1
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

ĐỖ VĂN LONG

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LUỒNG DỰA
TRÊN TỐC ĐỘ VÀO – PHÂN LUỒNG MAX - MIN VÀ KHẢ
NĂNG ỨNG DỤNG VÀO MẠNG ĐA DỊCH VỤ NGN
Chuyên ngành: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH
Mã số: 60.48.15
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2013
2 Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ NGỌC PHÀN Phản biện 1: ………………………………………………

Phản biện 2: ………………………………………………

mạng đa dịch vụ, với những đặc điểm như yêu cầu truyền
4
dữ liệu tốc độ cao, khả năng chia sẻ và dùng chung nguồn
tài nguyên có hạn của mạng có thể là nguyên nhân gây tắc
nghẽn mạng. Do vậy cần phải đặc biệt quan tâm đến vần
đề kiểm soát, điều khiển luồng mạng để xây dựng mô hình
quản lý, điều khiển luồng một cách hợp lý nhằm khai thác
có hiệu quả khả năng và tài nguyên của mạng nhưng vẫn
đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Mặt khác cũng phải thấy rằng việc truyền thông tin
nói chung cũng như dữ liệu nói riêng trong mạng phụ
thuộc vào rất nhiều yếu tố như khả năng và chiến lược cấp
phát tài nguyên của mạng (đường truyền, dung lượng bộ
nhớ đệm tại các nút mạng…). Thực tế thường thấy rằng
tài nguyên của mạng là có hạn và do vậy nếu không có các
biện pháp để kiểm soát và điều khiển luồng dữ liệu sẽ dẫn
đến làm giảm khả năng phục vụ của mạng làm cho mạng
luôn quá tải không đáp ứng được chất lượng dịch vụ yêu
cầu. Với đề tài "Nghiên cứu các phương pháp phân luồng
dựa trên tốc độ vào - phân luồng max-min và khả năng
ứng dụng vào mạng đa dịch vụ NGN", luận văn này muốn
đi sâu tìm hiểu những giải pháp làm sao vừa khai thác tối
đa tài nguyên mạng vừa đảm bảo thỏa mãn những yêu cầu
5
QoS của người sử dụng.
Nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3
chương sau:
Chương I: Tổng quan về mạng đa dịch vụ và điều
khiển phân luồng.
Chương II: Các phương pháp điều khiển phân

trao đổi thông tin liên lạc, trong đó thông tin số liệu là một
phần rất quan trọng.
1.1.1.1. Chức năng mạng viễn thông
1.1.1.2. Các thành phần trong mạng viễn thông
1.1.2. Khái niệm mạng đa dịch vụ
Hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều
nhược điểm.
7
Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn
thông hiện nay, các nhà khai thác nhận thấy rằng “sự hội
tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy ra.
Họ cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi
dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp - băng rộng, cơ bản - đa
phương tiện,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí
bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của
mạng hiện nay và từ đó một mạng tích hợp được các yêu
cầu trên được ra đời và gọi là mạng đa dịch vụ.
1.2. Yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS)
Chất lượng dịch vụ (QoS) là một thuật ngữ được sử
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hiểu một
cách đơn giản QoS là các cơ chế, công cụ đảm bảo cho
các mức dịch vụ khác nhau thỏa mãn các tiêu chuẩn về
băng thông và thời gian trễ cần thiết cho một ứng dụng
đặc biệt nào đó.
8
1.2.1. Các thông số QoS
1.2.1.1. Băng thông
1.2.1.2. Độ trễ
1.2.1.3. Nghẽn
1.2.1.4. Jitter (Biến động trễ)

 Sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm thay thế
các thiết bị tổng đài chuyển mạch phần cứng
cồng kềnh.
 Nhiều mạng thông minh được phân bố trên toàn
mạng.
 Dễ dàng sử dụng.
 Quản lý và chế tạo các dịch vụ cá nhân
10
 Quản lý thông tin thông minh
1.3.3. Kiến trúc dịch vụ của mạng thế hệ mới
Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên
tắc cơ bản sau:
 Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ
viễn thông phong phú, đa dạng, đa dịch vụ, đa
phương tiện.
 Mạng có cấu trúc đơn giản.
 Nâng cao hiệu quả sử dụng chất lượng mạng
lưới và giảm thiểu chi phí khai thác và bảo
dưỡng.
 Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển các
dịch vụ mới.
 Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao của mạng.
1.3.4. Dịch vụ trong mạng NGN
Mạng thế hệ mới NGN là bước kế tiếp của thế giới
viễn thông, có thể được hiểu là mạng dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói, khả năng điều khiển thông minh dịch vụ
hoặc cuộc gọi. Khả năng điều khiển thông minh này
thường hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ trên mạng truyền
thông.
11

1.4.2.2. Hop-by-Hop
Trong cơ chế điều khiển luồng hop-by-hop, việc
điều khiển luồng được thực hiện giữa hai nút mạng kế tiếp
trên đường truyền. Mỗi nút mạng có các cửa sổ độc lập
dùng cho các kênh làm việc khác nhau (kênh ảo).
1.4.2.3. Phương pháp Isarithmic
Phương pháp điều khiển luồng Isarithmic được
xem như một phiên bản của điều khiển luồng bằng cửa sổ
do đó có một cửa sổ chung duy nhất cho toàn mạng.
1.4.3. Phương pháp điều khiển luồng dựa trên tốc độ
vào
Tôi sẽ phân tích kỹ phương pháp này trong chương
II.
13
1.5. Tổng kết chương
Vấn đề quan tâm nhiều trong hoạt động của mạng
viễn thông là hiệu suất khai thác, hiệu quả kinh tế và sự
cạnh tranh. Các dịch vụ mạng ngày càng phát triển rất
nhanh chóng với những yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS)
ngày càng cao, do đó việc xây dựng mô hình NGN là hợp
với nhu cầu của thời đại. NGN là mạng thế hệ mới. Vì vậy
khi xây dựng và phát triển theo hướng NGN ngoài vấn đề
kết nối NGN với mạng hiện hành thì chúng ta cần chú
trọng trong việc điều khiển phân luồng để tận dụng các
thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu
quả khai thác tối đa.
Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
LUỒNG DỰA TRÊN TỐC ĐỘ VÀO – ĐIỀU KHIỂN
PHÂN LUỒNG MAX-MIN
2.1. Tổng quan về phương pháp điều khiển luồng dựa

Tính công bằng về mặt bộ đệm là khả năng đảm
bảo việc sử dụng bộ đệm của các người dùng, các ứng
dụng hay kết nối là công bằng.
2.3. Các phương pháp điều khiển luồng dựa trên điều
chỉnh tốc độ vào
2.3.1. Kết hợp định tuyến tối ưu và điều khiển luồng
Chúng ta sẽ xem xét khả năng kết hợp định tuyến
và điều khiển luồng end-to-end trong mạng subnet bởi
việc điều chỉnh thích nghi cả định tuyến biến thiên và các
tốc độ vào môi trường nguồn đích (OD). Trường hợp đặc
biệt xảy ra khi định tuyến cố định và chỉ có tốc độ vào
thay đổi - một vấn đề của điều khiển luồng thuần tuý.
2.3.2. Các tốc độ vào trong môi trường động
Phương pháp này dựa vào một số thuật toán điều
khiển luồng để xác định tốc độ r và khoảng thời gian bộ
đệm được khôi phục lại sau khi nhận vào một gói, trong
16
khi đó điều khiển luồng thông thường, khoảng thời gian
này được xác định bởi điều kiện lưu lượng hiện thời dọc
theo đường dẫn của phiên.
2.4. Điều khiển luồng Max-min
Việc sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả nhất có thể
trong khi vẫn có thể đảm bảo được tính công bằng cho các
kết nối được thực hiện bởi cơ chế điều khiển luồng cực đại
– cực tiểu (max–min flow control). Cơ chế này được xây
dựng trên mô hình công bằng cực đại – cực tiểu (max-min
fairness).
2.4.1. Nguyên tắc của điều khiển phân luồng max-min
Ở đây chúng ta có thể hiểu một cách đơn giản rằng:
người có đòi hỏi ít nhất về tài nguyên luôn luôn được đáp

