76
Chương 6: Mng chuyn mch gói (Packet switching) [email protected]

Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

  • Upload
    luat-vu

  • View
    52

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Chương 6:Mạng chuyển mạch gói

(Packet switching)

[email protected]

Page 2: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Nội dung Giới thiệu mạng chuyển mạch gói Tìm đường X.25

Page 3: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Nội dung Giới thiệu mạng chuyển mạch gói Tìm đường X.25

Page 4: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Hạn chế của chuyển mạch mạch Các tài nguyên được dành riêng cho cuộc

gọi Hầu hết thời gian kết nối đường truyền rảnh Tốc độ dữ liệu cố định

Thiết bị ở hai đầu phải chạy cùng tốc độ

Page 5: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Nguyên lý chuyển mạch gói Dữ liệu được truyền thành các gói nhỏ

Thông thường là 1000 byte Dữ liệu lớn được chia thành chuỗi các gói nhỏ để

truyền Mỗi gói gồm dữ liệu cộng thêm thông tin điều

khiển

Các gói được nhận, lưu tạm thời và truyền cho node kế tiếp (store and forward)

Page 6: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Ưu điểm chuyển mạch gói Tăng hiệu suất đường truyền

Một kết nối node-node có thể dùng chung bởi nhiều gói

Các gói xếp hàng và truyền đi nhanh nhất có thể Chuyển đổi tốc độ dữ liệu

Mỗi trạm kết nối với node cục bộ bằng tốc độ của trạm

Các node đệm dữ liệu nếu cần thiết để cân bằng tốc độ

Các gói được nhận ngay khi mạng đang bận Việc phát có thể chậm lại

Có thể phân độ ưu tiên cho các thông báo

Page 7: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Kỹ thuật chuyển mạch Trạm chia thông báo dài thành nhiều gói nhỏ Từng gói được gởi lần lượt vào mạng Các gói được xử lý theo 2 cách

Datagram Virtual circuit

Page 8: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Datagram Mỗi gói được xử lý độc lập Các gói có thể đi theo bất cứ đường thích

hợp nào Các gói có thể đến đích không theo thứ tự

gởi Các gói có thể thất lạc trên đường đi Bên nhận phải sắp xếp lại các gói mất trật tự

và khôi phục các gói thất lạc

Page 9: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Minh họa Datagram

21

3 2 1

3

(c)

3

1

2

(b)

(a)

(d)

(e)

2 1

3

321

Page 10: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Virtual circuit Đường đi được tạo trước khi gởi các gói dữ

liệu Các gói yêu cầu cuộc gọi và chấp nhận cuộc

gọi được dùng để tạo kết nối (handshake) Mỗi đường đi được gán một số ID Mỗi gói chứa ID của đường đi thay vì địa chỉ

máy đích Không cần tìm đường cho từng gói Đường đi không dành riêng

Page 11: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Minh họa Virtual circuit

21

32

3 2 1

3

(c)

1

3

(b)

(a)

(d)

(e)

2 1

321

Page 12: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

So sánh Virtual Circuit Datagram Sự trình tự và điều khiển lỗi ? Thời gian trễ đễ truyền được một gói ? Thời gian trễ đễ truyền các gói sau gói đầu

tiên ? Khả năng chịu lỗi ? Tính linh động về đường đi ?

Page 13: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Vấn đề kích thước gói1

Data

1Data

Header

(a) 1-packet message (b) 2-packet message (c) 5-packet message (d) 10-packet message

Data

Data

Data

2

Data

1

Data

2

Data

1

Data

2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

Figure 10.14 Effect of Packet Size on Transmission Time

X a b Y

X a b Y

X a b Y

X a b Y

Tim

e

Page 14: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Circuit vs. Packet Switching

Người gởi được thông báo nếu các gói không được phân phát

Người gởi có thể được thông báo nếu các gói không được phân phát

Tín hiệu bận nếu bên nhận không sẵn sàng

Trễ do quá trình thiết lập, trễ truyền các gói

Trễ truyền các góiTrễ do quá trình thiết lập, nhưng thời gian trễ trong quá trình truyền không đáng kể

Đường đi được thiết lập cho toàn bộ quá trình trao đổi

Đường đi được thiết lập cho mỗi gói

Đường truyền dẫn được thiết lập cho toàn bộ quá trình trao đổi

Thông báo được lưu trữ cho đến khi đến phân phát

Thông báo có thể được lưu trữ cho đến khi đến phân phát

Thông báo không được lưu trữ

Đủ nhanh cho ứng dụng tương tác

Đủ nhanh cho ứng dụng tương tác

Đủ nhanh cho ứng dụng tương tác

Dữ liệu truyền theo góiDữ liệu truyền theo góiDữ liệu truyền liên tục

Đường truyền dẫn không dành riêng

Đường truyền dẫn không dành riêng

Đường truyền dẫn dành riêng

Virtual Circuit PacketsDatagram PacketsCircuit Switching

Page 15: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Circuit vs. Packet Switching (tt)

Tốn kém dữ liệu cho mỗi gói

Tốn kém dữ liệu cho mỗi gói

Không tốn chi phí dữ liệu sau khi thiết lập

Linh động sử dụng băng thông

Linh động sử dụng băng thông

Truyền dẫn băng thông cố định

Chuyển đổi tốc độ và bảng mã

Chuyển đổi tốc độ và bảng mã

Thường không cần chuyển đổi tốc độ và bảng mã

Mạng có thể sẽ chịu trách nhiệm cho chuỗi các gói

Mạng có thể sẽ chịu trách nhiệm cho các gói đơn lẻ

User chịu trách nhiệm khi các thông báo bị thất lạc

Node chuyển mạch nhỏNode chuyển mạch nhỏChuyển mạch cơ điện hoặc được điều khiển bởi máy tính

Quá tải có thể khóa việc thiết lập; tăng thời gian trễ của gói

Quá tải sẽ tăng thời gian trễ của gói

Quá tải sẽ khóa việc thiết lập; không trễ khi đường truyền đã được thiết lập

Virtual Circuit PacketsDatagram PacketsCircuit Switching

Page 16: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Hoạt động bên ngoài – bên trong Giao tiếp giữa các node mạng (bên trong)

Datagrams hoặc virtual circuits Giao tiếp giữa trạm và node mạng (bên

ngoài) Kết nối (Connection oriented)

Trạm yêu cầu kết nối luận lý (virtual circuit) Tất cả các gói được đánh dấu thuộc về kết nối đó và được đánh số thứ tự

Mạng phân phát các gói theo thứ tự Dịch vụ mạch ảo bên ngoài

Không kết nối (Connectionless) Các gói được xử lý độc lập Dịch vụ datagram bên ngoài

Page 17: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

External Virtual Circuit and External Datagram

Page 18: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Internal Virtual Circuit and Internal Datagram

Page 19: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tổ hợp các công nghệ External virtual circuit, internal virtual circuit

Đường dành riêng thông qua mạng External virtual circuit, internal datagram

Mạng xử lý mỗi gói riêng biệt Mạng lưu trữ các gói tại node đích để sắp xếp lại

thứ tự External datagram, internal datagram

Các gói được đối xử một cách độc lập bởi cả mạng và trạm

External datagram, internal virtual circuit Không được sử dụng

Page 20: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Nội dung Giới thiệu mạng chuyển mạch gói Tìm đường X.25

Page 21: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tìm đường trong Circuit switching Mạng chuyển mạch công cộng có cấu trúc

cây Đường đi tĩnh (không thay đổi theo thời gian)

Có thể cải tiến bằng Alternate routing Thêm các đường kết nối giữa các trung tâm

chuyển mạch Liệt kê các đường đi có thể Đường đi được chọn theo độ ưu tiên (tốc độ, chi

phí, thời điểm...)

Page 22: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tìm đường trong Packet switching Phức tạp, rất quan trọng Các đặc tính yêu cầu

Chính xác (correctness) Đơn giản (simplicity) Mạnh mẽ (robustness) Ổn định (stability) Công bằng (fairness) Tối ưu (optimality) Hiệu quả (efficiency)

Page 23: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tiêu chuẩn đo tính hiểu quả Được dùng đánh giá đường đi tốt Số chặng đường (hop) là tối thiểu

Đơn giản Không chính xác

Chi phí (cost) tối thiểu Các yếu tố băng thông, tải hiện tại... được lượng

hóa thành chi phí Phức tạp hơn Chính xác hơn Được dùng chủ yếu hiện nay

Page 24: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Yếu tố quyết định chiến thuật tìm đường

Thời điểm quyết định Mạch ảo hay theo từng gói (packet)

Nơi quyết định Phân tán (Distributed)

Được thực hiện tại từng node Tập trung (Centralized)

Được thực hiện tại một node chuyên biệt Tại nguồn gởi (Source)

Được thực hiện tại node gửi

Page 25: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Yếu tố quyết định chiến thuật tìm đường

Nguồn thông tin về mạng Quyết định tìm đường thông thường (không phải

luôn luôn) được dựa trên các thông tin về mạng Tìm đường phân tán (Distributed routing)

Node sử dụng các thông tin cục bộ Có thể thu thập thông tin từ các node kế cận Có thể thu thập thông tin từ các node trên đường tiềm

năng Tìm đường tập trung (Central routing)

Thu thập thông tin từ tất cả các node

Page 26: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Yếu tố quyết định chiến thuật tìm đường Thời điểm cập nhật thông tin

Khi nào thông tin sẽ được cập nhật Tìm đường cố định: không được cập nhật Tìm đường động (adaptive): cập nhật sau một

khoảng thời gian ấn định trước Thời gian này nên lớn hay nên nhỏ ?

Page 27: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Các chiến thuật tìm đường Fixed routing Flooding routing Random routing Adaptive routing

Page 28: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Fixed Routing Đường đi cố định, không thay đổi Đường đi được xác định dùng giải thuật chi

phí tối thiểu Đường đi có thể thay đổi nếu có sự thay đổi

cấu hình mạng

Page 29: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Fixed routing - Hiện thực

Figure 12.2 Example Packet-Switching Network

8

5

2

223 3

3

3

1

1

1

1

1

7

65

8

2

41

4 5

6

32

CENTRAL ROUTING DIRECTORY

From Node

1 2 3 4 5 6

1 — 1 5 2 4 5

2 2 — 5 2 4 5

3 4 3 — 5 3 5

4 4 4 5 — 4 5

5 4 4 5 5 — 5

To Node

6 4 4 5 5 6 —

Node 1 Directory

Destination Next Node

2 2

3 4

4 4

5 4

6 4

Node 4 Directory

Destination Next Node

1 2

2 2

3 5

5 5

6 5

Node 2 Directory

Destination Next Node

1 1

3 3

4 4

5 4

6 4

Node 5 Directory

Destination Next Node

1 4

2 4

3 3

4 4

6 6

Node 3 Directory

Destination Next Node

1 5

2 5

4 5

5 5

6 5

Node 6 Directory

Destination Next Node

1 5

2 5

3 5

4 5

5 5

Figure 12.3 Fixed Routing (using Figure 12.2)

CENTRAL ROUTING DIRECTORY

From Node

1 2 3 4 5 6

1 — 1 5 2 4 5

2 2 — 5 2 4 5

3 4 3 — 5 3 5

4 4 4 5 — 4 5

5 4 4 5 5 — 5

To Node

6 4 4 5 5 6 —

Node 1 Directory

Destination Next Node

2 2

3 4

4 4

5 4

6 4

Node 4 Directory

Destination Next Node

1 2

2 2

3 5

5 5

6 5

Node 2 Directory

Destination Next Node

1 1

3 3

4 4

5 4

6 4

Node 5 Directory

Destination Next Node

1 4

2 4

3 3

4 4

6 6

Node 3 Directory

Destination Next Node

1 5

2 5

4 5

5 5

6 5

Node 6 Directory

Destination Next Node

1 5

2 5

3 5

4 5

5 5

Figure 12.3 Fixed Routing (using Figure 12.2)

Page 30: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Flooding Routing Không cần thông tin mạng Node gởi các gói tới mọi node kề Các gói nhận được sẽ được truyền trên tất

cả các kết nối ngoại trừ kết nối gói đến Cuối cùng sẽ có một số copy của gói sẽ đến đích

Gói đến đầu tiên là đi trên đường tốt nhất

(a) First hop

Figure 12.4 Flooding Example (hop count = 3)

1

2

4

3

5

6

(b) Second hop

1

2

4

3

5

6

(c) Third hop

1

2

4

3

5

6

(a) First hop

Figure 12.4 Flooding Example (hop count = 3)

1

2

4

3

5

6

(b) Second hop

1

2

4

3

5

6

(c) Third hop

1

2

4

3

5

6

(a) First hop

Figure 12.4 Flooding Example (hop count = 3)

1

2

4

3

5

6

(b) Second hop

1

2

4

3

5

6

(c) Third hop

1

2

4

3

5

6

Page 31: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Làm sao dừng việc phát tán Mỗi gói được đánh số duy nhất

Node có thể ghi nhớ các gói đã đi qua Loại bỏ các node đã đi qua

Gói chứa số chặng đường tối đa Mỗi khi truyền, số chặng đường giảm đi một Dừng phát tán khi số chặng đường bằng 0

Page 32: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tất cả các lộ trình đều được thử Rất mạnh mẽ (robust)

Ít nhất sẽ có một gói đi theo lộ trình với số chặng ít nhất Có thể được dùng để thiết lập đường mạch ảo

Tất cả các node đều nhận được packet Thích hợp trong phát tán thông tin

Đánh giá

Page 33: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tư tưởng: dựa trên Flooding routing Node sẽ chọn một đường liên kết ra để truyền đi

các gói nhận được thay vì gửi ra tất cả các liên kết

Việc chọn lựa có thể là ngẫu nhiên hoặc xoay vòng (round robin)

Có thể chọn đường liên kết ra dựa trên việc tính toán xác suất

Đặc điểm: lộ trình tìm được thông thường không phải là đường có chi phí tối thiểu hoặc số chặng nhỏ nhất

Random Routing

Page 34: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tư tưởng: dựa trên Flooding routing Node sẽ chọn một đường liên kết ra để truyền đi

các gói nhận được thay vì gửi ra tất cả các liên kết

Việc chọn lựa có thể là ngẫu nhiên hoặc xoay vòng (round robin)

Có thể chọn đường liên kết ra dựa trên việc tính toán xác suất

Đặc điểm: lộ trình tìm được thông thường không phải là đường có chi phí tối thiểu hoặc số chặng nhỏ nhất

Random Routing

Page 35: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Adaptive Routing Được sử dụng bởi hầu hết các mạng chuyển

mạch gói Quyết định tìm đường thay đổi khi các điều

kiện trên mạng thay đổi Đường kết nối hoặc node trung gian hư Tình trạng ngẽn mạch thay đổi

Cần biết các thông tin về mạng Quyết định tìm đường phức tạp Tradeoff giữa chất lượng của thông tin mạng

và chi phí để truyền thông tin này

Page 36: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Nhận xét Ưu điểm

Hiệu suất được cải thiện Trợ giúp điều khiển nghẽn mạng

Hạn chế Quyết định tìm đường phức tạp Tăng tải

Page 37: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Adaptive Routing – Phân loại Dựa trên nguồn thông tin về mạng

Cục bộ (isolated) Các node kề (distributed) Tất cả các node (centralized)

Page 38: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Isolated Adaptive Routing Mỗi node trong mạng tự cập nhật bảng tìm đường của mình dựa vào các thông tin về mạng mà node đó học hỏi được

Không trao đổi thông tin tìm đường với các node khác

Một trong những phương pháp đơn giản nhất của tìm đường động

Ít dùng (không dùng thông tin có sẵn) Phù hợp với các mạng có kích thước nhỏ và

hoạt động tương đối ổn định

Page 39: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Distributed adaptive Routing Thông tin về tình trạng hiện hành của mạng

sẽ được định kỳ trao đổi, cập nhật giữa các node

Sau đó thông tin này sẽ được phân bố về lại các node trong mạng hay một số node trong mạng làm nhiệm vụ tìm đường

Các node này cập nhật lại bảng routing Phương pháp này đáp ứng được với những

thay đổi trạng thái của mạng, nhưng đồng thời cũng làm tăng lưu lượng thông tin trong mạng

Page 40: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Centralized adaptive routing Thông tin về tình trạng hiện hành của mạng

sẽ được định kỳ trao đổi, cập nhật giữa các node trong toàn mạng.

Sau đó thông tin này sẽ được tập trung về một máy chủ trong mạng làm nhiệm vụ routing

Đáp ứng được với những thay đổi tức thời trong mạng

Nhược điểm là thông tin routing trong toàn mạng tập trung về một máy nên khi máy này không hoạt động thì toàn mạng sẽ không hoạt động được

Page 41: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Bài toán tìm đường đi ngắn nhất Cho một đồ thị có trọng số Tìm đường đi ngắn nhất từ một node đến

các node khác

Page 42: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Dijkstra Input

Đồ thị G(V, E) trong đó V là tập đỉnh, E là tập cạnh có trọng số không âm

Đỉnh nguồn S: S ∈ V Output

Đường đi ngắn nhất từ đỉnh nguồn S đến tất cả các đỉnh còn lại

Page 43: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Dijkstra Ký hiệu

Di : đường đi ngắn nhất từ node nguồn S đến node i tại bước chạy hiện hành của giải thuật

M: tập các đỉnh đã xét tại bước chạy hiện hành của giải thuật

dij : trọng số trên cạnh nối từ node i đến node j dij = 0 nếu i trùng j dij = Eij nếu i khác j

Page 44: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Dijkstra Bước 1: khởi động

M = {S} Di = dSI

Bước 2: cập nhật đường đi ngắn nhất Chọn đỉnh N ∈ V sao cho: DN = min {Di} ∀i ∈ V

\M M = M ∪ {N} Dj = min {Dj, DN + dNj } ∀j ∈ V\M

Bước 3: lặp lại bước 2 cho đến khi M=V Kết quả Di sẽ là đường đi ngắn nhất từ node

nguồn S đến node i

Page 45: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Dijkstra Tìm đường đi ngắn nhất từ node nguồn 1 đến tất cả các node còn lại

1

2

4

3

5

6

1

1

2

1

3

2

2

3

5

5

Page 46: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Dijkstra

Page 47: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Bellman - Ford Input

Đồ thị G(V, E) trong đó V là tập đỉnh, E là tập cạnh có trọng số

Đỉnh nguồn S: S ∈ V

Output Đồ thị có chu trình âm → không tồn tại đường đi

ngắn nhất Đường đi ngắn nhất từ đỉnh nguồn S đến tất cả

các đỉnh còn lại

Page 48: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Bellman - Ford Ký hiệu

D(h)i : đường đi ngắn nhất từ node nguồn S đến node i có tối đa h đoạn (link).

dij: trọng số trên cạnh nối từ node i đến node j dij = 0 nếu i trùng j dij = Eij nếu i khác j

Page 49: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Bellman – Ford Bước 1: khởi động

D(1)N = dSN, ∀N ∈ V\{S}

Bước 2: cập nhật đường đi ngắn nhất D(h+1)N = min {D(h)j + djN} ∀j ∈ V\{S}

Bước 3: lặp lại bước 2 cho đến khi không có đường đi mới nào ngắn hơn được tìm thấy thì dừng

Kết quả D(h)N sẽ là đường đi ngắn nhất từ node nguồn S đến node N

Page 50: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Bellman – Ford Tìm đường đi ngắn nhất từ node nguồn 1 đến tất cả các node còn lại

1

2

4

3

5

6

1

1

2

1

3

2

2

3

5

5

Page 51: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Giải thuật Bellman – Ford

Page 52: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Bài tập Tìm đường ngắn nhất từ node 1 đến các

node còn lại Theo giải thuật Dijkstra Theo giải thuật Bellman – Ford

1 2

3 4

5

6

7

1 3

4

21

1

2

3

35

43

Page 53: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Bài tập Tìm đường ngắn nhất từ node 1 đến các

node còn lại Theo giải thuật Dijkstra Theo giải thuật Bellman – Ford

E

G

H

D

K J

F

C

BA1 1

1

11

1

1

1

2

3

1

4

5

Page 54: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Đánh giá Phụ thuộc vào thời gian xử lý của các giải

thuật Phụ thuộc vào lượng thông tin yêu cầu từ

các node khác Phụ thuộc vào việc hiện thực Cùng hội tụ về một lời giải dưới điều kiện

topology tĩnh và chi phí không thay đổi Nếu chi phí liên kết thay đổi, các giải thuật sẽ

tính lại để theo kịp sự thay đổi

Page 55: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Tìm đường trong ARPANET (tự đọc) Thế hệ đầu tiên

1969 Distributed adaptive Dùng thời gian trễ ước tính làm tiêu chuẩn đánh

giá hiệu quả Dùng giải thuật tìm đường Bellman-Ford Các node trao đổi thông tin (các vector thời gian

trễ) với các node kề Cập nhật bảng tìm đường dựa trên thông tin đến Không quan tâm đến tốc độ đường truyền, chỉ

quan tâm chiều dài hàng đợi tại các node Chiều dài hàng đợi không phải là cách đo chính

xác của thời gian trễ Đáp ứng chậm với nghẽn mạch

Page 56: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

ARPANET – Tìm đường Thế hệ thứ 2

1979 Dùng thời gian trễ làm tiêu chuẩn đánh giá hiệu

quả Thời gian trễ được đo trực tiếp Dùng giải thuật tìm đường Dijkstra Thích hợp cho mạng có tải trung bình hoặc nhẹ Khi mạng tải nặng, có ít tương quan giữa thời

gian trễ đo được và thời gian trễ gặp phải

Page 57: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

ARPANET – Tìm đường Thế hệ thứ 3

1987 Việc tính toán chi phí của liên kết đã được thay đổi

Thời gian trễ trung bình được đo trong 10 giây cuối

Bình thường hóa dựa trên giá trị hiện tại và kết quả trước đó

Page 58: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Nội dung Giới thiệu mạng chuyển mạch gói Tìm đường X.25

Page 59: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

1976, CCITT Giao tiếp giữa trạm và mạng chuyển mạch

gói Phổ biến trong các mạng chuyển mạch gói

và chuyển mạch gói của mạng ISDN Định nghĩa 3 lớp

Vật lý Liên kết Gói

Mạng truyền số liệu X.25

Page 60: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Lớp vật lý Giao tiếp giữa trạm và liên kết kết nối trạm

với node mạng DTE: thiết bị của người dùng DCE: node mạng Dùng đặc tả lớp vật lý X.21 (đôi khi thay thế

bằng EIA-232) Truyền dữ liệu tin cậy thông qua liên kết vật

lý Cung cấp tuần tự của các frame

Page 61: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Lớp liên kết Link Access Protocol Balanced (LAPB)

Tập con của nghi thức HDLC Xem thêm tài liệu

Page 62: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Lớp gói (packet) External virtual circuits Kết nối luận lý (virtual circuits) giữa các thuê

bao

Page 63: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Dịch vụ mạch ảo Cho phép kết nối luận lý

giữa hai trạm Mạch ảo bên ngoài

Xác định đường đi thông qua mạng Mạch ảo bên trong

Thường có mối quan hệ 1-1 giữa mạch ảo bên ngoài và mạch ảo bên trong

Có thể sử dụng X25 với mạng kiểu datagram

Mạch ảo bên ngoài yêu cầu kênh luận lý riêng

Page 64: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Các dịch vụ mạch ảo Virtual Call (SVC – Switched Virtual Circuit)

Virtual circuit được tạo động cho mỗi giao dịch Permanent virtual circuit

Virtual circuit được gán trước cố định Không cần thiết lập và xóa kết nối

Fast Select call Dùng để truyền thông báo/lệnh nhỏ (<128 octet) trong

quá trình thiết lập/xóa kết nối

Page 65: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Định dạng gói

Page 66: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Gói dữ liệu Số VC (12 bits)

4 bit logical group number + 8 bit logical channel number. Thông thường 2 trường này được xem như một Dùng để chỉ thị loại kết nối hoặc kênh giữa các

DTE Các loại kết nối khác nhau cho phép nhiều phiên

giao dịch giữa cùng một cặp DTE Có thể lên đến 4095 kênh luận lý trên cùng một đường giao tiếp vật lý

Page 67: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X25- Gói dữ liệu Q bit (Qualifier bit)

Không được định nghĩa trong chuẩn Thường phân biệt các gói chứa dữ liệu (Q=0) và các gói

chứa thông tin điều khiển (Q=1) D bit

Bằng 0 khi gói này là một phần của gói bị phân mảnh Cũng được dùng để điều khiển dòng

Khi D=0, điều khiển dòng được thực hiện cục bộ (giữa DTE và cục bộ DCE)

Khi D=1, điều khiển dòng được thực hiện giữa DTE và DTE ở xa

M bit (More bit) Gói dữ liệu lớn được phân thành nhiều gói

Ngoại trừ gói cuối cùng, các gói sẽ có bit M bằng 1

P(R) – chỉ số nhận tuần tự P(S) – chỉ số gởi tuần tự

Page 68: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Gói điều khiển 6 nhóm:

Thiết lập kết nối Điều khiển dòng Giám sát Xác nhận Chuẩn đoán Ngắt quãng

Page 69: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Gói điều khiển Gói thiết lập kết nối

4 loại: Call Request, Incoming Call, Call Accepted, và Call Connected

Được dùng trong giai đoạn thiết lập mạch ảo Gói điều khiển dòng

3 loại: Receive Ready (RR), Receive Not Ready (RNR), và Reject (REJ)

Được dùng trong giai đoạn truyền dữ liệu (các gói đều chứa P(R))

Page 70: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Gói điều khiển Gói giám sát

Bao gồm: Restart Request/Indication, Clear Request/Indication, Reset Request/Indication

Restart Request được dùng trong tình huống xấu (host crash) để xóa VC do DTE này đang giữ

Clear Request dùng để xóa VC (được chỉ ra trong VC number)

Reset Request được dùng để reset chỉ số nhận/gởi tuần tự về 0 trong chế độ truyền dữ liệu

Page 71: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Gói điều khiển Gói xác nhận

Dùng để xác nhận các yêu cầu trước đó (cho Restart, Clear, Reset, và Interrupt)

Gói chuẩn đoán Do mạng tạo ra cho mục đích chuẩn đoán lỗi

Gói ngắt quãng Được truyền trong quá trình truyền dữ liệu, và

không chứa chỉ số gởi/nhận tuần tự. Các gói ngắt quãng được truyền tới DTE đích với độ ưu tiên cao hơn các gói dữ liệu

Page 72: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Set và Reset Reset

Khởi tạo lại virtual circuit Số tuần tự được đặt bằng 0 Các gói đang quá cảnh bị mất

Tùy vào các protocol cấp cao để khôi phục lại các gói bị mất

Kích hoạt bởi việc mất các gói, sai số tuần tự, nghẽn mạch, mất internal virtual circuit

Restart Tương đương với yêu cầu xóa tất cả các virtual

circuit E.g. mất tạm thời việc truy cập mạng

Page 73: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Thủ tục thiết lập kết nối DTEa ⇔ DCEa ⇔ PSN ⇔ DCEb ⇔ DTEb (DTEa

muốn kết nối với DTEb) DTEa nhận một virtual circuit number (VCN) DTEa gởi gói call-request cho DTEb (chứa VCN, địa chỉ

DTEa, địa chỉ DTEb) DCEa tìm đường đi băng qua mạng PSN cho gói này đến DCEb

DCEb nhận một VCN mới và gởi gói incoming-call đến DTEb (gói chứa VCN mới và các thông tin địa chỉ nguồn/đích)

DTEb chấp nhận kết nối bằng cách gởi gói call-accepted qua DCEb để đến DCEa

DCEa nhận được gói call-accepted và gởi gói call-connected tới DTEa

Sau quá trình này, DTEa và DTEb có thể gởi các gói dữ liệu qua lại

Page 74: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 – Thủ tục giải phóng kết nối DTEa ⇔ DCEa ⇔ PSN ⇔ DCEb ⇔ DTEb

(DTEa muốn xóa kết nối với DTEb) DTEa gởi gói clear-request tới DCEa DCEa gởi gói clear-indication tới DTEb (thông

qua DCEb) DTEb gởi clear-indication tới DTEa (thông qua

các DCEb và DCEa)

Page 75: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

Virtual Call

Page 76: Chuong06 Mang Chuyen Mach Goi

Bộ môn Kỹ thuật máy tínhKhoa Khoa

X.25 Điều khiển dòng và điều khiển sai

HDLC (chương 5) Chuỗi các gói

Chuỗi đầy đủ các gói Cho phép khối dữ liệu lớn được truyền qua mạng

với kích thước gói nhỏ hơn mà không mất tính toàn vẹn của khối

2 loại gói Các gói A

M bit 1, D bit 0 Chiều dài gói tối đa

Các gói B Phần còn lại