Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS.

- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 1MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.
- Định tuyến MPLS.
- 36 CHƯƠNG II - ĐỊNH TUYẾN GMPLS.
- Các thuật toán tính đường định tuyến cơ bản.
- Định tuyến trong mạng GMPLS.
- Định tuyến trong mạng IP và mạng lưu lượng.
- 49 Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 22.4.3.
- Thông tin định tuyến GMPLS.
- Tổng quan về các giao thức định tuyến IP trong mạng GMPLS.
- Sự vận hành của các giao thức định tuyến trong các mạng GMPLS.
- Giao thức định tuyến OSPF và ISIS trong mạng GMPLS.
- Các thuật toán tính đường định tuyến trong GMPLS.
- 102 CHƯƠNG III - MÔ PHỎNG KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC THEO BĂNG THÔNG TRONG GMPLS.
- Bài toán mô phỏng kỹ thuật định tuyến ràng buộc theo băng thông trong mạng GMPLS.
- 121 Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 3LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
- Tác giả Luận văn Nguyễn Thanh Tùng Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 4DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Vị trí mào đầu chèn trong một gói tin.
- 109 Hình 3.7: Hoạt động định tuyến trạng thái liên kết.
- 111 Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 5Hình 3.8: Bản tin cập nhật trạng thái liên kết.
- 111 Hình 3.9: Kết quả định tuyến từ S0 đến D0 (0-4-7-9.
- 114 Hình 3.10: Kết quả đường định tuyến từ S1 đến D .
- 115 Hình 3.11: Kết quả đường định tuyến từ S2 đến D .
- 115 Hình 3.12: Kết quả đường định tuyến từ S3 đến D3 (3-5-8-12.
- 116 Hình 3.13: Kết quả thiết lập đường định tuyến từ thuật toán.
- Trong luận văn này, tác giả xin trình bày về Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS, nội dung luận văn gồm 3 chương.
- Chương 3: Mô phỏng kỹ thuật định tuyến ràng buộc theo băng thông trong GMPLS, thực hiện mô phỏng để đánh giá hoạt động định tuyến trong mạng GMPLS.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 10CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GMPLS 1.1.
- Các bộ định tuyến sử dụng thiết bị này gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label switching Router).
- MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet như OSPF (Open Shortest Path First) và BGP (Boder Gateway Protocol) hay PNNI của ATM.
- Do MPLS hỗ trợ điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến cố định nên việc đảm bảo dịch Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 12vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi.
- Do đó sự phức tạp chỉ tồn tại Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 14ở ngõ vào - nơi mà mỗi gói tin phải được phân loại theo đích đến và các dịch vụ được cung cấp (có thể dựa vào loại ứng dụng, hay yêu cầu chất lượng dịch vụ) và ấn định cho một LSP cụ thể [1].
- Chuyển tiếp này có thể thực hiện thông qua bảng Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 15định tuyến IP thông thường, nhưng có thể được tối ưu hóa bởi LFIB để chỉ giao diện ra cho gói tin do vậy không cần thiết phải sử dụng bảng định tuyến.
- Hình 1.3: Sự đối lập giữa quản lý mạng và điều khiển báo hiệu trong MPLS Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 16IETF đã cân nhắc kỹ nhằm tránh ủy quyền cho một giao thức phân phối nhãn đơn lẻ để sử dụng cho MPLS.
- Ví dụ, các tài nguyên mạng trong MPLS có thể là một tập hợp các bộ đệm được sử dụng để nhận dữ liệu Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 20cho một LSP cụ thể và để chuyển tiếp nó thông qua switch.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 211.3.2.2.
- Băng thông có sẵn trên một liên kết có thể được phân chia theo bất kỳ cách nào giữa Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 23các LSP được sử dụng trên liên kết.
- Tương tự, việc bổ sung các kỹ thuật điều khiển là cần thiết để xác Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 24nhận các kết nối và duy trì các liên kết mặt phẳng dữ liệu, bởi vì việc phân phối bản tin báo hiệu không còn được sử dụng nữa.
- Hình 1.4: Phân cấp các loại chuyển mạch Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 25Tuy nhiên, khái niệm về các LSP phân cấp không khác biệt trong GMPLS.
