Nghiên cứu cơ chế truyền lại chùm có điều khiển trên mạng TCP/OBS

Bài viết này sẽ trình bày một hướng tiếp cận điều khiển truyền lại sao cho hạn chế việc thu hẹp cửa sổ TCP. Các kết quả phân tích và mô phỏng sẽ chỉ ra rằng giải pháp điều khiển truyền lại được đề xuất đã cải tiến đáng kể thông lượng được truyền vào mạng lõi và do đó nâng cao được hiệu quả sử dụng băng thông mạng OBS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu cơ chế truyền lại chùm có điều khiển trên mạng TCP/OBSKỷ yếu Hội nghị KHCN Quốc gia lần thứ XII về Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR); Huế, ngày 07-08/6/2019DOI: 10.15625/vap.2019.00043 NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TRUYỀN LẠI CHÙM CÓ ĐIỀU KHIỂN TRÊN MẠNG TCP/OBS Dương Phước Đạt 1, Lê Mạnh Thạnh 2, Võ Viết Minh Nhật 3 1 Khoa Du lịch - Đại học Huế 2 Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế 3 Đại học Huế dpdat@hueuni.edu.vn, lmthanh@hueuni.edu.vn, vvmnhat@hueuni.edu.vnTÓM TẮT: Chuyển mạch chùm quang (OBS) là công nghệ truyền thông đường trục cho mạng Internet thế hệ mới, mà trên đó cácluồng TCP được truyền với tốc độ cao. Tuy nhiên, do tác động của việc thu hẹp cửa sổ TCP khi có mất mát dữ liệu xảy ra, thể hiệndưới dạng độ trễ phản hồi lớn, lượng dữ liệu được truyền vào mạng OBS sẽ bị hạn chế mà điều này làm giảm hiệu quả sử dụngbăng thông của các đường trục quang OBS. Đã có một số mô hình điều khiển được đề xuất ở tầng mạng OBS sao cho cửa sổ TCP ítbị thu hẹp, nhằm tăng hiệu quả sử dụng băng thông của các sợi quang. Bài báo này sẽ trình bày một hướng tiếp cập điều khiểntruyền lại sao cho hạn chế việc thu hẹp cửa sổ TCP. Các kết quả phân tích và mô phỏng sẽ chỉ ra rằng giải pháp điều khiển truyềnlại được đề xuất đã cải tiến đáng kể thông lượng được truyền vào mạng lõi và do đó nâng cao được hiệu quả sử dụng băng thôngmạng OBS.Từ khóa: Mạng chuyển mạch chùm quang, truyền lại, phục hồi mất mát, hiệu quả sử dụng băng thông, TCP-OBS. I. GIỚI THIỆU Chuyển mạch chùm quang (Optical Burst Switching - OBS) [1][2][3] đã được xem là một mô hình truyền tải dữliệu hứa hẹn nhất và có khả năng triển khai thực tế so với các mô hình chuyển mạch gói quang đã được đề xuất khác.Với tốc độ truyền tải cao, băng thông lớn và khả năng sử dụng tối đa các nguồn tài nguyên trong hệ thống, OBS đanglà một công nghệ rất triển vọng trong việc triển khai mạng quang thế hệ tiếp theo. Ở tầng trên, các lưu lượng lưu thôngtrên mạng Internet đều sử dụng giao thức TCP (Transport Control Protocol), đó chính là giao thức truyền tải đáng tincậy do có khả năng tự điều chỉnh tốc độ truyền tải thông qua những cơ chế kiểm soát tắc nghẽn của mình và thực hiệntruyền tải lại các gói tin TCP bị mất một cách nhanh chóng. Vì vậy hiệu năng của mô hình mạng tích hợp TCP/OBS(TCP over OBS) thu hút khá nhiều sự quan tâm nghiên cứu. Do những đặc trưng truyền tải riêng biệt chỉ có trong mạng OBS (như là độ trễ tập hợp chùm, độ trễ của cơ chếbáo hiệu,…), điều này đã làm ảnh hưởng không nhỏ tới hiệu năng tổng thể của các luồng TCP truyền vào mạng lõiOBS, làm giảm thông lượng của các luồng TCP vào và dẫn đến không tận dụng hết khả năng băng thông cao của mạngOBS. Trong mạng OBS, một chùm chứa hàng ngàn gói tin IP từ nhiều nguồn TCP/IP, vì vậy hiệu suất TCP sẽ bị ảnhhưởng đáng kể khi mất một chùm. Nếu xảy ra mất chùm do tranh chấp tài nguyên ở tầng OBS tại thời điểm tải lưulượng thấp, điều này sẽ gây ra sự báo hiệu tắc nghẽn mạng lớn đối với tầng TCP do hàng ngàn gói tin TCP chứa trongchùm bị mất và điều dẫn đến việc giảm kích thước cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn TCP để chống tắc nghẽn. Đây là mộtthông báo mất mát sai ở tầng TCP (False Time Out - FTO) [4], nên việc điều chỉnh cửa số TCP là không cần thiết vàlàm ảnh hưởng lớn đến thông lượng và hiệu năng của luồng TCP vì tải lưu lượng của mạng vẫn còn thấp. Đã có một sốcơ chế được đề xuất để giải quyết vấn đề tranh chấp trong mạng OBS như chuyển đổi bước sóng [5], định tuyến lệchhướng [6], đường trễ quang (FDL- fiber delay line) [7], …; nhưng các cơ chế này yêu cầu các kỹ thuật phức tạp và chiphí cao. Cơ chế truyền lại cũng là một giải pháp giảm tỉ lệ mất chùm hiệu quả trong mạng OBS [8]. Tuy nhiên việctruyền lại sẽ làm tăng độ truyền đầu-cuối của các gói tin IP chứa trong chùm, vì vậy việc điều khiển cơ chế truyền lạichùm cần được xem xét nhằm tăng hiệu quả của mạng. Bài báo sẽ phân tích và đánh giá ảnh hưởng của cơ chế truyềnlại có điều khiển ở tầng OBS đối với hiệu quả sử dụng băng thông của các luồng TCP. Các phần tiếp theo của Bài báo được tổ chức như sau: Phần 2 trình bày cơ chế truyền lại chùm trong TCP/OBS.Phần 3 mô phỏng, phân tích, so sánh hiệu năng một số giao thức TCP đối với trường hợp có hoặc không áp dụng cơchế truyền lại có điều khiển trong mạng TCP/OBS. Cuối cùng là Kết luận và Tài liệu tham khảo. II. CƠ CHẾ TRUYỀN LẠI CHÙM TRONG MẠNG TCP/OBSA. Một số giao thức TCP/IP Một trong những chức năng chính ...