18
max-min được sử dụng nhiều hơn các thuật toán khác do
nó đảm bảo hội tụ đến tính hiệu quả và bình đẳng trong
mạng.
Chương III: ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN ĐIỀU
KHIỂN PHÂN LUỒNG MAX-MIN VÀO MẠNG
NGN
3.1. Điều khiển phân luồng trên mạng NGN
Xu hướng phát triển là tiến tới hội tụ về mạng và
hội tụ về dịch vụ. Tài nguyên của mạng thì có giới hạn
trong khi nhu cầu truyền thông tin ngày càng tăng. Chính
vì vậy hiện tượng tắc nghẽn mạng là khó tránh khỏi.
Để giải quyết vấn đề này có hai hướng giải quyết
tổng quát nhất, đó là:
 Tăng tài nguyên của mạng
 Điều khiển phân luồng để chống tắc nghẽn
mạng.
3.1.1. Vì sao phải điều khiển phân luồng trong mạng
NGN
Các mạng riêng lẻ được kết nối với nhau thông qua
các bộ định tuyến hay các cổng (MG), tại đây các gói tin
đến sẽ được lưu giữ (store) trong bộ đệm và chuyển tiếp
19
(forward) theo một trong các đường kết nối đầu ra. Tốc độ
của các gói tin đầu ra bị giới hạn bởi băng thông
(bandwidth) của các đường kết nối, thường nhỏ hơn băng
thông của các đường đến do phải phân chia cho nhiều
luồng, và sẽ dẫn tới tình trạng nghẽn mạng NGN
3.1.2. Nguyên nhân xảy ra tắc nghẽn trong môi trường
mạng NGN

Điều khiển theo tốc độ
Điều khiển theo kích thước cửa sổ
3.1.4. Các tiêu chí đánh giá phương pháp điều khiển
chống tắc nghẽn
Những tiêu chí cơ bản nhất dùng cho phân tích, đánh giá
các phương pháp điều khiển chống tắc nghẽn bao gồm:
21
3.1.4.1. Tính hiệu quả (Efficient)
3.1.4.2. Tính bình đẳng (Fairness)
3.1.4.3. Tính hội tụ (Convergence)
3.1.4.4. Thời gian đáp ứng nhanh (Small response time)
3.1.4.5. Độ mịn trong điều khiển (Smoothness)
3.1.4.6. Tính phân tán (Distributedness)
3.2. Kết quả mô phỏng điều khiển luồng theo nguyên lý
max-min
3.2.1. Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển luồng
max–min
22

Hình 3.4. Lưu đồ thuật toán điều khiển luồng max –
min
Begin
Tính
k
a
n

Tính
k
r


23
3.2.2. Xây dựng chương trình đề mô.
3.2.2.1. Tính toán mô phỏng một mạng được điều khiển
luồng Max – min
3.3. Tổng kết chương
Trong chương này, Tôi đã ứng dụng được phương
pháp phân luồng max-min vào trong mạng đa dịch vụ
NGN cho thấy thuật toán max-min sử hiệu quả như nào
cho mạng NGN.Từ đó Tôi mô phỏng phân luồng đó và
đưa ra được đánh giá của việc phân luồng, ưu điểm về tính
bình đẳng và hiệu quả trong khi sự mất gói là rất hiếm.
III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Phân luồng trên mạng là một vấn đề khó và rộng,
đòi hỏi các kiến thức liên quan như các dịch vụ, lưu
lượng, đường truyền Đây là một lĩnh vực đang rất được
quan tâm nhằm tìm ra giải pháp tối ưu trong việc sử dụng
hiệu quả các dịch vụ cũng như tài nguyên mạng, đặc biệt
quan trọng khi ứng dụng trong quy hoạch, thiết kế, điều
hành và quản lý mạng.
Luận văn mới chỉ tập trung vào việc tìm hiểu và
trình bày về vấn đề phân luồng dựa trên tốc độ vào và đi
sâu phân tích thuật toán phân luồng max-min, ứng dụng
24
vào mạng đa dịch vụ NGN. Mặc dù nội dung luận văn
chưa có những nghiên cứu ứng dụng thực tế, nhưng các
kiến thức được tổng hợp và phân tích trong luận văn có
thể làm tiền đề cho các kết quả nghiên cứu sâu hơn về mở
rộng và phát triển các dịch vụ mạng có yêu cầu về vấn đề
phân luồng.