- Tuy nhiên, kiến trúc GMPLS đưa ra hai khuynh hướng trái ngược nhau đối với sự sắp xếp này: Thứ nhất, bộ điều Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 26khiển báo hiệu có thể là các dạng vật lý khác nhau của các chuyển mạch dữ liệu, sử dụng một giao thức quản lý hoặc điều khiển để giao tiếp giữa chúng.
- Điều này không thực hiện được bởi nó đòi hỏi các thiết bị đắt tiền và hơn nữa cũng không cần thiết, và có thể là không thực tế trong nhiều thiết bị Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 27quang học (chẳng hạn như các kết nối chéo quang tử).
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 281.5.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 291.5.2 Giao thức quản lý liên kết Giao thức quản lý liên kết là một giao thức ứng dụng điểm điểm chạy trên UDP cổng 701.
- Trong phần này, chúng ta tách một mạng truyền tải thành các thành phần sau: mạng (network), các kênh điều khiển (control channels), các giao diện điều khiển (control interfaces), các bộ chuyển mạch dữ liệu (data switchers), các liên kết dữ liệu (data links), và các giao diện dữ liệu (data interfaces) như hình dưới: Hình 1.6: Các thành phần của mạng truyền tải Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 33- Bộ điều khiển (controller) là nơi đặt tất cả các chức năng thông minh của mặt phẳng điều khiển (như định tuyến, các giao thức TE và báo hiệu, các thành phần tính toán đường).
- Thông thường một liên kết TE phản ánh chính xác một liên kết dữ liệu, tuy nhiên, nó có thể đồng thời mang thông tin của hai hoặc nhiều liên kết dữ liệu Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 34song song (ví dụ như các liên kết dữ liệu của một cặp chuyển mạch dữ liệu trong cùng một lớp mạng) nó được định nghĩa là bó TE.
- Đối với một dịch vụ truyền tải, việc xem xét định tuyến IP Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 35giữa điểm nguồn và đích của dịch vụ là không quan trọng.
- Link type - Link ID Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 36- Local interface IP address (với các liên kết TE được đánh số.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 37CHƯƠNG II - ĐỊNH TUYẾN GMPLS 2.1.
- Năm thuật toán cơ bản được sử dụng trong kỹ thuật định tuyến nói chung - Kỹ thuật định tuyến trong GMPLS - Các thuật toán tính đường định tuyến được sử dụng trong GMPLS 2.2.
- Tính toán đường định tuyến: là quá trình lựa chọn, xác định đường đi và có thể phải thực hiện cung cấp dịch vụ hoặc theo thời gian (tính toán đường đi online) hoặc theo không gian (tính toán đường đi offline).
- Vì thế, khi kết thúc thuật toán ta có thể xây dựng được các đường đi ngắn nhất giữa điểm s Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 39và bất kỳ điểm v nào mà có thể nhận biết được từ điểm s bằng cách định nghĩa tiền nhiệm của điểm v là [v] thì tiền nhiệm của tiền nhiệm của điểm v là [[v.
- Đây chỉ là thủ tục mà có thể thay đổi các giá trị lưu trữ trong d[v] và [v] và có thể tổng quát lại như sau: Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 402.3.1.
- Bảng 2.1: Thuật toán Bellman-Ford - Bước 1-3: Khởi tạo Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 41- Bước 4-6: Dò trên tất cả các cung và thực hiện giảm cung cho mọi cung.
- Bên cạnh đó, có bao nhiêu đường đi ngắn nhất Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 67được yêu cầu (k>1), trong khi tất cả các đường đi có thể có sẽ phải được tính toán mà một số đường trong chúng lại được tính rất nhiều lần.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 68 Bảng 2.7: Thuật toán KSP Quá trình chạy thuật toán như sau.
- Bước 1-3: đường đi ngắn nhất đầu tiên được tính toán và trả về Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 69- Bước 4-6: Tất cả các đường được trả về trước đó được lưu trong P bị ngắt ra bởi việc loại bỏ tất các cung bắt nguồn từ điểm nhánh.
- SBD(24), SAED(35)} Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 71 Hình 2.7: Trạng thái của KSP sau khi trả về đường đi ngắn nhất thứ tư P_prev= SBD(24), P={SACD(12), SACBD(23), SAECD(23.
- Chúng ta sẽ Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 72nghiên cứu các thuật toán tính toán đường đa hướng dựa trên lược đồ mô phỏng một mạng GMPLS để giải quyết vấn đề này.
- [1] Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 732.5.2.2.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 74Chú ý: Theo thuật toán này, việc tính toán đường đi thứ hai được thực hiện trên một lược đồ với một số cung có giá trị âm.
- [1] Hình 2.9: Đường đi thứ nhất được tính (SCEZ) Hình 2.10: Đường đi thứ hai được tính (SBFECDGZ) Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 75 Hình 2.11: Kết quả là hai đường đi được tính SCDGZ và SBFEZ.
- Thứ nhất, chúng cũng giống với các đường tách rời cạnh và vì thế vấn đề tính toán hai đường tách rời điểm có thể được giải quyết bằng cách thay đổi thuật toán ở phần Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 76trên với điều kiện là các được đi được tạo ra phải không đi qua chung một điểm nào.
- Hình 2.14: Phép biến đổi lược đồ cho tính toán đường tách rời cạnh Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 78Giả sử rằng, thay cho việc loại bỏ các cung này, chúng ta giữ chúng lại nhưng gán cho giá trị cung của nó một giá trị dương ED (xem hình 2.14c).
- Vì vậy, nếu giá trị VD đủ lớn thì chúng sẽ được sử dụng chỉ khi không còn lựa chọn Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 80nào khác, khi đó đường thứ hai không tránh khỏi việc sử dụng chung các điểm khi đi tới điểm đích.
- Thực tế, nếu chúng ta không áp đặt các điều kiện ràng buộc đối với tính toán đường thứ hai thì kết quả là đường đi ngắn nhất thứ Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 81hai sẽ giống hệt với đường thứ nhất, nghĩa là chúng ta sẽ thu được các đường rẻ nhất (mặc dù không phân tách).
- Vì thế, việc tính toán đường Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 82GMPLS phải có thể tính toán k (k>2) đường tách rời cạnh, điểm và tách rời tốt nhất.
- Ngược lại: Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 83- Tách các cạnh mà được tạo ra bởi việc tính đường mới nhất thành các cung thành phần của chúng - Loại bỏ tất cả các cung dọc theo đường, không kể các cung với giá trị âm.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 84- Tách tất cả các cạnh của điểm V các thành phần cung của nó.
- Trọng số này chỉ có một giá trị trên một liên Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 86kết, nó không thể diễn tả được tất cả các yêu cầu của người sử dụng trong việc lựa chọn đường định tuyến.
- Ví dụ: nếu một dịch vụ truyền đi một tải tin Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 87SDH thì nó phải lựa chọn một đường có các liên kết mã hóa kiểu SDH và tránh các liên kết kiểu mã hóa Ethernet 802.3.
- Việc tính toán Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 88đường vẫn cần xác định một hoặc một số đường đi ngắn nhất nhưng đáp ứng tất cả các điều kiện ràng buộc tính đường nào đó.
- Không thể giải quyết vấn đề này bằng thuật toán tính đường đa hướng như đã nêu ở trên bởi vì thuật toán này giả định giữa các đường có Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 89sự trao đổi một số đoạn trên đường, do vậy nên chỉ có thể thực hiện theo kiểu loại trừ toàn phần.
- Xử lý ràng buộc kiểu liên kết cũng có thể thực hiện trong quá trình tính toán đường định tuyến mà không cần thủ tục đi xuyên qua topo mạng trước khi tính đường.
- Đây chính là vấn đề tính Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 91toán đường bao hàm toàn phần mà có thể được xác định như một yêu cầu để tính toán một hoặc một số đường tách rời cạnh hoặc tách rời tốt nhất, mỗi một đường định tuyến đi xuyên qua một danh sách các node theo thứ tự.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 933.
- Lưu ý rằng, việc này chỉ thực hiện được với sự đảm bảo rằng các thay đổi topo mạng sẽ Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 94không dẫn đến các vòng lặp chỉ nếu đường được tính toán là đường ngắn nhất.
- Chạy thuật toán tính đơn đường định tuyến có thể xử lý các bao hàm để tính toán đường đi từ điểm S đến điểm Z xuyên qua các điểm A,B…M theo thứ tự đã quy định trước.
