Tên luận án:
ĐIỀU KHIỂN CÔNG BẰNG LUỒNG TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG
Ngành:
KHOA HỌC MÁY TÍNH
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung sâu vào vấn đề điều khiển công bằng luồng trong mạng chuyển mạch chùm quang (OBS), một công nghệ đầy hứa hẹn cho mạng Internet thế hệ kế tiếp. Mạng OBS được nhận định là giải pháp hiệu quả, kế thừa những ưu điểm của chuyển mạch kênh và gói quang, đồng thời khắc phục các hạn chế công nghệ của chúng. Một trong những thách thức cốt lõi trong mạng OBS là làm thế nào để điều khiển công bằng giữa các luồng dịch vụ đa dạng khi chúng chia sẻ tài nguyên.
Đề tài đã tiến hành tổng hợp, phân tích và đánh giá toàn diện các phương pháp điều khiển công bằng hiện có trong mạng OBS, từ đó làm nổi bật các điểm tồn tại và đặt nền tảng cho việc đề xuất các cải tiến. Luận án đặc biệt tập trung vào việc nghiên cứu điều khiển công bằng tại nút biên, với hai hoạt động chính là điều khiển công bằng độ trễ và điều khiển công bằng thông lượng.
Về công bằng độ trễ, luận án đã đề xuất hai mô hình tập hợp chùm cải tiến, iBADR và OBADR, nhằm mục đích giảm thiểu đáng kể độ trễ tập hợp chùm tại nút biên. Đồng thời, một mô hình tập hợp chùm đảm bảo công bằng độ trễ (BADF) cũng được giới thiệu, với khả năng phân biệt chất lượng dịch vụ (QoS) theo độ trễ và đạt được sự công bằng về độ trễ giữa các luồng ưu tiên khác nhau. Các kết quả mô phỏng đã chứng minh hiệu quả của các phương pháp này trong việc giảm lỗi ước tính trung bình và số gói tin thừa.
Đối với công bằng thông lượng, luận án đề xuất phương pháp cấp phát băng thông công bằng dựa trên thông lượng (TFBA), có thể áp dụng linh hoạt cho cả luồng đến có phân bố Poisson và non-Poisson, nhằm tối ưu hóa hiệu năng mạng và điều phối công bằng thông lượng. Bên cạnh đó, phương pháp đắp chùm QDBAP được đề xuất để nâng cao hiệu quả sử dụng băng thông và tăng cường công bằng thông lượng thông qua việc đắp các gói tin từ hàng đợi QoS thấp cho chùm QoS cao hơn. Các kết quả mô phỏng đã xác nhận tính đúng đắn và hiệu quả của các giải pháp đề xuất so với các phương pháp truyền thống, thể hiện qua các chỉ số như tỉ lệ mất byte và chỉ số công bằng thông lượng (TFI). Luận án cũng đưa ra các hướng phát triển tiếp theo, bao gồm nghiên cứu công bằng khoảng cách và mô hình điều khiển công bằng kết hợp.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài
- 2. Động lực nghiên cứu
- 3. Mục tiêu nghiên cứu
- 4. Đối tượng và Phạm vi nghiên cứu
- 5. Phương pháp nghiên cứu
- 6. Cấu trúc luận án
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG BẰNG TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH CHÙM QUANG
- 1.1 Các mô hình chuyển mạch trong truyền thông quang
- 1.2 Nguyên tắc hoạt động của mạng OBS
- 1.3 Các hoạt động bên trong mạng OBS
- 1.3.1 Tập hợp chùm
- 1.3.2 Báo hiệu chùm
- 1.3.3 Lập lịch chùm
- 1.3.4 Xử lý tranh chấp chùm
- 1.4 Vấn đề công bằng trong mạng OBS
- 1.4.1 Khái niệm công bằng trong mạng OBS
- 1.4.2 Công bằng độ trễ
