Chuyển mạch burst quang

Những năm gần đây đã diễn ra sự bùng nổ lưu lượng thông tin trên toàn cầu. Yêu cầu về băng thông đối với các dịch vụ viễn thông ngày càng gia tăng. Một trong những xu hướng phát triển của mạng viễn thông hiện nay là quang hóa từ mạng lõi cho đến tận mạng truy nhập của khách hàng. Công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM đã và đang được triển khai trong các hệ thống thông tin quang hiện tại cho phép tốc độ truyền dẫn cực lớn và khả năng hỗ trợ các lưu lượng khác nhau như IP, Ethernet, SONET/SDH. Một vấn đề đặt ra cho mạng quang WDM là lựa chọn được công nghệ chuyển mạch thích hợp để có thể sử dụng một cách tối ưu băng thông của sợi quang và giảm thiểu trễ xử lý tại các thiết bị chuyển mạch. Ba công nghệ chuyển mạch quang được nghiên cứu để sử dụng trong mạng WDM là: chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang và chuyển mạch burst quang. Trong ba công nghệ này, chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đáp ứng sự bùng nổ dữ liệu, giải quyết được nhược điểm của chuyển mạch kênh quang và là bước trung gian trước khi tiến tới chuyển mạch gói quang trong khi công nghệ chưa cho phép có mạng truyền tải toàn quang. Xuất phát từ thực tế trên nhóm chúng em đã chọn hướng nghiên cứu về chuyển mạch burst quang. Chuyên đề “Chuyển mạch burst quang” trình bày những vấn đề cơ bản nhất về chuyển mạch burst quang. Nội dung chuyên đề bao gồm: Chương 1: Giới thiệu về chuyển mạch burst quang. Chương này sẽ giới thiệu về các công nghệ chuyển mạch quang chính là chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch burst quang và chuyển mạch gói quang. Chương 2: Các khía cạnh cơ bản của chuyển mạch burst quang. Nội dung chương 2 gồm có: +Kiến trúc mạng OBS +Tổ hợp burst: theo ngưỡng và dựa trên bộ định thời +Các cơ chế báo hiệu: JET,JIT,TAG,TAW +Các thuật toán sắp xếp kênh: với thuật toán hàng ngang (Hoziron) và lấp khoảng trống (Void Filling) +Các giải pháp giải quyết tranh chấp: bộ đệm quang, chuyển đổi bước sóng , định tuyến chuyển hướng, phân đoạn burst.

doc42 trang | Chia sẻ: superlens | Ngày: 21/09/2015 | Lượt xem: 1275 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Chuyển mạch burst quang, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC DANH MỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ACK Acknowledgement packet Gói tin báo nhận BA Burst Assembler Bộ tổ hợp burst ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ BHP Burst Header Packet Gói tiêu đề burst FDL Fiber Delay Line Đường dây trễ quang FFUC First Fit Unscheduled Channel Kênh rỗi phù hợp đầu tiên FFUC-VF First Fit Unscheduled Channel-Void Filling Kênh rỗi phù hợp đầu tiên-thực hiện lấp khoảng trống FIFO First In First Out Bộ đệm vào trước ra trước IP Internet Protocol Giao thức Internet JET Just – Enough – Time (Tên giao thức) JIT Just – In – Time (Tên giao thức) LAUC Latest Available Unscheduled Channel Kênh rỗi với LAUT gần nhất LAUC- VF Latest Available Unscheduled Channel – Void Filling Kênh rỗi với LAUT gần nhất-thực hiện lấp khoảng trống MEMS Microelectromechanical System Hệ thống vi cơ điện Min – EV Minimum End Void Khoảng trống kết thúc tối thiểu NAK Negative Acknowledgment Bản tin báo nhận phủ định OBS Optical Burst Switching Chuyển mạch burst quang OCS Optical Circuit Switching Chuyển mạch kênh quang OPS Optical Packet Switching Chuyển mạch gói quang OXC Optical Cross Connect Thiết bị nối chéo quang REL Release packet Gói tin giải phóng kênh RM Routing Module Bộ định tuyến RWA Routing and Wavelength Assignment Định tuyến và gán bước sóng S Scheduler Bộ lập lịch SCU Switching Control Unit Đơn vị điều khiển chuyển mạch SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ TAG Tell – And – Go (Tên giao thức) TAW Tell – And – Wait (Tên giao thức) WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia bước sóng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mạng định tuyến bước sóng 8 Hình 1.2: Mạng chuyển mạch gói quang OPS 9 Hình 1.3: Nút chuyển mạch trong mạng chuyển mạch gói quang 10 Hình 1.4: Sử dụng thời gian offset trong OBS 10 Hình 2.1: Kiến trúc mạng OBS 13 Hình 2.2: Sơ đồ khối chức năng của mạng OBS 14 Hình 2.3: Cấu tạo nút biên 15 Hình 2.4: Cấu tạo nút lõi 16 Hình 2.5: Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời 18 Hình 2.6: Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng 18 Hình 2.7: Cơ chế báo hiệu Just – Enough – Time 21 Hình 2.8: Lợi ích của DR 23 Hình 2.9: Cơ chế báo hiệu Just – In – Time 24 Hình 2.10: So sánh cơ chế báo hiệu JET (trên) và JIT (dưới) 24 Hình 2.11: Cơ chế báo hiệu Tell-And-Go 26 Hình 2.12: Cơ chế báo hiệu Tell – And – Wait 27 Hình 2.13: Thuật toán FFUC và LAUC 29 Hình 2.14: Thuật toán FFUC-VF và LAUC-VF 30 Hình 2.15: Mô tả giải quyết xung đột bằng bộ đệm 32 Hình 2.16: Dây trễ FDL cùng với bộ khuếch đại và chuyển mạch tạo thành một vòng lặp trễ 32 Hình 2.17: Giải quyết tranh chấp bằng bộ chuyển đổi bước sóng 33 Hình 2.18: Cấu trúc của mạng OBS với kỹ thuật làm lệch hướng đi 35 Hình 2.19: Phương pháp định tuyến chuyển hướng 36 Hình 2.20: Mô tả giải quyết xung đột bằng phân đoạn burst 37 Hình 2.21: Cấu trúc của burst được đóng kiểu phân đoạn 38 Hình 2.22: Xung đột làm chồng lấn các đoạn lên nhau 39 LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây đã diễn ra sự bùng nổ lưu lượng thông tin trên toàn cầu. Yêu cầu về băng thông đối với các dịch vụ viễn thông ngày càng gia tăng. Một trong những xu hướng phát triển của mạng viễn thông hiện nay là quang hóa từ mạng lõi cho đến tận mạng truy nhập của khách hàng. Công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM đã và đang được triển khai trong các hệ thống thông tin quang hiện tại cho phép tốc độ truyền dẫn cực lớn và khả năng hỗ trợ các lưu lượng khác nhau như IP, Ethernet, SONET/SDH. Một vấn đề đặt ra cho mạng quang WDM là lựa chọn được công nghệ chuyển mạch thích hợp để có thể sử dụng một cách tối ưu băng thông của sợi quang và giảm thiểu trễ xử lý tại các thiết bị chuyển mạch. Ba công nghệ chuyển mạch quang được nghiên cứu để sử dụng trong mạng WDM là: chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang và chuyển mạch burst quang. Trong ba công nghệ này, chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đáp ứng sự bùng nổ dữ liệu, giải quyết được nhược điểm của chuyển mạch kênh quang và là bước trung gian trước khi tiến tới chuyển mạch gói quang trong khi công nghệ chưa cho phép có mạng truyền tải toàn quang. Xuất phát từ thực tế trên nhóm chúng em đã chọn hướng nghiên cứu về chuyển mạch burst quang. Chuyên đề “Chuyển mạch burst quang” trình bày những vấn đề cơ bản nhất về chuyển mạch burst quang. Nội dung chuyên đề bao gồm: Chương 1: Giới thiệu về chuyển mạch burst quang. Chương này sẽ giới thiệu về các công nghệ chuyển mạch quang chính là chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch burst quang và chuyển mạch gói quang. Chương 2: Các khía cạnh cơ bản của chuyển mạch burst quang. Nội dung chương 2 gồm có: +Kiến trúc mạng OBS +Tổ hợp burst: theo ngưỡng và dựa trên bộ định thời +Các cơ chế báo hiệu: JET,JIT,TAG,TAW +Các thuật toán sắp xếp kênh: với thuật toán hàng ngang (Hoziron) và lấp khoảng trống (Void Filling) +Các giải pháp giải quyết tranh chấp: bộ đệm quang, chuyển đổi bước sóng , định tuyến chuyển hướng, phân đoạn burst. Do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nên chuyên đề không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được những đóng góp từ thầy cô và các bạn để chuyên đề của nhóm được hoàn thiện hơn. Chương 1: Giới thiệu về chuyển mạch burst quang Nội dung chính của chương sẽ đề cập đến ba loại chuyển mạch quang chính là : chuyển mạch kênh quang, chuyển mạch gói quang và chuyển mạch burst quang. 1.1 Chuyển mạch kênh quang Mạng WDM định tuyến bước sóng bao gồm các thiết bị nối chéo quang OXC (Optical Cross Connect) được kết nối với nhau bằng các liên kết WDM trong một tôpô mạng hình lưới tùy ý. Phương pháp chuyển mạch trong mạng định tuyến bước sóng là chuyển mạch kênh quang. Chuyển mạch kênh quang là chuyển mạch hướng kết nối (connection oriented). Kết nối từ một nút nguồn gửi thông tin đến một nút đích nhận thông tin phải được thiết lập trước khi thông tin được truyền đi. Trong mạng định tuyến bước sóng thì kết nối từ nguồn tới đích này được gọi là đường quang (lightpath). Đường quang tương ứng với một tuyến và bước sóng được gán cho tuyến đó. Sự thiết lập các đường quang bao gồm một số bước thực hiện. Những bước này bao gồm tìm ra tài nguyên và tôpô mạng, định tuyến, gán bước sóng, báo hiệu và dự trữ tài nguyên. Hình 1.1: Mạng định tuyến bước sóng 1.2 Chuyển mạch gói quang Hình 1.2: Mạng chuyển mạch gói quang OPS Mạng chuyển mạch gói quang OPS bao gồm các OXC được nối với nhau bằng các liên kết WDM trong một cấu hình mesh tùy ý. Mạng chuyển mạch gói quang bao gồm phần lõi có khả năng truyền tải tốc độ cao và phần biên giao diện với phần tử của các mạng IP, SONET/SDH, Ethernet. Các gói tin truyền trong mạng chuyển mạch gói quang có phần tiêu đề và phần tải tin. Tiêu đề có chứa thông tin định tuyến cũng như thông tin điều khiển và được truyền trong băng cùng với tải tin. Khi gói tin truyền tới OXC, tiêu đề sẽ được tách ra và được xử lý trong miền điện (sau khi biến đổi quang – điện – quang) còn tải tin sẽ được chuyển mạch trong miền quang. Vì phần tiêu đề cần mất thời gian để xử lý nên phần tải tin được làm trễ đi bằng cách lưu đệm bởi đường dây trễ quang. Về nguyên lý, chuyển mạch gói quang mong muốn truyền thông tin và xử lý thông tin điều khiển hoàn toàn trong miền quang. Nhưng do hạn chế về mặt công nghệ hiện nay nên phần thông tin điều khiển chỉ có thể xử lý trong miền điện mà thôi. Trong chuyển mạch gói quang, tiêu đề được so sánh với một bảng định tuyến, tải tin sẽ được chuyển ra cổng đầu ra tương ứng trên một sợi quang và một bước sóng mới. Nếu không có bước sóng mới nào khả dụng, gói tin sẽ bị hủy hoặc phải bị trễ đi để chờ bước sóng khả dụng mới. Thành phần chính của nút OXC là cơ cấu chuyển mạch quang và khối điều khiển chuyển mạch. Khối điều khiển chuyển mạch duy trì thông tin về tô pô mạng, duy trì bảng định tuyến, xử lý tiêu đề gói tin, điều khiển việc lưu đệm, lập lịch và chuyển tiếp các gói tin, điều khiển cơ cấu chuyển mạch chuyển mạch gói tin đúng thời gian đã định, phát hiện tranh chấp và phân giải khi tranh chấp xảy ra giữa các gói tin. Cơ cấu chuyển mạch thực hiện tạo kết nối từ cổng đầu vào đến cổng đầu ra tương ứng theo yêu cầu của khối điều khiển chuyển mạch. Hình 1.3: Nút chuyển mạch trong mạng chuyển mạch gói quang 1.3 Chuyển mạch burst quang Chuyển mạch burst quang ra đời nhằm đạt được sự cân bằng giữa chuyển mạch kênh quang và chuyển mạch gói quang. Các gói tin ở lớp trên sẽ được tập hợp lại thành các burst để truyền tải trong mạng OBS . Các burst có độ dài không cố định gồm có hai phần: gói tin điều khiển (control packet) hay còn được gọi là gói tiêu đề burst Burst Header Packet (BHP) và phần thông tin dữ liệu còn được gọi là data burst. OBS thực hiện việc truyền độc lập gói tin điều khiển và burst dữ liệu trên các kênh bước sóng khác nhau. Thông tin trong gói tin điều khiển gồm có chiều dài burst, thời điểm phát burst, các thông tin định tuyến. Gói tin điều khiển được truyền đi trước burst dữ liệu một khoảng thời gian được gọi là offset time để cấu hình các chuyển mạch trong suốt đường đi từ nguồn tới đích. Thời gian offset time này bằng trễ xử lý tổng cộng của gói tin điều khiển tại tất cả các nút trung gian. Hình 1.4: Sử dụng thời gian offset trong OBS Đây là một trong những khác biệt cơ bản giữa chuyển mạch burst quang so với chuyển mạch gói quang. Khoảng thời gian này cho phép thông tin điều khiển được xử lý tại mỗi nút chuyển mạch và các nút sắp xếp tài nguyên kênh bước sóng cho việc truyền burst dữ liệu dựa trên thông tin trong gói tin điều khiển. Với OBS không yêu cầu phải xử lý gói tin điều khiển trong miền quang. OBS sử dụng các mô hình dự trữ kênh và báo hiệu để dự trữ tài nguyên kênh bước sóng. 1.4 So sánh các công nghệ chuyển mạch quang Như đã nêu ở trên, ta có thể thấy chuyển mạch kênh quang chỉ chuyển mạch cho một bước sóng trên một đường quang nên không còn thích hợp cho mạng WDM hiện nay. Nhưng nó cũng có những ưu điểm riêng của nó, nổi bật nhất đó là độ tin cậy. Bên cạnh đó nhược điểm chính là độ trễ lớn và lãng phí băng thông. Chuyển mạch gói quang là loại chuyển mạch hướng tới trong mạng toàn quang với tốc độ xử lý nhanh nhất trong các loại đã nêu. Nhưng giới hạn của nó là ở chỗ sự hạn chế về công nghệ hiện tại không đáp ứng được các yêu cầu cho một mạng toàn quang. Trong khi đó lưu lượng càng ngày càng bùng nổ. Ta có thể thấy chuyển mạch burst quang đáp ứng được sự bùng nổ đó như thế nào. Với việc tổ hợp các gói cùng đích đến dùng chung một gói điều khiển làm giảm thiểu tối đa việc xử lý thông tin điều khiển. Các burst dữ liệu hoàn toàn truyền đi trên miền quang. Về tốc độ và khả năng sử dụng băng tần hơn hẳn chuyển mạch kênh quang. Trong thời điểm hiện tại với công nghệ như hiện nay thì chuyển mạch từng gói một với việc xử lý từng ấy tiêu đề trong chuyển mạch gói quang sẽ không thể đáp ứng được lưu lượng như chuyển mạch burst quang. Tuy nhiên, cái gì cũng có hai mặt của nó, chuyển mạch burst quang đáp ứng được yêu cầu về bùng nổ lưu lượng nhưng nó vẫn chưa phải là chuyển mạch toàn quang, trễ tổ hợp burst, việc thay thế thiết bị hay chỉ là cần thay thế module. Đó là vấn đề “trade off” trong viễn thông. Công nghệ chuyển mạch quang Hiệu quả sử dụng băng thông Thời gian chuyển mạch yêu cầu Xử lý header Khả năng thích ứng lưu lượng Chuyển mạch kênh quang Thấp Chậm Thấp Thấp Chuyển mạch gói quang Cao Nhanh Cao Cao Chuyển mạch burst quang Cao Trung bình Thấp Cao Bảng 1.1 So sánh các công nghệ chuyển mạch quang khác nhau Chương 2 : Các khía cạnh cơ bản của chuyển mạch burst quang 2.1 Kiến trúc mạng OBS Như đã đề cập ở chương 1, ý tưởng của chuyển mạch burst quang là phân chia mặt bằng dữ liệu và mặt bằng điều khiển và thực hiện báo hiệu ngoài băng để cho phép truyền tải dữ liệu trong miền quang một cách hiệu quả hơn. Đơn vị dữ liệu truyền tải trong mạng OBS là các burst gồm có gói tin điều khiển và burst dữ liệu. Mạng OBS thực hiện việc báo hiệu ngoài băng: gói tin điều khiển được truyền trên một kênh bước sóng khác với burst dữ liệu để cấu hình các chuyển mạch từ nguồn tới đích. Gói tin điều khiển mang thông tin về chiều dài burst, thời điểm burst truyền cũng như các thông tin định tuyến khác. Một khi tài nguyên đã được dự trữ các burst sẽ được phát đi. Để làm được điều đó người ta đề xuất xây dựng một mạng OBS với kiến trúc như hình 2.1 Hình 2.1: Kiến trúc mạng OBS Mạng OBS về bản chất là một mạng WDM trên đó nó thực hiện công nghệ chuyển mạch OBS. Mạng OBS bao gồm các nút biên (edge node) và các nút lõi (core node) được kết nối với nhau bằng các liên kết WDM. Nút biên mạng OBS thực hiện giao diện với mạng khác như mạng IP, SONET/SDH hay Ethernet. Nút biên vì thế có khả năng giao tiếp cả trong miền điện và miền quang và có khả năng biến đổi điện quang cũng như chuyển đổi bước sóng để tương thích với tín hiệu truyền trên các liên kết quang WDM. Nút biên trên cơ sở truyền tải burst có thể phân thành nút biên đầu vào và nút biên đầu ra. Nút đầu vào ở phía phát vào thực hiện tổ hợp các gói tin từ các đầu cuối thành các burst và tạo các gói tin điều khiển, định tuyến và sắp xếp bước sóng để truyền các burst dữ liệu vào mạng lõi OBS. Nút đầu ra ở phía thu thực hiện giải tổ hợp các burst thành các gói tin và gửi tới các mạng đích. Nếu một nút biên thực hiện thông tin hai chiều thì nó sẽ đóng vai trò vừa là nút đầu vào vừa là nút đầu ra. Nút lõi có nhiệm vụ cơ bản là chuyển tiếp burst từ các cổng đầu vào tới các cổng đầu ra tương ứng, dự trữ các kênh bước sóng cho các burst dữ liệu dựa trên thông tin trong các gói tin điều khiển và giải quyết tranh chấp. Hình 2.2 mô tả các thành phần của mạng OBS với các chức năng khác nhau. Hình 2.2: Sơ đồ khối chức năng của mạng OBS 2.1.1 Cấu tạo nút biên Các nút biên là các router biên có khả năng giao diện điện và quang, thực hiện chức năng phân loại gói tin, lưu đệm các gói tin, tổ hợp các gói tin thành các burst và giải tổ hợp burst thành các gói tin cấu thành. Các phương pháp tổ hợp burst khác nhau như dựa trên thời gian của bộ định thời hoặc dựa trên kích thước các gói tin có thể được sử dụng để tổ hợp các gói tin dữ liệu thành các burst và gửi vào trong mạng lõi OBS. Cấu tạo của một router biên bao gồm một bộ định tuyến RM (Routing Module), các bộ tổ hợp burst BA (Burst Assembler) và các bộ lập lịch kênh S (Scheduler). Hình 2.3: Cấu tạo nút biên Bộ định tuyến kiểm tra thông tin định tuyến của từng gói tin, chọn lựa các cổng ra thích hợp cho từng gói tin và gửi nó đến bộ tổ hợp burst thích hợp. Mỗi bộ tổ hợp burst tạo ra các burst chứa các gói dữ liệu đến cùng một đích tới (cùng một router biên đầu ra). Trong mỗi bộ tổ hợp burst còn có hàng đợi khác nhau cho các loại gói tin ứng với các dịch vụ khác nhau. Bộ lập lịch kênh dự trữ kênh bước sóng cho các burst dữ liệu và chuyển các burst dữ liệu tới các cổng đầu ra tương ứng. Ở nút biên đầu ra, bộ giải tổ hợp burst sẽ tiến hành tách các gói tin từ các burst này và chuyển tiếp lên các lớp trên. 2.1.2 Cấu tạo nút lõi Nút lõi gồm có OXC và một đơn vị điều khiển chuyển mạch SCU (Switching Control Unit), các bộ chuyển đổi quang – điện – quang, các bộ ghép kênh, phân kênh. Ta xét hai phẩn tử chính là OXC và SCU. SCU tạo và duy trì một bảng chuyển tiếp và chịu trách nhiệm cấu hình cho OXC. Khi gói tin điều khiển tới nút lõi nó sẽ được biến đổi từ miền quang vào miền điện và đi đến SCU. SCU đọc thông tin trong gói xác định đích đến của gói này và burst dữ liệu theo sau, kế đó tra cứu thông tin trong bảng chuyển tiếp để đưa đến quyết định chuyển tiếp dữ liệu đến cổng ra nào của OXC. Đồng thời SCU cũng chịu trách nhiệm dự trữ kênh bước sóng cho burst dữ liệu ở đầu ra. Gói tin điều khiển sau đó sẽ được cập nhật thêm thông tin điều khiển nếu như nút hiện tại chưa phải là đích cuối cùng của nó và được biến đổi điện quang và truyền ra kênh bước sóng đầu ra tương ứng. Trước khi burst dữ liệu đi đến router lõi, SCU sẽ điều khiển OXC thiết lập kết nối từ cổng đầu vào đến đầu ra tương ứng cho burst dữ liệu đó. Tại nút lõi có nhiều kịch bản có thể xảy ra. Nếu gói tin điều khiển không thành công trong việc dự trữ tài nguyên cho burst dữ liệu thì cả gói tin điều khiển và burst dữ liệu sẽ bị hủy bỏ. Hoặc khi các burst dữ liệu tại các đầu vào cùng muốn đến một cổng đầu ra của OXC, khi đó tranh chấp sẽ xảy ra và SCU sẽ có nhiệm vụ phát hiện và giải quyết tranh chấp này theo các chính sách giải quyết tranh chấp mà mạng sử dụng. Có hai phương pháp giải quyết tranh chấp mà phần 2.5 của chuyên đề đề cập đến là sử dụng các đường dây trễ quang và chuyển đổi bước sóng. Để thực hiện được các phương pháp này đòi hỏi nút lõi mạng OBS phải trang bị thêm đường dây trễ quang và các bộ chuyển đổi bước sóng. Hình 2.4: Cấu tạo nút lõi Ta có thể thấy các gói tin khi đi vào các node biên sẽ được định tuyến để chuyển rồi mới chuyển đến các bộ tổ hợp và sau đó được lập lịch và sắp xếp trên bước sóng đầu ra tương ứng. Tại các node lõi sẽ chỉ có trách nhiệm chuyển tiếp gói tin đi nhờ xử lý các thông tin báo hiệu và lập lịch. Tại node biên đầu ra sẽ burst sẽ được giải tổ hợp và phân phối đến địa chỉ.Trong mạng OBS xử dụng các giao thức định tuyến OSPF và GMPLS. Có thể thấy tuyến đã được lựa chọn tại node biên, các node đích chỉ việc chuyển tiếp. Nếu đi thêm về các giao thức trên thì chuyên đề sẽ quá dài và không tập trung vào đặc điểm riêng chính của OBS nên nhóm sẽ không trình bày cụ thể về các giao thức định tuyến trên. Mục tiếp theo sẽ đề cập đến quá trình tổ hợp burst là một trong những đặc điểm nổi bật của OBS. 2.2 Tổ hợp burst Tổ hợp burst là tiến trình tập hợp và đóng các gói ở router nút biên đầu vào từ các lớp cao hơn thành các burst để truyền tải vào mạng OBS. Khi các gói tin đi đến từ lớp cao hơn, chúng được lưu đệm trong các bộ nhớ đệm điện và được phân loại theo địa chỉ và loại dịch vụ. Việc tổ hợp burst sẽ quyết định khi nào tạo ra một burst và gửi burst đó vào mạng OBS. Hai phương pháp tổ hợp burst phổ biến nhất là tổ hợp burst dựa trên bộ định thời và tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng. 2.2.1 Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời Như đã trình bày trong phần 2.1.1, các router biên có cấu tạo gồm có bộ định tuyến, các bộ tổ hợp burst và các bộ lập lịch kênh. Khi các gói tin đến router biên, bộ định tuyến sẽ căn cứ vào địa chỉ đích của các gói tin để chuyển các gói tin này đến bộ tổ hợp burst thích hợp. Các gói tin này sẽ được lưu đệm tạm thời trong các hàng đợi khác nhau nằm trong bộ tổ hợp burst. Trong phương pháp tổ hợp burst dựa trên bộ định thời, mỗi bộ tổ hợp burt sẽ tham chiếu thời gian của một bộ định thời cục bộ nằm trên một hàng đợi để quyết định việc tổ hợp các gói tin thành các burst. Thời điểm bộ định thời bắt đầu đếm thời gian có thể là ngay sau khi một burst trước đó được lập lịch để truyền đi hoặc ngay sau khi gói tin đầu tiên đến hàng đợi sau khi hàng đợi trống. Sau một khoảng thời gian T được cấu hình từ trước, các gói tin trong hàng đợi đó sẽ được tổ hợp thành một burst và lập lịch để truyền đi. Phương pháp tổ hợp burst này sẽ tạo ra các burst có chiều dài ngẫu nhiên. Lưu lượng vào mạng thay đổi phần lớn sẽ quyết định chiều dài của burst. Lưu lượng vào mạng lớn, burst sẽ có kích thước lớn, lưu lượng vào mạng nhỏ, burst sẽ có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, thời gian của bộ định thời cũng là một nhân tố quyết định kích thước các burst. Hình 2.5: Tổ hợp burst dựa trên bộ định thời 2.2.2 Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng Trong phương pháp tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng, số lượng các burst bị giới hạn hay chiều dài của các burst là bằng nhau. Cụ thể là khi khi kích thước của các gói tin trong hàng đợi đạt đến một giá trị ngưỡng L, các gói tin được tổ hợp thành burst và lập lịch để truyền đi. Phương pháp tổ hợp burst này không đảm bảo về thời gian trễ tổ hợp burst. Hình 2.6: Tổ hợp burst dựa trên mức ngưỡng Một vấn đề đặt ra cho việc tổ hợp burst là làm sao tìm ra giá trị của bộ định thời và kích thước ngưỡng để tối thiểu hóa xác suất mất gói trong mạng OBS. Nếu như mức ngưỡng quá thấp dẫn đến kích thước burst nhỏ, số lượng burst truyền trong mạng sẽ nhiều dẫn đến xác suất xảy ra xung đột ở các router lõi cao, nhưng số lượng gói tru
Luận văn liên quan