BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG TÓM TẮT LUẬN ÁN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG MẠNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN NCS: TRẦN MINH ANH NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN CHIẾN TRINH TS BÙI THỊ MINH TÚ HÀ NỘI, 2018 i Cơng trình hồn thành tại: Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Chiến Trinh TS Bùi Thị Minh Tú Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án cấp Học viện tại: Học việnCông nghệ Bưu Viễn thơng, 122 Hồng Quốc Việt, Hà Nội Vào lúc: Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Đặt vấn đề - Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, công nghệ viễn thông phát triển nhanh chóng; cơng nghệ, kỹ thuật liên tục đời để đáp ứng nhu cầu lưu lượng liệu tăng mạnh bùng nổ loại hình dịch vụ viễn thơng Sự tăng trưởng bùng nổ lưu lượng liệuđó làm cho việc đảm bảo chất lượng cho dịch vụ cung cấp mạng viễn thông trở nên quan trọng Do đó, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) mang ý nghĩa thực tiễn, đồng thời mang tính học thuật cao Để thực tốt yêu cầu này, việc xây dựng giải pháp mới, giải thuật định tuyến sở cải tiến giải pháp sử dụng trở thành vấn đề cấp thiết Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu Với việc chọn lĩnh vực nghiên cứu đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng viễn thông nay, mục tiêu hướng đến Luận án đề xuất giải pháp nhằm hoàn thiện việc định tuyến thông tin mạng viễn thơng nhằm đáp ứng đòi hỏi ngày cao thị trường viễn thông sở khảo sát giải pháp áp dụng mạng Các đóng góp luận án Các đóng góp luận án sau: - Đề xuất giải thuật định tuyến sử dụng thơng tin nội làm sở, sử dụng thông số QoS làm tiêu chuẩn chọn đường - Đề xuất tập tuyến truyền linh động hỗ trợ cho hoạt động giải thuật định tuyến dùng TTNB hiệu - Đề xuất giải thuật định tuyến dùng TTNB dựa vào kiểu định tuyến phân tán nhằm làm tăng hiệu định tuyến giảm nhớ lưu trữ tính tốn nút mạng - Đề xuất hệ số đánh giá cân tải nhằm hỗ trợ cho việc đánh giá hiệu giải thuật định tuyến Bố cục luận án Luận án gồm chương với bố cục sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan vấn đề đảm bảo QoS mạng viễn thông,vềđịnh tuyến đảm bảo QoS, định tuyến đảm bảo QoS dùng TTNB Trên sởđó,luận án xác định hướng nghiên cứu đề xuất giải thuật định tuyến đảm bảo QoS dùng TTNB giải pháp để nâng cao hiệu giải thuật Chương 2: Đề xuất hệ số đánh giá cân tải mạng, đồng thời, đề cập phương pháp mơ mơ hình mạng sử dụng luận án Chương 3: Đề xuất giải thuật định tuyến dùng TTNB, nhằm khắc phục số nhược điểm giải thuật định tuyến nghiên cứu phần trước Chương 4: Đề xuất tập tuyến truyền linh động ứng dụng cho giải thuật định tuyến dùng TTNB, với đề xuất giải thuật định tuyến dùngTTNB ứng dụng kiểu định tuyến phân tán Đề xuất nâng cao hiệu dạng giải thuật qua chế điều khiển định tuyến linh hoạt, ứng dụng tốt giải thuật định tuyến dùng kiểu định tuyến phân tán Cuối phần Kết luận hướng phát triển CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG VIỄN THÔNG 1.1 Tổng quan yêu cầu QoS mạng viễn thông 1.1.1 Giới thiệu: Hiện nay, vấn đề đảm bảo QoS trở nên nan giải có nhiều loại ứng dụng mạng viễn thơng với đặc tính lưu lượng khác tích hợp nhiều loại dịch vụ ứng dụng chung Điều làm cho việc hỗ trợ loại ứng dụng với đặc tính lưu lượng yêu cầu QoS khác trở nên phức tạp hơn, bên cạnh vấn đề khác cấp phát tài nguyên, cân tải mạng, điều khiển tắc nghẽn Các vấn đề cần xem xét toàn diện nhằm đảm bảo QoS cho dịch vụ môi trường mạng không đồng nhất, kết hợp nhiều công nghệ khác tương tác kiến trúc QoS khác đường kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối, từ nơi cung cấp dịch vụ đến nơi sử dụng dịch vụ 1.1.2 Xây dựng ràng buộc liên quan đến đảm bảo chất lượng dịch vụ 1) Việc xây dựng hàm ràng buộc: Xây dựng hàm g(x1, x2, … xn), đó, n biến số x1, x2, … xn thay cho giá trị thông số QoS đơn Gọi v1, v2, … n giá trị thông số QoS yêu cầu luồng thông tin truyền qua mạng Gọi u1, u2, … un n giá trị thông số QoS tuyến truyền P mạng Nếu g(u1, u2, … un) ≥ g(v1, v2, … vn) ta nói tuyến truyền P có khả đáp ứng dịch vụ cho luồng thông tin ngược lại 2) Việc so sánh trực tiếp tuần tự: Việc so sánh thông số giúp việc đảm bảo chất lượng tốt Trong luận án có sử dụng kiểu so sánh để làm tiêu chuẩn chọn tuyến , cụ thể với tuyến truyền P luồng tin f: Với kiểu so sánh hai thơng số băng thơng độ trễ luận án sử dụng thủ tục sau: PROCEDURE Compare(p,f) If p.Bandwidth ≥ f.Bandwidth If p.Delay ≤ f.Delay p is chosen Else p is discarded Else p is discarded ENDHình PROCEDURE 1.3 Thủ tục so sánh hai thông số QoS Với kiểu so sánh ba thông số QoS băng thông, độ trễ tỷ lệ gói làm tiêu chuẩn chọn đường, luận án sử dụng thủ tục sau: PROCEDURE Compare3(p,f) If p.Bandwidth ≥ f.Bandwidth If p.Delay ≤ f.Delay If p.PER 0,5 Theo đó, doLDRA sử dụng tập nút mạng liền kề để truyền thông tin, số nút mạng thay đổi liên tục giúp cho LDRA có giá trị xác suất nghẽn tốt hình 4.5 Độ phức tạp tính tốn giải thuật Độ phức tạp tính tốn giải thuật định tuyến dùng TTNB nút LDRA LBHR có thời gian tính tốn O(|K|), đó, |K| số nút liền kề tập K Đồng thời, giải thuậtdùng TTNB nút cần cập nhật thông tin nút, với thời gian tính tốn số O(1), nhiều so với giải thuật định tuyến toàn cục 4.6 Kết luận chương Chương đề xuất tập tuyến truyền linh động, sử dụng giải thuật định tuyến dùng TTNB, đồng thời, luận án đề xuất giải thuật LBHR - giải thuật định tuyến dùng TTNB sử dụng kiểu định tuyến phân tán, giải thuật LDRA dùng chế linh hoạtđiều khiển luồng tin đến nút đích sở phát triển giải thuật LBHR Qua phân tích kết thu được, ta thấy giải thuật đề xuất giúp cải thiện hiệu định tuyến, giảm xác suất nghẽn, đồng thời giúp cân băng thơng tồn mạng tốt hơn, phân tải đến tất liên kết toàn mạng 24 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO Kết luận chung Luận án nghiên cứu tổng quan QoS, định tuyến đảm bảo QoS, đề xuất hệ số đánh giá cân tải mạng vàđề xuất giải thuật định tuyến đảm bảo QoS dùng TTNB giúp cải thiện hiệu định tuyến Bên cạnh đó, luận án đề xuất tập tuyến truyền linh động, đề xuất giải thuật định tuyến dùng TTNB sử dụng kiểu định tuyến phân tán, chế điều khiển linh hoạt để cải thiện hiệu định tuyến Hướng phát triển Hướng phát triển Luận án sau: - Nghiên cứu tiếp tục phát triển mơ hình sử dụng nhiều thông số QoS để làm yếu tố chọn đường, hạn chế yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng định tuyến mạng - Nghiên cứu tiếp tục phát triển mơ hình mạng cân hơn;mở rộng tốn định tuyến cơng cụ lý thuyết để tổng quan hóa, từ giúp cho giải thuật định tuyến hoạt động hiệu DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ HỘI NGHỊ KHOA HỌC [A.1] Nguyễn Chiến Trinh, Trần Minh Anh (2015), “Đề xuất giải pháp đánh giá cân băng thông mạng”, Kỷ yếu Hội thảo quốc gia 2015 Điện tử, truyền thông Công nghệ thông tin ECIT-2015, TP HCM, trang 96-101 [A.2] Nguyen Chien Trinh, Tran Minh Anh (2016), “Dynamic set of paths for localized QoS routing with bandwidthconstraint”, in Proceedings of the 15th International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC 2016), Danang, Vietnam, pp 591-596 [A.3] Tran Minh Anh, Nguyen Chien Trinh (2016), “Propose a Metric to Evaluate Network Quality”, in Proceedings of the 06th International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICCE 2016),Halong, Vietnam, pp 493-498 25 [A.4] Tran Minh Anh, Nguyen Chien Trinh (2016), “Hop-byhop Routing with Local View of Network State”, in Proceedings of the 06th International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICCE 2016), Halong, Vietnam, pp 499-504 [A.5] Tran Minh Anh, Nguyen Chien Trinh (2017), “Improved Localized Distributed Routing Algorithm with Smart Mechanism”, in Proceedings of the 31st International Conference on Information Networking (ICOIN 2017), Danang, Vietnam, pp 122-127 TẠP CHÍ KHOA HỌC [A.6] Tran Minh Anh, Bui Trung Hieu, Nguyen Chien Trinh, Bui Thi Minh Tu (2016), “Ambitious and Challenging Targets for New Generation Network”, IEIE Transactions on Smart Processing and Computing, Institute of Electronics and Information Engineers of Korea, ISSN 2287-5255, (3), pp.185-192 [A.7] Tran Minh Anh, Nguyen Chien Trinh (2016), “Propose a new algorithm of routing with information collected locally”, Issue on Information and Communications Technology, Journal of Science and Technology, University of Danang, Vietnam, ISSN 1859-1531, 2(1), pp 69-76 [A.8] Tran Minh Anh, Nguyen Chien Trinh (2016), “A new localized multi-constraint QoS routing algorithm”, on Reaseach, Development on Information and Communications Technology, Journal of Vietnam Ministry of Information and Communications Technology, ISSN 1859-3534, Vol 3, No 14, pp 34-44, Oct., 2017 [A.9] Tran Minh Anh, Nguyen Chien Trinh, Bui Thi Minh Tu (2017), “A novel solution of QoS routing with multi-constraint algorithm”, Journal of Military Science and Technology, Vietnam,ISSN 1859-1043, Special Issue, No.58A, pp 58-67 [A.10] Nguyen Chien Trinh, Tran Minh Anh (2017), “An Approach using Local Information to Build QoS Routing Algorithm”, International Journal of Engineering Science Invention, India, ISSN(Online) 2319–6734, ISSN(Print) 2319– 6726, Volume Issue 5, pp 26-34 ... 1.2.2.2 So sánh giải thuật định tuyến đảm bảo QoS dùng TTNB với giải thuật định tuyến dùng TTTC Hình 1.9 So sánh định tuyến dùng TTTC định tuyến dùng TTNB – Nguồn [38] Theo đó, giải thuật định tuyến... mạng,giảm xác suất nghẽn, tăng hiệu mạng so với giải thuật định tuyến dùng TTTC 3.2 Đề xuất giải thuật định tuyến dùng TTNB sử dụng băng thông độ trễ làm tiêu chuẩn chọn đường 3.2.1 Mô tả giải... định tuyến dùng TTNB, nhằm khắc phục số nhược điểm giải thuật định tuyến nghiên cứu phần trước Chương 4: Đề xuất tập tuyến truyền linh động ứng dụng cho giải thuật định tuyến dùng TTNB, với đề xuất