Định tuyến tô-pô mạng liên kết hiệu năng cao: Luận án Tiến sĩ Công nghệ thông tin và công cụ đánh giá

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung trong luận án “Nghiên cứu một số giải pháp

định tuyến trong tô-pô mạng liên kết hiệu năng cao và công cụ đánh giá” là công trình

nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của tập thể hướng dẫn.

Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được

tác giả khác công bố trong bất kỳ công trình nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã

được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo quy định.

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021

TẬP THỂ HƯỚNG DẪN

NGHIÊN CỨU SINH

PGS.TS NGUYỄN KHANH VĂN

TS. PHẠM ĐĂNG HẢI

KIỀU THÀNH CHUNG

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phòng

Đào tạo, Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông, các thầy cô cùng các bạn, các thành

viên trong Sedic-Lab, đã tạo điều kiện thuận lợi và đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp

tôi hoàn thành bản luận án này.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến hai Thầy hướng

dẫn khoa học, PGS.TS. Nguyễn Khanh Văn và TS. Phạm Đăng Hải đã hết lòng hướng

dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận

án. Đồng thời, tôi xin cảm ơn PGS.TS Michihiro Koibuchi, TS. Ikki Fujiwara, TS.

Trương Thảo Nguyên, National Institute of Informatics – Nhật Bản đã tạo điều kiện và

giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu.

Tôi xin cảm ơn gia đình và người thân đã luôn bên tôi, ủng hộ và động viên tôi

trong suốt quá trình nghiên cứu.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021

Nghiên cứu sinh

Kiều Thành Chung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... 1

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ 2

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................... 5

DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................. 6

DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................. 7

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 14

1.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................. 15

1.1.1. Tô-pô mạng (Network topology) ................................................................. 15

1.1.2. Giới thiệu giải thuật định tuyến ................................................................... 19

1.1.3. Hiệu năng mạng liên kết .............................................................................. 24

1.1.4. Mô phỏng đánh giá hiệu năng mạng ............................................................ 29

1.2. Giới thiệu bài toán và các nghiên cứu liên quan ............................................ 30

1.2.1. Bài toán nghiên cứu ...................................................................................... 30

1.2.2. Tình hình nghiên cứu .................................................................................... 36

1.2.3. Các nghiên cứu liên quan ............................................................................. 38

1.3. Tóm tắt chương 1 .............................................................................................. 45

CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN RÚT GỌN CHO MÔ HÌNH MẠNG NGẪU NHIÊN

....................................................................................................................................... 46

2.1. Tô-pô mạng ngẫu nhiên và thuật toán định tuyến rút gọn ........................... 46

2.1.1. Tô-pô mạng ngẫu nhiên ................................................................................ 46

2.1.2. Cơ chế định tuyến phân tán tra bảng ............................................................ 48

2.1.3. Thuật toán định tuyến rút gọn TZ [29] ......................................................... 48

2.2. Định tuyến khai thác các cầu nối giữa các vùng (CORRA) .......................... 50

2.2.1. Ý tưởng xây dựng thuật toán định tuyến CORRA ....................................... 50

2.2.2. Xây dựng bảng định tuyến ............................................................................ 52

2.2.3. Kỹ thuật địa chỉ hóa ...................................................................................... 54

2.2.4. Đánh giá lý thuyết ......................................................................................... 57

2.2.5. Đánh giá thực nghiệm ................................................................................... 59

2.2.6. Kết luận và hướng phát triển ........................................................................ 64

2.3. Định tuyến khai thác các nút đại diện và cơ chế tuyển chọn nút đại diện ... 64

2.3.1. Xây dựng phương thức lựa chọn nút đại diện dựa trên vị trí ....................... 66

2.3.2. Đánh giá thực nghiệm ................................................................................... 70

2.3.3. Kết luận và hướng phát triển ........................................................................ 74

2.4. Xây dựng cơ chế tuyển chọn nút đại diện ....................................................... 74

2.4.1. Tuyển chọn nút đại diện ............................................................................... 74

2.4.2. Cơ chế tuyển chọn các nút đại diện .............................................................. 75

2.4.3. Thực nghiệm đánh giá cơ chế tuyển chọn nút đại diện ................................ 80

2.4.4. Kết luận và hướng phát triển của cơ chế tuyển chọn nút đại diện ................ 83

2.5. Tóm tắt Chương 2. ............................................................................................ 83

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG CỤ HỖ TRỢ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG

LIÊN KẾT .................................................................................................................... 84

3.1. Kiến trúc tổng quan của công cụ mô phỏng SSiNET .................................... 85

3.1.1. Ý tưởng cơ bản của SSiNET ........................................................................ 85

3.1.2. Kiến trúc mô-đun chức năng và giao diện .................................................... 87

3.1.3. Thiết kế chi tiết kỹ thuật ............................................................................... 90

3.1.4. Thiết kế chi tiết các gói của công cụ phần mềm ........................................... 93

3.1.5. Xây dựng cơ chế kỹ thuật ............................................................................. 97

3.2. Đánh giá thực nghiệm ..................................................................................... 100

3.2.1. Đánh giá kích thước bảng định tuyến ......................................................... 100

3.2.2. Đánh giá độ trễ truyền tin ........................................................................... 101

3.2.3. Đánh giá thời gian thực thi ......................................................................... 102

3.2.4. So sánh kết quả đánh giá giữa SSiNET và Omnet++ ................................. 102

3.2.5. Đánh giá thông lượng và thông lượng cực đại ........................................... 103

3.2.6. Đánh giá theo phương pháp xấp xỉ ............................................................. 105

3.3. Ứng dụng công cụ SSiNET trong việc xây dựng mô hình tô-pô lai cho các DC

cỡ vừa, tiết kiệm chi phí và đáp ứng không gian mở .......................................... 106

3.3.1. Kiến trúc Bus-RSN ..................................................................................... 107

3.3.2. Giải pháp định tuyến ................................................................................... 111

3.3.3. Đánh giá bằng thực nghiệm ........................................................................ 112

3.3.4. Kết luận giải pháp ....................................................................................... 120

3.4. Tóm tắt chương 3 ............................................................................................ 120

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU .............................................................. 122

4.1. Kết luận ............................................................................................................ 122

4.2. Hướng phát triển nghiên cứu ......................................................................... 123

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ......................... 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 125

PHỤ LỤC ................................................................................................................... 130

1. Định tuyến phân cấp đối với mạng ngẫu nhiên chuẩn tắc ............................. 130

1.1. HR-SW: Định tuyến phân cấp trên mô hình đồ thị thế giới nhỏ ................... 130

1.2. Kỹ thuật địa chỉ trong định tuyến phân cấp ................................................... 131

1.3. Thực thi định tuyến HR-SW .......................................................................... 132

1.4. Đánh giá hiệu năng mạng .............................................................................. 133

1.5. Kết luận .......................................................................................................... 136

2. Các thuật toán trong định tuyến khai thác cầu nối ........................................ 136

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Kí hiệu

Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

ARPL

Average Routing Path Length

Trung bình chiều dài đường định

tuyến

CORRA

Compact Routing for RAndom

inter-connection topologies

Định tuyến rút gọn dựa trên các

liên kết ngẫu nhiên như là các cầu

nối giữa các vùng nút mạng ở xa

nhau

Data Center

Trung tâm dữ liệu

DES

Discrete Event Simulation

Mô phỏng các sự kiện rời rạc

DOR

Dimension-Order Routing

Định tuyến ưu tiên theo chiều

GLCR

Geographic Landmark-based

Compact Routing

Định tuyến rút gọn dựa trên các

nút đại diện cho mỗi vùng nút

mạng

HPC

High-performance Computing

Tính toán hiệu năng cao

ICT

Informatiom Communication

Technology

Công nghệ Thông tin và Truyền

thông

MRPL

Maximum Routing Path Length

Chiều dài đường định tuyến lớn

nhất (đường kính mạng)

NSC

Network Structure and

Configuration

Cấu hình và cấu trúc mạng

RSN

Random Shortcut Network

Mạng ngẫu nhiên

RTS

Routing Table Size

Kích thước bảng định tuyến

SPR

Shortest Path Routing

Định tuyến đường ngắn nhất

TOP500

https://www.top500.org/

Tổ chức đánh giá xếp hạng hệ

thống mạng máy tính hiện nay.

Luận án Tiến sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu một số giải pháp định tuyến trong tô-pô mạng liên kết hiệu năng cao và công cụ đánh giá

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi