cấp

 Mục tiêu trong việc tổ chức mạng bao gồm :

 Giữ cho trễ trung bình của mỗi gói tin hoặc mỗi bản tin dưới một mức nhất định

 Nâng cao độ tin cậy của một nút đơn softswitch

 Giảm thiểu các chi phí với điều kiện hai yêu cầu trên được đáp ứng

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

 Trong công thức 1 :

 Cij là dung lượng ( băng thông ) của các liên kết (i, j)

 là chi phí của từng đơn vị dung lượng

 Fij là luồng của liên kết (i, j) giữ các số liệu giống với Cij

Công thức là độ trễ trung bình thông qua mô hình M/M/1 dựa trên các tiên đoán Kleinrock ( Trễ trung bình không được lớn hơn T )

γ là tổng tốc độ đến vào trong mạng

11/12/19

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

 Vấn đề đặt ra là rất khó để tối ưu hóa F và C cùng một lúc

 Phương pháp khả thi để giải quyết các vấn đề gặp phải là phải áp dụng thuật toán heuristic

 Vào lúc bắt đầu thuật toán , một cấu trúc liên kết tồn tại và sau quá trình lặp đi lặp lại được một cấu trúc liên kết mới có thể đáp ứng yêu cầu của sự trễ và độ tin cậy mà phải trả một chi phí thấp hơn

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

 Đối với một mạng cụ thể đánh giá,cần có một tiêu chuẩn cho các chi phí

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

 Thuật toán Heuristic và các bước lặp :

 Bước 1 : Phân luồng , tính toán luồng Fij tại liên kết ( i , j) với một số thuật toán định tuyến đặc biệt

 Bước 2 : Kiểm tra độ trễ

 Bước 3 : Kiểm tra độ tin cậy

 Bước 4 : Kiểm tra độ cải thiện các giá , thay thế các cấu trúc liên kết hiện tại tốt nhất bằng  các cấu trúc liên kết thử nghiệm

Bước 5 : Tạo ra một cấu trúc liên kết thử nghiệm mới

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

 Chỉ khi cấu trúc liên kết thử nghiệm trong Bước 4 phải đáp ứng các yêu cầu ở Bước 2 và Bước 3 và các giá được cải thiện , các cấu trúc liên kết thử nghiệm được chấp nhận như là các cấu trúc liên kết tốt nhất hiện tại

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp Nhất

 Để tạo ra cấu trúc liên kết Heuristic ở bước 5 ta có thể

Giảm dung lượng của một liên kết với Fij / Cij là rất thấp , hoặc thậm chí hủy bỏ liên kết

Thêm vào hoặc xóa bớt một liên kết

Phương pháp saturation-cut nhằm xác định vùng phân đoạn giữa hai tập hợp và có thể giải quyết vấn đề này

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

Phương pháp saturation-cut gồm các bước :

 Bước 1 : Liệt kê tất các các liên kết không định hướng và biểu diễn giá trị max (Fij / Cij , Fji / Cji) theo thứ tự giảm dần

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

Bước 2 : Tìm một liên kết k để đáp ứng hai điều kiện sau đây:

a) Nếu tất cả các liên kết phía trên k bị xóa, mạng vẫn được kết nối

b) Nếu tất cả các liên kết ở phía trên k và k bị xóa, mạn không kết nối và chia thành hai phần là và

 Bước 3 : Xóa các liên kết sử dụng ít nhất, và thêm một liên kết mới kết nối một nút trong và một nút trong

Phần 2 : Qui Hoạch Phi Tuyến Với Mục Tiêu Giá Thấp

Nhất

Hình 1 : Ví dụ về phương pháp Saturation-cut

Phần 3 : Độ Tin Cậy Của Các Nút Chuyển Mạch Mềm

 Độ tin cậy của các liên kết đã được đảm bảo thông qua các thuật toán ở trên

 Ở đây chúng ta đang dùng các biện pháp để nâng cao độ tin cậy của các nút

chuyển mạch mềm

 Một hệ thống chịu lỗi dựa trên SIP là cần thiết để đạt được mục tiêu về độ tin cậy

Phần 3 : Độ Tin Cậy Của Các Nút Chuyển Mạch Mềm

 Hệ thống XXX thực hiện cơ chế state-sharing :

Hình 2 : sơ đồ State-sharing

Phần 3 : Độ Tin Cậy Của Các Nút Chuyển Mạch Mềm

 Biểu đồ của một hệ thống XXX mà thực hiện các cơ chế  state-sharing bao gồm

ba thành phần trên mỗi Host :

STC (Bộ biến đổi SUM-to-txt )

FTS ( Tập lệnh truyền file )

TSC ( Bộ biến đổi Txt-to-SUM )

Phần 4 : Sự Định Giá Của Thuật Toán Heuristic

 Giả định rằng độ tin cậy của các nút chuyển mạch mềm được đảm bảo đầy đủ nếu mỗi nút có không ít hơn hai nút lân cận

 T trong biểu thức (1) được giả định là 2 giây

 Chi phí ban đầu thể hiện trong hình 1 là 3542

 Các ma trận giá P và ma trận dòng F được thể hiện như sau:

Phần 4 : Sự Định Giá Của Thuật Toán Heuristic

Hình 3: Ma trận giá P và ma trận luồng F

Phần 4 : Sự Định Giá Của Thuật Toán Heuristic

Kết Luận

 Các thuật toán heuristic không phải là một tối ưu hóa tốt nhất, nhưng nó là khả năng mở rộng với các chiến lược khác nhau mà những hành vi của mạng có thể được điều chỉnh Đó chỉ là những gì là cần thiết trong vận hành NGN