07-dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · mạng$thông$8n$quang$!...
TRANSCRIPT
![Page 1: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/1.jpg)
Các giao thức định tuyến
Định tuyến cho mạng quang
![Page 2: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/2.jpg)
Mạng thông 8n quang • Mạng cáp quang
– Fiber op8cs – Các nút mạng là các chuyển mạch – Các nút được kết nối bằng cáp quang. – Sử dụng các sóng ánh sáng để truyền On hiệu giữa các nút thông qua sợi quang
– Tốc độ 10-‐100 Gbps • Mạng quang không dây
– Free space op8cs – Sử dụng các bước sóng xung quanh dải ánh sáng nhìn thấy được, hồng ngoại, …
– Chủ yếu sử dụng trong các kết nối point-‐to-‐point – Tốc độ 1 Gbps
![Page 3: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/3.jpg)
Mạng thông 8n quang n Sử dụng ánh sáng để truyền On hiệu trên đường truyền ¨ Dùng cáp quang để dẫn ánh sáng
n Ưu điểm ¨ Băng thông rộng ¨ Truyền được xa với độ suy hao thấp
n Nhược điểm ¨ Xử lý phức tạp vì chưa có bộ nhớ quang học (bộ nhớ hiện tại lưu On hiệu ở dạng điện)
¨ Đôi khi phải chuyển On hiệu sang dạng điện để xử lý, sau đó chuyển On hiệu ngược lại dạng quang
n Ứng dụng cho các mạng trục
![Page 4: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/4.jpg)
LocalNetwork
LocalTraffic
BlockingFilter
Optical Router/switch
Freq.Convert
User
User
User
User
UserUser
User UserOpticalAmp
UserLocalNetwork
LocalTraffic
BlockingFilter
Optical Router/switch
Freq.Convert
User
User
User
User
UserUser
User UserOpticalAmp
User
Mạng thông tin quang
![Page 5: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/5.jpg)
Mạng thông 8n quang
• Cáp quang được khai thác dưới 2 chế độ n Mul8-‐mode (cũ)
¨ Truyền nhiều 8a sáng trên 1 sợi quang ¨ Lõi lớn, nguồn sáng rẻ ¨ Nhiễu giữa các chế độ truyền ¨ Sinh lại On hiệu sau mỗi 10km ¨ Tốc độ 32-‐140 Mbps
n Single-‐mode (mới) ¨ Truyền một 8a sáng trên 1 sợi quang ¨ Lõi nhỏ, nguồn sáng đắt 8ền ¨ Loại bỏ nhiễu ¨ Sinh lại On hiệu sau mỗi 40km ¨ Tốc độ vài trăm Mbps
![Page 6: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/6.jpg)
Truyền sóng ánh sáng trong cáp quang
![Page 7: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/7.jpg)
Công nghệ dồn kênh trên cáp n TDM: Electronic Time Division Mux
¨ Đưa xen kẽ các bit của các luồng tốc độ thấp vào một luồng tốc độ cao
¨ 10 Gbps-‐40Gbps ¨ SONET/SDH
n OTDM: Op8cal Time Division Mux ¨ Cùng nguyên tắc với TDM nhưng thực
hiện xen kẽ bit trong miền quang học ¨ 250 Gbps ¨ Đang trong thí nghiệm
n WDM: Wavelength Division Mux ¨ Truyền nhiều bước sóng trên một
cable n Simple WDM: Ít bước sóng với mật độ
thưa n Dense WDM (DWDM) nhiều bước
sóng với mật độ dầy ¨ Sử dụng rộng rãi trong mạng trục, đi
cáp dưới biển và dần đưa vào trong mang đô thị
![Page 8: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/8.jpg)
Mạng cáp quang thế hệ 1 n Tín hiệu sử dụng trên đường truyền là On hiệu quang học
¨ Tỉ lệ lỗi thấp ¨ Dung lượng lớn
n Chuyển mạch và các chức năng mạng thông minh được xử lý trên miền &n hiệu điện ¨ Tín hiệu được chuyển sang dạng điện trước khi được xử lý ¨ Sử dụng chuyển mạch điện có bộ chuyển đổi OEO
n Thường dùng công nghệ dồn kênh TDM trên đường truyền
n Sử dụng rộng rãi trong các mạng viễn thông cũ n VD: SONET/SDH
![Page 9: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/9.jpg)
Mạng cáp quang thế hệ 2 n Định tuyến, chuyển mạch và các chức năng mạng thông minh được thực hiện trong miền &n hiệu quang
n Thường dùng công nghệ dồn kênh WDM trên mỗi sợi quang
n Để tránh việc dùng các thiết bị chuyển đổi OEO, On hiệu thường được duy trì ở một bước sóng từ đầu đến cuối ¨ cần có một bước sóng rỗi dọc theo đường truyền à điều kiện liên tục về bước sóng
n Đã được đưa vào sử dụng và thường được gọi là Wavelength routed network hay All op8cal network
![Page 10: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/10.jpg)
OXC thuần quang
![Page 11: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/11.jpg)
Thiết bị chuyển đổi bước sóng n Chuyển dữ liệu từ một bước sóng đầu vào thành một bước sóng đầu ra ¨ Giải phóng ràng buộc liên tục về bước sóng ¨ Tăng khả năng tận dụng các bước sóng rỗi
n Chuyển đổi Optoelectronic ¨ Chuyển On hiệu sang dạng điện ¨ Sinh lại On hiệu và truyền trên một bước sóng khác
n 1R: khuyếch đại, không điều chế lại n 2R: khuyếch đại, khôi phục lại dạng xung On hiệu n 3R: khuyếch đại, khôi phục lại dạng xung và độ rộng xung
¨ Thường dùng hiện nay
n Chuyển đổi trong miền quang ¨ Op8cal ga8ng, interferometric, wave mixing ¨ Chưa phát triển
![Page 12: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/12.jpg)
Công nghệ chuyển mạch n Chuyển mạch kênh
– Thông thường các mạng cáp quang dùng công nghệ chuyển mạch kênh
– Định tuyến cần được xác định trước cho từng – Sử dụng trong SONET/SDH, WDM
n Chuyển mạch gói → OPS n Chuyển mạch Burst → OBS
![Page 13: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/13.jpg)
Mạng WDM WA
CA1
CA2
UT CO
TX
NE IL
MI NY
NJ PA
MD
GA
![Page 14: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/14.jpg)
Mạng WDM n Lightpath:
¨ Một kết nối bằng 1 bước sóng giữa 2 điểm
¨ Lightpath có thể trải dài qua nhiều cáp nhờ các OADM
n Lightpath Topology ¨ Xác định các lightpath của tầng WDM để thỏa mãn ma trận thông lượng
n Topo vật lý ¨ Topo của các cáp
![Page 15: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/15.jpg)
Định tuyến �nh trong mạng quang ¨ Cho trước topo vật lý của mạng cáp quang ¨ Cho trước ma trận thông lượng yêu cầu (giữa các chuyển mạch)
¨ Yêu cầu n Tìm các lightpath cần thiết lập để tải ma trận thông lượng, chưa quan tâm đến đường đi cụ thể của các lightpath
¨ Lightpath Topology Design (LTD) n Xác định đường đi của các lightpath này trên các cáp quang đã có và xác định bước sóng cho chúng
¨ Rou8ng and Wavelength Assignement (RWA)
¨ Tài nguyên được phân phối đồng thời cho tất cả các yêu cầu kết nối trong ma trận thông lượng
![Page 16: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/16.jpg)
Ví dụ: Mạng
CA1
NY WA
CA2
UT CO
TX
NE IL
MI
NJ PA
MD
GA
![Page 17: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/17.jpg)
Ví dụ: Ma trận thông lượng
![Page 18: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/18.jpg)
Định tuyến động cho mạng cáp quang n Phát biểu bài toán
¨ Cho trước một mạng đang có tải ¨ Có thêm 1 yêu cầu kết nối mới từ s àd với băng thông w ¨ Định tuyến cho yêu cầu kết nối này
n Ràng buộc ¨ Không thay đổi các kết nối đang tồn tại trong mạng
n Có nhiều 8êu chí định tuyến khác nhau ¨ Tiết kiệm tài nguyên nhất ¨ Dành nhiều khả năng chấp nhận các yêu cầu khác trong tương lai nhất ¨ …
n Định tuyến động khó phân bố tài nguyên toàn cục một cách tối ưu như định tuyến �nh
n Cũng được chia thành các bước định tuyến và gán bước sóng
![Page 19: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/19.jpg)
Rou8ng and Wavelength Assignment n Cho trước các lightpath và topo các cáp, vị trí các chuyển mạch quang
n Yêu cầu ¨ Xác định đường đi các lightpath trên topo các cáp à Rou8ng ¨ Gán bước sóng cho từng lightpath à Wavelength Assignment
n Mục 8êu ¨ Có thể có mục 8êu khác nhau tùy bài toán. VD:Dùng ít bước sóng nhất
n Ràng buộc ¨ Hai lightpath không thể cùng dùng 1 bước sóng trên một sợi quang ¨ Nếu không dùng bộ chuyển đổi bước sóng thì một lightpath phải dùng cùng một bước sóng dọc theo đường đi của nó.
n Dùng hay không các bộ chuyển đổi bước sóng? Số lượng bao nhiêu? ¨ Thường bị hạn chế
![Page 20: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/20.jpg)
RWA n Giải tổng thể bài toán RWA sẽ đem lại kết quả tối ưu, nhưng đây là bài toán NP-‐đầy đủ nên không có giải thuật chính xác trong thời gian đa thức.
n Để giảm độ phức tạp Định tuyến và Gán bước sóng thường được giải trong 2 bước riêng biệt
n Định tuyến: có thể sử dụng các giải thuật cơ bản ¨ Fixed path rou8ng, ¨ Fixed Alternate-‐path rou8ng, ¨ adap8ve rou8ng ¨ randomized rou8ng
n Gán bước sóng ¨ First Fit and Random Fit, ¨ Least Used, ¨ Most Used, ¨ Min Product, Least Loaded, Max Sum …
![Page 21: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/21.jpg)
Fixed path rou8ng • Với mỗi cặp nguồn đích xác định một tuyến đường cố định
• Mọi yêu cầu kết nối giữa cặp nguồn đích đều đi theo tuyến đường trên
• Tuyến đường được Onh toán trước, – có thể sử dụng giải thuật như đường đi ngắn nhất.
• Hiệu quả không cao – Sau một khi định tuyến cho một số yêu cầu, tuyến đường có thể hết tài nguyên nhưng mọi thông lượng vẫn giữa 2 điểm đầu, cuối của tuyến đường vẫn đi theo con đường đã định
![Page 22: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/22.jpg)
Fixed alterna8ve path rou8ng
• Một mở rộng của fixed path rou8ng • Với mỗi cặp nguồn đích sẽ có một số tuyến đường được �m sẵn
• Khi có yêu cầu kết nối giữa 1 cặp nút, mọi tuyến đường giữa cặp nút đó sẽ được thử xem có thể có lightpath rỗi trên đó không
• Nếu có nhiều lightpath rỗi à chọn 1 • Nếu không à không định tuyến được
![Page 23: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/23.jpg)
Adap8ve rou8ng
• Fixed path rou8ng và Fixed alterna8ve path rou8ng không Onh đến trạng thái mạng vào thời điểm định tuyến
• Adap8ve rou8ng Onh đến trạng thái mạng – Định tuyến tránh các vùng tắc nghẽn (hết bước sóng rỗi)
– Định tuyến tránh những vùng có chất lượng On hiệu kém
– …
![Page 24: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/24.jpg)
Gán bước sóng: First Fit
• Sau khi định tuyến, mỗi kết nối đã có 1 tuyến đường à lightpath
• Cần gán cho lightpath này một bước sóng để hoạt động
• Lightpath cần dùng 1 bước sóng duy nhất dọc đường đi của nó
• First fit: – Lấy bước sóng có chỉ số thấp nhất còn rỗi
![Page 25: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/25.jpg)
Gán bước sóng: Random fit, least used, most used
• Random fit: – Lấy bước sóng bất kỳ còn rỗi để gán cho lightpath
• Least used: – Lấy bước sóng nào ít được dùng nhất
• Most used – Lấy bước sóng nào hay được dùng nhất …
![Page 26: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/26.jpg)
Bài tập
• Thử thực hiện định tuyến bằng thuật toán đường đi ngắn nhất và gán bước sóng băng Least Used
• Mỗi link có 8 bước sóng. Thông lượng: • WA-‐UI:1 • CA1-‐IL:1 • CA1-‐TX:1 • …
WA
CA2
UT CO
TX
NE IL
MI
NJ PA
MD
GA
CA1
![Page 27: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/27.jpg)
Định tuyến có dự phòng
![Page 28: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/28.jpg)
Dự phòng và khôi phục ¨ Khái niệm cơ bản
n Tính sẵn sàng n Các loại lỗi n Dự phòng vs khôi phục n Dự phòng dành riêng n Dự phòng chia sẻ
![Page 29: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/29.jpg)
Khái niệm cơ bản n Các sự cố trên mạng làm gián
đoạn hoạt động của mạng ¨ Đứt cáp ¨ Hỏng thiết bị
n Thời gian gián đoạn càng nhỏ càng tốt ¨ Mean Time to Repare: MTR
n Tính sẵn sàng của mạng càng cao càng tốt ¨ Mean Time between Failures:
MTF n Khả năng duy trì dịch vụ khi xảy ra
lỗià Survivability
![Page 30: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/30.jpg)
Ảnh hưởng của việc gián đoạn Impact
50 msec
0 200 msec
2 sec
10 sec
5 min
30 min
"Hit"
Trigger Change- over of CCS Links
FCC Reportable
Packet (X.25)
Disconnect
Call- Dropping
Private Line Disconnect
May Drop Voiceband
Calls
APS
1st Range
2nd Range
3rd Range
4th Range
5th Range
6th Range
Social/ Business Impacts
Sự cố trên mạng làm thiệt hại về tiền
![Page 31: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/31.jpg)
Yếu tố thị trường của Survivability ■ Quan hệ với khách hàng ■ Lợi thế cạnh tranh ■ Lợi nhuận
¨ Bất lợi – Phải tăng chi phí để mạng có Onh tự phục hồi sau lỗi
¨ Ưu điểm – Tạo các dịch vụ cao cấp đem lại lợi nhuận lớn
n Dịch vụ dành cho doanh nghiệp n Dịch vụ cho các tổ chức y tế n Dịch vụ dành cho các tổ chức chính phủ
■ Vận hành phức tạp hơn
![Page 32: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/32.jpg)
Network Survivability n Tính sẵn sàng
¨ 99.999% (5 con 9) => dưới 5 phút gián đoạn/năm n Cần có kế hoạch đối phó với lỗi
¨ Thêm tài nguyên thay thế, phát hiện lỗi và tự động định hướng các luồng dữ liệu vòng qua lỗi
n Khôi phục: ¨ Chỉ bổ sung băng thông, thiết bị thay thế khi sự cố đã xảy ra ¨ Tiết kiệm tài nguyên ¨ Chậm à thời gian gián đoạn lớn
n Dự phòng: fast 8me-‐scale: ¨ Chuẩn bị sẵn tài nguyên dự phòng để thay thế tài nguyên chính khi xảy ra sự cố
¨ Chuyển luồng dữ liệu từ đường truyền bị lỗi sang đường dự phòng khi có sự cố xảy ra
¨ Nhanh: 10s-‐100s of ms…
![Page 33: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/33.jpg)
Sự cố n Các loại sự cố
¨ Sự cố thành phần: trên link, nút, kênh WDM, phần mềm…
¨ Sự cố hệ thống: Thảm họa có thể hủy hoại toàn bộ trung tâm kết nối
n Lỗi đơn vs. nhiều lỗi đồng thời ¨ 4.39 cáp đứt/năm/1000 dặm cáp ( thống kê năm 94) ¨ Thông thường giả thiết mạng chỉ có lỗi đơn
n Dự phòng và khôi phục có thể thực hiện ở nhiều mức
![Page 34: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/34.jpg)
Tính sẵn sàng Availability là xác suất thiết bị hoạt động bình thường
Reliability Reliability + Recovery
Availability =
![Page 35: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/35.jpg)
Định lượng Onh sẵn sàng
Tính sẵn sàng tương ứng với thời gian mạng không hoạt động. • 99% 2-‐Nines 5,000 Min/Yr • 99.9% 3-‐Nines 500 Min/Yr • 99.99% 4-‐Nines 50 Min/Yr • 99.999% 5-‐Nines 5 Min/Yr • 99.9999% 6-‐Nines 0.5 Min/Yr
![Page 36: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/36.jpg)
Ví dụ mạng PSTN n Mỗi thành phần của mạng có tính sẵn sàng 99.99%
Facility Entrance
Facility Entrance
AN
0.01 %
0.005 % 0.005 %
0.02 %
0.005 % 0.005 %
LE
NI
LE
NI
LD
AN
0.01 %
PSTN End-2-End Availability 99.94%
NI : Network Interface
LE : Local Exchange
LD : Long Distance
AN : Access Network
Source : http://www.packetcable.com/downloads/specs/pkt-tr-voipar-v01-001128.pdf
![Page 37: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/37.jpg)
Các phương pháp bảo vệ mạng Network Survivability Architectures
Restoration Protection
Protection Switching
Self-healing Network
Re-Configurable
Network
Mesh Restoration Architectures
Linear Protection Architectures
Ring Protection Architectures
![Page 38: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/38.jpg)
Phân loại các phương pháp dự phòng
n Theo topo ¨ Vòng ¨ Tuyến Onh: link, đoạn, đường
n Theo sử dụng tài nguyên ¨ Dự phòng dành riêng ¨ Dự phòng chia sẻ
![Page 39: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/39.jpg)
n Các nút được nối với nhau qua các link tạo thành vòng tròn ¨ Dữ liệu được truyền theo chiều ngược lại khi có sự cố
Topo dự phòng -‐ vòng
E
W
W
E
W
E W
E
D
L L
Working Protect
![Page 40: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/40.jpg)
Topo dự phòng– Tuyến -nh
Dự phòng theo link
Dự phòng theo đường
Dự phòng theo đoạn
![Page 41: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/41.jpg)
Dự phòng dành riêng vs. chia sẻ n Dự phòng dành riêng
¨ Một tài nguyên dự phòng chỉ dùng để bảo vệ một đường truyền chính
n Dự phòng chia sẻ ¨ Một tài nguyên dự phòng có thể được dùng trong nhiều đường dự phòng để bảo vệ nhiều đường truyền chính
n Dự phòng chia sẻ có tốc độ khôi phục chậm hơn dự phòng dành riêng ¨ Mất thời gian thành lập đường dự phòng từ các tài nguyên dự phòng khi sự cố xảy ra
![Page 42: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/42.jpg)
Dự phòng dành riêng vs. chia sẻ
Băng thông cần thiết cho các đường bảo vệ trên link chung v3-v4
![Page 43: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/43.jpg)
P-‐cycle n Mạng mesh không có topo hình vòng
n Tạo các vòng trong mạng à p-‐cycle
n Sử dụng cơ chế bảo vệ theo topo vòng
n Các link trên p-‐cycle và các đoạn cắt p-‐cycle được bảo vệ
![Page 44: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/44.jpg)
Bài toán định tuyến có dự phòng n Tìm kiếm đường đi chính và đường đi dự phòng cho mỗi kết nối
n Ràng buộc ¨ Trong trường hợp chỉ có tối đa một lỗi đơn trong mạng thì đường đi chính và đường đi dự phòng phải không bị ảnh hưởng đồng thời lỗi
n Hai đường đi không dùng chung 1 cáp n Hai đường đi không dùng chung một thiết bị
¨ Tốc độ khôi phục chấp nhận được ¨ Đường đi dự phòng không quá dài làm ảnh hưởng độ trễ
n Tiêu chí ¨ Tiết kiệm tài nguyên tổng cộng
n Có 2 dạng �nh và động tương ứng với bài toán định tuyến thông thường
![Page 45: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/45.jpg)
Bài toán định tuyến có dự phòng n Hướng 8ếp cận
¨ Tách thành 2 bước định tuyến: n Định tuyến cho đường chính trước sau đó �m đường dự phòng
¨ Định tuyến đồng thời cho cả đường chính và dự phòng
n Rất khó trong trường hợp định tuyến động
![Page 46: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/46.jpg)
Định tuyến có dự phòng dành riêng • Mỗi đường làm việc và dự phòng sử dụng tài nguyên riêng • Thuật toán �m 2 đường đi phân biệt
– Surballe – Sử dụng đường đi ngắn nhất
• Với mỗi cặp nguồn đích (s,d) �m 1 đường đi chính là đường đi ngắn nhất
• Loại bỏ các cạnh của đường đi chính khỏi đồ thị • Tìm đường đi dự phòng là đường đi ngắn nhất giữa s và d
• Gán bước sóng cho đường làm việc và dự phòng bằng các thuật toán thông thường.
• Có thể thực hiện định tuyến trước cho tất cả các đường trước rồi mới gán bước sóng hoặc thực hiện xen kẽ.
![Page 47: 07-Dinh tuyen mang quang - users.soict.hust.edu.vn tuyen... · Mạng$thông$8n$quang$! Sử$dụng$ánh$sáng$để$truyền$n $hiệu$trên$đường$ truyền$ " Dùng$cáp$quang$để$dẫn$ánh$sáng$](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040218/5e0c18dcb93a8e1ce012c9f2/html5/thumbnails/47.jpg)
Định tuyến có dự phòng chia sẻ
• Các đường dự phòng có thể dùng chung tài nguyên với điều kiện đường làm việc của chúng không cùng gặp sự cố.
• Định tuyến sao cho các đường dự phòng có thể chia sẻ nhau nhiều tài nguyên (bước sóng) chung nhất với nhau à 8ết kiệm tổng lượng tài nguyên dự phòng.