- Khôi phục lại topo mạng ban đầu và đưa ra các đường thu được cho việc gọi ứng dụng Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 956.
- Tuy nhiên, nếu khoảng cách giữa hai điểm kế tiếp của đoạn lặp đủ ngắn thì có thể xem rằng Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 96chất lượng tín hiệu quang được giữ nguyên trên phân đoạn đó.
- Các đường định tuyến được trả về bởi thuật toán KSP có thể được đánh giá bằng các hàm đánh giá, vì thế đường ngắn nhất mà đáp ứng các ràng buộc đường có thể được xác định.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 97- Phương thức thứ ba: dựa trên thuật toán tối ưu cho tách rời tối đa.
- Ví dụ, mọi liên kết được thêm vào sẽ làm cho đường định tuyến dài hơn.
- Khởi tạo thuật toán KSP để tạo ra các đường định tuyến từ S đến Z 2.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 99Ta cùng xem xét thuật toán tính một đường từ đỉnh S đến đỉnh Z trên topo mạng G(V,A) theo một số tập hợp các ràng buộc kiểu đường như sau: 1.
- Khởi tạo từ các cung còn lại tất cả các đề xuất nhóm đường khả thi Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 100(mỗi nhóm là k đường) theo nguyên tắc: mọi tổ hợp cung (không vi phạm các ràng buộc kiểu đường) tạo nên một đề xuất nhóm đường mới với tổng giá trị đường bằng với tổng trọng số của nhóm cung.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 101Xử lý các tập hợp các ràng buộc Phương pháp “tăng trưởng” đồng thời tất cả các đường hướng về đỉnh đích rất có tác dụng (mặc dù việc tính toán rất đắt).
- Trong thực tế, Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 102một ràng buộc của bất kỳ kiểu nào (kiểu loại trừ, kiểu bao hàm, kiểu liên kết, kiểu đường) có thể là một phần của một tập các ràng buộc.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 103CHƯƠNG III - MÔ PHỎNG KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC THEO BĂNG THÔNG TRONG GMPLS 3.1.
- Hình 3.3: Cửa sổ chương trình khi chạy Nam Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 1073.2.2.4.
- Bài toán mô phỏng kỹ thuật định tuyến ràng buộc theo băng thông trong mạng GMPLS 3.3.1.
- Dữ liệu sẽ được chuyển từ các node Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 108nguồn dữ liệu cho đến các node đích thông qua 5 Router G-LSR1, G-LSR2, G-LSR3, G-LSR4, G-LSR5.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 1093.3.2.
- Khởi tạo giao thức định tuyến trạng thái liên kết LS (Link-State.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 114 Hình 3.9: Kết quả định tuyến từ S0 đến D0 (0-4-7-9.
- Hình 3.10: Kết quả đường định tuyến từ S1 đến D .
- Tương tự, thuật toán được thực hiện với các nguồn dữ liệu S2 và S3, kết quả đường định tuyến được xác định như Hình 3.11.
- Hình 3.11: Kết quả đường định tuyến từ S2 đến D Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 116 Hình 3.12: Kết quả đường định tuyến từ S3 đến D .
- Kết quả tính toán đường định tuyến: Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 117 Hình 3.13: Kết quả thiết lập đường định tuyến từ thuật toán Kết quả tính đường định tuyến nêu trên sẽ thay đổi nếu ta quy định khác đi các băng thông của các liên kết trên mô hình mạng hoặc thay đổi điều kiện ràng buộc băng thông.
- Đồ thị biểu diễn biến thiên độ trễ truyền dẫn: Hình 3.17: Ðồ thị biến thiên độ trễ Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 119 3.4.
- Kết quả bài mô phỏng đã thực hiện các phép tính toán đường định tuyến và đưa ra được các đường định tuyến theo điều kiện ràng buộc băng thông của người sử dụng.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 120KẾT LUẬN Vấn đề định tuyến trong mạng GMPLS hiện nay rất được quan tâm nghiên cứu với một số lượng công trình đáng kể đã được công bố.
- Luận văn cao học Kỹ thuật định tuyến trong mạng GMPLS Nguyễn Thanh Tùng 121TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Adrian Farrel and Igor Bryskin (2006), Architecture and Applications GMPLS, Morgan Kaufmann

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt