Mạng thế hệ mới WDM

- Hà Nội, tháng 3 năm 2012 Người thực hiện Trần Quang Hùng Lớp 10BMTTT-KH- Khóa 2010B – ĐH BKHN ‱ Trang2‱ LỜI CẢM ƠN Giống như rất nhiều thách thức và khó khăn trong cuộc sống, thực hiện một luận văn nghiên cứu luôn đòi hỏi người nghiên cứu luôn phải tìm tòi, sáng tạo và cố gắng một cách nỗ lực nhất.
- Không chỉ có vậy, việc thực hiện đôi khi cũng có nhiều sự thất bại giống như những trở ngại trong cuộc sống, đó là những điều gây ra rất nhiều khó khăn đối với chúng ta, và tôi không phải là một trường hợp ngoại lệ.
- Hà Nội, tháng 3 năm 2012 Người thực hiện Trần Quang Hùng ‱ Trang3‱ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.
- Các công nghệ chuyển mạch quang.
- 16 CHƯƠNG 2 - CÁC VẤN ĐỀ CỦA TCP TRONG CÁC MẠNG OBS.
- ĐẶC TRƯNG TRUYỀN TẢI RIÊNG BIỆT CỦA CÁC MẠNG OBS.
- CÁC VẤN ĐỀ CỦA TCP TRÊN CÁC MẠNG OBS.
- CƠ CHẾ TRUYỀN TẢI LẠI TRONG OBS.
- ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA TCP TRÊN MẠNG OBS.
- Thông lượng.
- Kích thước cửa sổ truyền tải.
- OBS VỚI CƠ CHẾ TRUYỀN TẢI LẠI CHÙM.
- Mô phỏng mạng OBS với sự thực hiện cơ chế truyền tải lại.
- Sự mất mát chùm do xung đột một cách ngẫu nhiên trong mạng OBS .
- Cơ chế truyền tải lại trong mạng OBS.
- Thông lượng của TCP Tahoe.
- Thông lượng của TCP Reno.
- Thông lượng của TCP Vegas.
- Thông lượng của TCP Sack.
- Thông lượng của các loại TCP.
- Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của TCP Tahoe.
- Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của TCP Reno.
- Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của TCP Vegas.
- 40 Hình 3.10.
- Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của TCP Sack.
- 40 Hình 3.11.
- So sánh kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của TCP Tahoe, TCP Reno, TCP Vegas, và TCP Sack.
- 41 Hình 3.12.
- So sánh xác suất mất mát gói tin TCP của TCP Tahoe, TCP Reno, TCP Vegas, và TCP Sack.
- 43 Hình 3.13.
- Mô tả hoạt động của các hàm mô phỏng mạng OBS.
- 45 ‱ Trang7‱ Hình 3.14.
- Thiết kế các hàm phục vụ cơ chế truyền tải lại trong OBS.
- 46 Hình 3.15.
- Thông lượng của TCP Tahoe trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- 47 Hình 3.16.
- Thông lượng của TCP Reno trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- .47 Hình 3.17.
- Thông lượng của TCP Vegas trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- .48 Hình 3.18.
- Thông lượng của TCP Sack trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- .48 Hình 3.19.
- Kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của TCP Tahoe trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- .52 Hình 3.20.
- .52 Hình 3.21.
- .53 Hình 3.22.
- .53 Hình 3.23.
- So sánh các công nghệ chuyển mạch.
- Thông lượng của các loại TCP (Mbps.
- Kích thước cửa sổ truyền tải của các loại TCP.
- Xác suất mất mát của các loại TCP.
- Thông lượng của các loại TCP trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- Kích thước cửa sổ truyền tải của các loại TCP trong mạng OBS với cơ chế truyền tải lại.
- Xác suất mất mát trong cơ chế truyền tải lại mạng OBS.
- Một trong những lý do cho sự thành công này của Internet đó là việc sử dụng giao thức truyền tải TCP – Transport Control Protocol.
- Hầu hết các lưu lượng trên mạng Internet đều được truyền tải sử dụng giao thức TCP.
- TCP chính là giao thức truyền tải đáng tin cậy do nó có khả năng tự điều chỉnh tốc độ truyền tải thông qua những cơ chế kiểm soát tắc nghẽn của mình và thực hiện truyền tải lại các gói tin TCP bị mất mát trong quá trình truyền tải một cách nhanh chóng thông các sự phản hồi acknowledgments – acks.
- Còn OBS – Optical Burst Switching [5][6][9] là một trong những mô hình truyền tải dữ liệu mới rất hứa hẹn và có khả năng thực thi nhất trên thực tế so với các mô hình đã được đề xuất khác.
- Với tốc độ truyền tải cao, băng thông lớn, và khả năng sử dụng tối đa các nguồn tài nguyên trong hệ thống, OBS đang là một công nghệ rất triển vọng trong việc thực hiện mạng quang thế hệ tiếp theo.
- Do những đặc trưng truyền tải riêng biệt chỉ có trong mạng OBS (như là độ trễ trong việc lắp ráp chùm, độ trễ trong cơ chế báo hiệu.
- Chính nguyên nhân đó khiến thông lượng chung của các luồng TCP có thể không đạt được những hiệu năng cao mà các mạng OBS có thể cung cấp.
- Do đó mục tiêu chính của luận văn này đó là thực hiện một nghiên cứu một cách tổng thể về các vấn đề khi thực hiện các luồng lưu lượng TCP trên mạng OBS thông qua các kết quả của sự mô phỏng các luồng TCP này trên các mạng OBS để đánh giá chi tiết các ảnh hưởng đó.
- Đây là chương đầu tiên của luận văn tôi thực hiện trình bày một cách tổng quan nhất về giao thức truyền tải TCP – Transport Control Protocol rất phổ biến trên mạng Internet.
- Tiếp đó, tôi thực hiện trình bày những lý thuyết cơ bản nhất về mạng chuyển mạch chùm quang OBS – Optical Burst Switching.
- Chương 2: Các vấn đề của TCP trong các mạng OBS.
- Chương thứ hai của luận văn này tôi thực hiện trình bày về các vấn đề khi thực hiện giao thức truyền tải TCP trong các mạng OBS và giới thiệu một trong những giải pháp giúp cải thiện hiệu năng của TCP đó là OBS với cơ chế truyền tải lại chùm.
- Chương cuối cùng của luận văn này tôi thực hiện việc thực hiện các luồng TCP trên mạng OBS thông qua network simulator 2 (ns-2.28) và module OBS mở rộng (OBS-ns).
- Qua đó , tôi thể hiện các kết quả đạt được qua thông lượng, kích thước cửa sổ truyền tải, và xác suất mất mát của các loại TCP khác nhau.
- Tiếp theo tôi thực hiện việc mô phỏng mạng OBS với cơ chế truyền tải lại chùm và thể hiện các kết quả đạt được thông qua thông lượng, kích thước cửa sổ truyền tải và xác suất mất mát của TCP.
- Tất nhiên mặc dù tôi đã rất cố gắng thực hiện tìm tòi và nghiên cứu nhưng vì rất nhiều các nguyên nhân khác nhau, đặc biệt là sự hiểu biết của tôi vẫn còn rất giới hạn trong khi kiến thức lại rất bao la rộng lớn, nên luận văn này tôi thực hiện khó tránh khỏi được những khuyết điểm.
- Hà nội, tháng 3 năm 2012 Người thực hiện Trần Quang Hùng Lớp 10BMTTT-KH- Khóa 2010B – ĐH BKHN ‱ Trang11‱ Chương đầu tiên của luận văn tôi thực hiện trình bày một cách tổng quan nhất về giao thức truyền tải TCP – Transport Control Protocol rất phổ biến trên mạng Internet.
- TRANSPORT CONTROL PROTOCOL - TCP Một trong những chức năng nhiệm vụ chính của TCP đó là có một tốc độ truyền tải hợp lý nhất phù hợp với tình trạng của mạng.
- Đây là một điều hết sức quan trọng đối với quá trình truyền tải làm sao để có được một tốc độ đủ lớn vừa đảm bảo một hiệu năng cao, mà còn phù hợp với khả năng đáp ứng của mạng, tránh làm mạng quá tải.
- TCP duy trì một cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn để xử lý các vấn đề tắc nghẽn lưu lượng trong quá trình truyền tải trong mạng.
- Thông qua các gói tin phản hồi Ack mà nó nhận được từ node đích, TCP sẽ hiệu chỉnh kích cỡ cửa sổ truyền tải này của nó sao cho phù hợp nhất với tình hình mạng hiện tại.
- Hơn nữa, một bộ thời gian được sử dụng cho mỗi gói tin TCP được gửi đi.
- Do một vài lý do nào đó mà trong quá trình truyền tải các gói tin TCP khi đến node đích không theo thứ tự ban đầu và node đích phản hồi lại vấn đề này với node TCP gửi đi thông qua các duplicated-acks.
- Thông thường để kiểm soát tốc độ truyền tải các gói tin TCP của mình thì TCP sử dụng bốn cơ chế kiểm soát tắc nghẽn chính, đó là: slow start, congestion avoidance, fast retransmission, và fast recovery.
- Để có thể thăm dò được khả năng đáp ứng (hoặc là trạng thái) của mạng hiện tại, TCP sử dụng các sự kiện mà nó thu thập được thông qua các phản hồi ack, duplicated-ack, hoặc là timeout, …để đánh giá tình hình mạng hiện tại như thế nào thông qua đó TCP sẽ hiệu chỉnh tốc độ truyền tải của nó phù hợp nhất với trạng thái mạng hiện tại.
- Dựa vào sự kiểm soát trên của TCP ta có thể chia các lưu lượng TCP chủ yếu trên mạng Internet thành.
- Các TCP dựa trên các sự kiện mất mát để kiểm soát tắc nghẽn (như TCP Tahoe [1], TCP Reno [2.
- Các TCP dựa trên độ trễ truyền tải để kiểm soát tốc độ truyền tải (như TCP Vegas [4.
- Những TCP kiểm soát tắc nghẽn dựa trên các sự kiện mất mát các gói tin TCP như TCP Tahoe [1] và TCP Reno [2] đều thực hiện việc kiểm soát tắc nghẽn của mình theo cơ chế tăng cộng/giảm nhân, kích cỡ cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn của mình đối với việc qui định truyền tải dữ liệu và duy trì việc sử dụng băng thông mạng, và lấy sự kiện một gói tin TCP chỉ thị cho việc mạng lưới đang bị tắc nghẽn.
- Các TCP kiểm soát tắc nghẽn dựa vào việc ước lượng độ trễ truyền tải thực hiện để đánh giá trạng thái mạng hiện tại, như là TCP Vegas [4], TCP Vegas đánh giá băng thông và tình trạng tắc nghẽn của mạng bằng cách đo độ trễ của sự truyền tải gói tin trong một round-trip time (RTT).
- Đầu tiên TCP Vegas tính toán một RTT cơ sở - BaseRTT như là một RTT tối thiểu, điều này được xác định từ các độ trễ khi truyền tải và độ trễ chờ đợi tại các router trung gian.
- Từ đó, thông lượng mong đợi – Expected có thể được ước lượng như sau: Expected = cwnd/BaseRTT, mà trong đó cwnd là kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn hiện tại.
- Sau đó, thông lượng thực tế - Actual throughput được tính toán cho mỗi RTT bằng cách đo RTT gần nhất: Actual = cwnd/RTT, mà trong đó cwnd là kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn.
- Cuối cùng dựa vào sự chênh lệch giữa Actual và Expected ở trên mà TCP Vegas sẽ sử dụng giá trị khác nhau đó để hiệu chỉnh kích cỡ của cửa sổ truyền tải của mình sao cho phù hợp nhất với trạng thái mạng hiện tại.
- TCP kiểm soát tắc nghẽn dựa vào các thông tin thông báo thêm như TCP Sack [3].
- Qua một số thông tin được thông báo thêm này, TCP sender có thể biết một cách rõ ràng nhất về tình trạng mạng lưới hiện tại để có thể hiệu chỉnh một cách phù hợp nhất tốc độ truyền tải dữ liệu của nó.
- Hơn nữa, các mạng OBS được đánh giá là một trong những công nghệ mạng có khả năng thực thi thực tế nhất trong số các mô mình mạng chuyển mạch quang thế hệ mới hiện tại do OBS vượt qua được rất nhiều hạn chế so với các mạng sử dụng các công nghệ chuyển mạch khác.
- Các công nghệ chuyển mạch quang Trong các mạng quang thế hệ đầu tiên, các cáp quang cung cấp chỉ là những kết nối điểm-điểm.
- Đáng kể nhất đó là các chuyển đổi quang-điện-quang trong các node của mạng SONET/SDH, chỉ truyền tải các dữ liệu chính ở miền quang, và hiệu quả sử dụng mạng chưa cao.
- Trong khi truyền dữ liệu không cần node trung gian thực hiện những công việc phức tạp như xử lý header hay đệm tải trọng.
- Do đó chuyển mạch kênh không hiệu quả trong việc sử dụng băng thông trừ khi khoảng thời gian truyền tải là lớn hơn nhiều so với khoảng thời gian thiết lập kênh.
- Vì vậy yêu cầu phải có bộ đệm quang nhưng đây là công nghệ vẫn chưa thực hiện được.
- Hơn nữa việc xử lý header trong miền quang không thể thực hiện được trong tương lai gần do chưa có logic quang hoàn toàn nên mặc dù OPS là một công nghệ có nhiều tính năng vượt trội như tốc độ chuyển mạch cao, thích hợp với bản chất của lưu lượng Internet nhưng không thực tế trong tương lai gần.
- Kiến trúc OBS Ban đầu, các gói dữ liệu đến từ các node trong mạng truy nhập đến node biên để đi vào mạng OBS.
- Tại đây, các gói dữ liệu sẽ được lắp ráp thành các chùm dữ liệu và được truyền tải đi trong mạng OBS qua các node lõi.
- Trước khi truyền tải chùm dữ liệu đã được lắp ráp đó thì node biên sẽ gửi đi gói điều khiển của chùm đó tới các node lõi

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