- 1.4.3 Công bằng thông lượng
- 1.4.4 Công bằng khoảng cách
- 1.5 Tiểu kết Chương 1
- CHƯƠNG 2. TẬP HỢP CHÙM GIẢM ĐỘ TRỄ VÀ CÔNG BẰNG ĐỘ TRỄ
- 2.1 Mô hình tập hợp chùm giảm độ trễ
- 2.1.1 Vấn đề độ trễ trong hoạt động tập hợp chùm
- 2.1.2 Các công trình nghiên cứu liên quan
- 2.1.2.1 Phân tích các phương pháp tập hợp chùm giảm độ trễ đã công bố
- 2.1.2.2 So sánh và đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng
- 2.1.2.3 Nhận xét
- 2.1.3 Phương pháp tập hợp chùm giảm độ trễ iBADR
- 2.1.3.1 Giới thiệu về phương pháp ước tính tốc độ đến TW-EWMA
- 2.1.3.2 Mô tả phương pháp tập hợp chùm giảm độ trễ iBADR
- 2.1.3.4 So sánh và đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng
- 2.1.3.5 Nhận xét
- 2.1.4 Phương pháp tập hợp chùm giảm độ trễ OBADR
- 2.1.4.1 Mô tả phương pháp tập hợp chùm giảm độ trễ OBADR
- 2.1.4.3 So sánh và đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng
- 2.1.5 Ảnh hưởng của trọng số a đến OBADR
- 2.1.5.1 Khảo sát sự biến đổi của a khi tải đến thay đổi
- 2.1.5.2 So sánh hiệu quả tập hợp chùm khi a cố định và a thay đổi
- 2.1.5.3 Nhận xét
- 2.1.6 Ảnh hưởng của OBADR đến hoạt động lập lịch chùm
- 2.1.6.1 Phân tích ảnh hưởng của OBADR dựa trên phương pháp Engset
- 2.1.6.2 So sánh hiệu quả giữa mô hình phân tích và kết quả mô phỏng
- 2.1.6.3 Nhận xét
- 2.2 Mô hình tập hợp chùm công bằng độ trễ
- 2.2.1 Các công trình nghiên cứu liên quan
- 2.2.2 Phương pháp tập hợp chùm công bằng độ trễ BADF
- 2.2.2.1 Giới thiệu về công bằng độ trễ trong mạng OBS
- 2.2.2.2 Chỉ số công bằng độ trễ
- 2.2.2.3 Phương pháp tập hợp chùm 2 giai đoạn
- 2.2.2.5 So sánh và đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng
- 2.2.2.6 Nhận xét
- 2.3 Tiểu kết Chương 2
- CHƯƠNG 3. CÔNG BẰNG THÔNG LƯỢNG DỰA TRÊN CẤP PHÁT BĂNG THÔNG VÀ ĐẮP CHÙM
- 3.1 Mô hình cấp phát băng thông công bằng dựa trên thông lượng
- 3.1.1 Giới thiệu về cấp phát băng thông công bằng
- 3.1.2 Các công trình nghiên cứu liên quan
- 3.1.3 Phương pháp cấp phát băng thông công bằng dựa trên thông lượng TFBA
- 3.1.3.1 Kiến trúc nút biên vào hỗ trợ đa dạng dịch vụ
- 3.1.3.2 Tỉ lệ băng thông sử dụng tối đa của mỗi liên kết trong mạng OBS
- 3.1.3.3 Phương pháp cấp phát băng thông công bằng TFBA
- 3.1.3.4 Chỉ số công bằng thông lượng
- 3.1.3.6 So sánh và đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng
- 3.1.4 Phân tích ảnh hưởng của TFBA đến việc lập lịch tại liên kết ra
- 3.1.4.1 Mô hình phân tích
- 3.1.4.2 So sánh hiệu quả giữa mô hình phân tích và kết quả mô phỏng
- 3.1.5 Nhận xét
- 3.2 Mô hình đắp chùm hiệu quả băng thông và công bằng thông lượng
- 3.2.1 Các công trình nghiên cứu liên quan
- 3.2.2 Phương pháp đắp chùm
- 3.2.2.1 Giới thiệu về mô hình đắp chùm
- 3.2.2.2 Quy tắc đắp chùm
- 3.2.2.4 So sánh và đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng
- 3.2.3 Nhận xét
- 3.3 Tiểu kết Chương 3
- KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN
- KẾT LUẬN
- HƯỚNG PHÁT TRIỂN LUẬN ÁN
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN