Đánh giá hiệu năng giải thuật đề xuất WPMM - ERICA + trong quá trình phân phối băng thông cho dịch vụ ABR dưới những điều kiện tải khác nhau trong mạng ATM

1 Đánh giá hiệu năng giải thuật đề xuất WPMM-ERICA+ trong quá trình phân phối băng thông cho dịch vụ ABR dưới những điều kiện tải khác nhau trong mạng ATM Performance Evaluation of Proposed WPMM-ERICA+ Algorithm for Bandwidth Allocation of ABR Service under Different Load Conditions in ATM Networks Lê Trung Quân Abstract: This paper presents the operation and performance evaluation of proposed WPMM- ERICA+ algorithm. A set of benchmark network scenarios is used to evaluate the following properties of WPMM-ERICA+: convergence time to WPMM fairness, link utilization, and queue length under different conditions: static, transient, dynamic load and under source- bottleneck case. Results show that WPMM- ERICA+ converges fast to WPMM fairness within only a few Round Trip Times under stable and transient load, quite fast under dynamic load, with high link utilization and low queue length. Tóm tắt: Bài báo này trình bày hoạt động và đánh giá hiệu năng của giải thuật đề xuất WPMM-ERICA+. Nhiều cấu hình mạng khác nhau được dùng để đánh giá các điểm sau của giải thuật WPMM-ERICA+: thời gian hội tụ đến tiêu chuẩn WPMM (Weighted Proportional Max- Min), độ hiệu dụng đường truyền, và chiều dài hàng đợi dưới các điều kiện tải tĩnh (static), tạm thời (transient), động (dynamic) và nguồn bị giới hạn bởi tốc độ truyền (source-bottleneck). Kết quả cho thấy WPMM-ERICA+ hội tụ nhanh đến tiêu chuẩn WPMM chỉ trong vài chu kỳ RTTs (Round Trip Times) dưới điều kiện tải tĩnh và tạm thời, khá nhanh dưới điều kiện tải động và nguồn bị giới hạn bởi tốc độ truyền, với độ hiệu dụng đường truyền cao và chiều dài hàng đợi thấp. I. GIỚI THIỆU Tiêu chuẩn phân phối băng thông công bằng max-min được ATM Forum đặc tả là tiêu chuẩn phân phối băng thông mạng cho dịch vụ ABR (Available Bit Rate) [2-4]. Tuy nhiên tiêu chuẩn max-min chỉ hỗ trợ cho các kết nối ABR có yêu cầu băng thông tối thiểu (Minimum Cell Rate – MCR) bằng không. Để bảo đảm yêu cầu băng thông tối thiểu MCR cho các kết nối ABR, các tiêu chuần phân phối băng thông công bằng mới đã được phát triển, đề xuất [3-6,10-12]. Hai trong số các tiêu chuẩn này là Generalized Max-Min (GMM) và Weighted Proportional Max-Min (WPMM)[6-8]. Các giải thuật tập trung được phát triển trên hai tiêu chuẩn này không khả thi vì mỗi chuyển mạch trong mạng cần có toàn bộ thông tin về mạng. Vì vậy, các giải thuật phân bố mới đã được phát triển dựa trên các tiêu chuẩn GMM, WPMM,... nhằm bảo đảm yêu cầu băng thông tối thiểu MCR cho kết nối ABR. Dựa trên tiêu chuẩn GMM, một số giải thuật dựa trên các nguyên lý điều khiển đã được phát triển. Cơ chế điều khiển hỗ trợ yêu cầu băng thông tối thiểu MCR cho kết nối ABR dựa trên hồi đáp tốc độ chính xác ER (Explicit Rate) được trình bày trong [10]. Một trong các ứng dụng của cơ chế này để thiết kế giải thuật hỗ trợ yêu cầu băng thông tối thiểu MCR cho kết nối ABR được trình bày trong [5]. Một phương pháp mới dựa trên tiêu chuẩn GMM, và các giải thuật tập trung, phân bố cũng đã được phát triển [6,8]. Dựa trên tiêu chuẩn WPMM, các giải thuật tập trung và phân bố đảm bảo yêu cầu băng thông tối thiểu cho dịch vụ ABR cũng đã được phát triển [7,8]. Giải thuật đề xuất WPMM-ERICA+ [1], sự kết hợp của giải thuật ERICA+ (Explicit Rate Indication for Congestion Avoidance) dựa trên tiêu chuẩn max-min [9], và giải thuật WPMM phân bố, dựa trên tiêu chuẩn WPMM [7], được thiết kế nhằm đảm bảo yêu cầu băng thông tối thiểu và tối ưu quá trình phân phối băng thông cho dịch vụ ABR. Giải thuật đề xuất tận dụng được ưu điểm của cả ERICA+ và WPMM phân bố, đồng thời đạt được hầu hết các điểm yêu cầu trong quá trình thiết kế giải thuật cho dịch vụ ABR: hội tụ nhanh đến tiêu chuẩn phân phối băng thông công bằng, độ hiệu dụng đường truyền cao và chiều dài hàng đợi thấp [1]. Trong bài báo này, hiệu năng của giải thuật WPMM-ERICA+ tiếp tục được đánh giá dưới nhiều điều kiện khác nhau: tải tĩnh, tải tạm thời, tải động, và nguồn bị giới hạn bởi tốc độ truyền (source-bottleneck). Các phần tiếp theo của bài báo này được tổ chức như sau: cơ chế điều khiển dòng cho dịch vụ ABR được mô tả trong phần 2, các tiêu chuẩn đảm bảo băng thông tối thiểu MCR và phân phối 2 băng thông công bằng max-min và WPMM được trình bày trong phần 3, tổng quan của giải thuật đề xuất WPMM-ERICA+ được trình bày trong phần 4, các cấu hình mạng và kết quả mô phỏng được phân tích và trình bày trong phần 5, phần 6 trình bày kết luận. II. CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHO DỊCH VỤ ABR Dịch vụ ABR cung cấp cơ chế truyền dữ liệu bằng cách định kỳ thông báo tốc độ truyền về nguồn. Các chuyển mạch tính toán mức tải, tính toán băng thông còn lại trên mỗi đường truyền và phân chia một cách công bằng giữa các kết nối ABR. Điều này cho phép các kết nối ABR tranh chấp băng thông nhận được phần băng thông phân phối một cách công bằng. Thông tin về tốc độ truyền được các chuyển mạch gởi trả về nguồn thông qua các cell quản lý (Resource Management - RM). Các RM cells được nguồn định kỳ gởi đi, qua các chuyển mạch thuộc kết nối ABR, đến đích, và đích gởi trả lại về nguồn [3,4,9]. III. CÁC TIÊU CHUẨN PHÂN PHỐI BĂNG THÔNG Tiêu chuẩn WPMM Đầu tiên, WPMM phân phối đến mỗi kết nối phần yêu cầu băng thông tối thiểu mà kết nối yêu cầu. Phần băng thông còn lại trên mỗi đường truyền sẽ được phân phối đến các kết nối ABR đi qua đường truyền đó theo tỷ lệ tương ứng với trọng số của các kết nối [3,7,8]. Tiêu chuẩn Max-Min Tiêu chuẩn này chỉ được sử dụng cho các kết nối ABR có MCR bằng không. Max-min phân phối đều phần băng thông còn lại cho dịch vụ ABR trên đường truyền cho tất cả các kết nối ABR tranh chấp băng thông đi qua đường truyền này. Vì vậy, một cơ chế phân phối băng thông được gọi là max-min nếu mọi yêu cầu cấp phát băng thông của các kết nối đều được thỏa, hay bất cứ các yêu cầu cấp phát băng thông không được thỏa sẽ nhận được phần cấp phát băng thông bằng nhau, và lớp hơn phần băng thông mà các kết nối thỏa mãn yêu cầu [3,4]. IV. GIẢI THUẬT ĐỀ XUẤT (WPMM- ERICA+) Giải thuật ở nguồn/đích Các giải thuật WPMM-ERICA+ ở nguồn và đích tương tự như các giải thuật ERICA+ ở nguồn và đích, phù hợp với đặc tả hoạt động ở nguồn và đích của ATM Forum [1,2,9]. Tuy nhiên, các giải thuật WPMM-ERICA+ ở nguồn và đích không sử dụng các bit CI (Congestion Indication) và NI (No Increase) trong RM cell. Các tác vụ chính của giải thuật ở nguồn Nguồn bắt đầu truyền dữ liệu với tốc độ cho phép ACR (Allowed Cell Rate) bằng với tốc độ khởi động (Initial Cell Rate). Cứ mỗi Nrm-1 cell dữ liệu (Nrm: số cell dữ liệu phát giữa các RM cells) được truyền, nguồn phát một FRM (Forward RM) cell, trường ACR trong FRM cell được gán bằng tốc độ nguồn đang phát dữ liệu hiện hành CCR (Current Cell Rate). Khi nhận được cell quản lý BRM (Backward RM) cell từ đích gởi trả về, tốc độ truyền cho phép của nguồn ACR được cập nhật bằng tốc độ truyền chính xác trong trường ER của BRM cell. Các tác vụ chính của giải thuật ở đích Đích của một kết nối đơn giản chỉ gởi trả lại các RM cells về nguồn khi nhận được. Giải thuật chuyển mạch Giải thuật chuyển mạch WPMM-ERICA+ hoạt động ở mỗi hàng đợi đầu ra (output port) tương ứng trên mỗi đường truyền của chuyển mạch. Chuyển mạch định kỳ giám sát tải trên mỗi đường truyền và xác định mức tải z, số kết nối ABR đi qua mỗi đường truyền Gl, trọng số của các kết nối này (tỷ lệ với MCR của mỗi kết nối), và mức băng thông chia sẻ công bằng theo trọng số WFS. Các thông số này được chuyển mạch sử dụng để tính toán tốc độ chính xác ER gởi trả về nguồn trong BRM cell [1]. x lC : băng thông của dịch vụ x trên đường truyền l lC : băng thông của đường truyền l ABR lT : băng thông đích của dịch vụ ABR (target ABR capacity) trên đường truyền l ABR lT 0 : băng thông đích tạm thời của dịch vụ ABR (temporary target ABR capacity) trên đường truyền l ABR lTx : tốc độ vào ( input ABR rate) trên đường truyền l CCRi: tốc độ cell hiện hành (current cell rate) của kết nối i MCRi: tốc độ cell tối thiểu MCR của kết nối i VC: kết nối ảo (virtual connection) z: mức tải (load factor) z0: mức tải tạm thời (temporary load factor) α: hằng số được sử dụng để tính mức tải trung bình và băng thông đích của dịch vụ ABR WFS: mức băng thông chia sẻ công bằng theo trọng số (weighted fairshare) Gl: tập các kết nối ABR đi qua đường truyền l 3 wi: trọng số (weight) của kết nối i µi: phân phối băng thông theo trọng số (weighted bandwidth allocation) của kết nối i δ: hằng số được sử dụng để xác định vùng hoạt động ổn định (steady-state operating region) của giải thuật WPMM-ERICA+ Fraction: một hàm số của chiều dài hàng đợi (queue length) [9]: 0 . )1( . . )1( . ,( )( ⎪⎪⎭ ⎪⎪⎬ ⎫ ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ≤≤ +− > +− = Qoqfor Qoqb Qob Qoqfor Qoqa QoaQDLFMax Qf QDLF ( Queue Drain Limit Factor): hằng số được dùng để xác định phần băng thông tối đa của đường truyền trong việc giảm chiều dài hàng đợi khi có nghẽn (congestion) xảy ra Q0( target queuing length): hằng số được sử dụng để tính toán trì hoãn trên hàng đợi a, b: các hằng số được dùng để các định độ cong (slope) của hàm số. Khởi động: MaxAllocPrevious=MaxAllocCurrent = WFS Cuối chu kỳ trung bình chuyển mạch (switch averaging interval): ABR lC Å lC – CBRlC – VBRlC ABR lT 0 Å Fraction x ABRlC ABR l ABR l ABR l TTT 0.).1( αα +−= ABR l ABR l T Tx z =0 0.).1( zzz αα +−= ∑ ∑ ∈ ∈ − = l l Gi i Gi iABR l FS w MCRT W with ∑ ∈= lGj j i i MCR MCRw MaxAllocPrevious Å MaxAllocCurrent MaxAllocCurrent Å WFS; Nhận được FRM cell: CCR[VC] Å CCR_in_RM_cell; Nhận được BRM cell: i ii i w MCRCCR z )0,max(.1 −=µ IF (z>1+δ) THEN ii i wMCRER .µ+= ELSE ii i weviousMaxAllocMaxMCRER ).,Pr( µ+= ),( i i w MCRERrrentMaxAllocCuMaxrrentMaxAllocCu −= IF ) )0,( ( ) ( FS i ii FS i i W w MCRCCRMaxandW w MCRER < − > − THEN iFS i wWMCRER .+= ; ER_in_RM_cell Å Min(ER_in_RM_cell, ER, ABR lT ) V. CÁC CẤU HÌNH MẠNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Các giả thiết Các nguồn luôn có dữ liệu để gởi. Có ba loại nguồn: ABR_1 (Constant cell rate ABR): Phát cell dữ liệu ở một tốc độ không đổi, được dùng để đánh giá tiêu chuẩn phân chia băng thông công bằng, độ hiệu dụng đường truyền, và chiều dài hàng đợi dưới điều kiện tải tĩnh và tạm thời. VBR_1 (On-Off constant VBR): Chỉ phát cell dữ liệu ở một tốc độ không đổi trong chu kỳ hoạt động (On), được dùng để đánh giá tiêu chuẩn phân chia băng thông công bằng, độ hiệu dụng đường truyền, và chiều dài hàng đợi dưới điều kiện tải động. VBR_2 (Poisson VBR): Phát cell dữ liệu theo phân bố Poisson, hay là thời gian giữa hai cell dữ liệu đến liên tiếp theo phân bố mũ âm (exponential distribution). Nguồn có thể bị giới hạn bởi tốc độ truyền (source-bottleneck). Các chuyển mạch dùng cơ chế quản lý hàng đợi FIFO (First In First Out). Tất cả các đường truyền có băng thông 150 Mbps. Khoảng cách đường truyền giữa các chuyển mạch là 1000 km (tương ứng với mạng WAN). Trì hoãn lan truyền (propagation delay) là 5µs/km. Các thông số hàm số của hàng đợi (a, b, QDLF, T0): (1.15, 1, 0.5, 1.5 ms). Delta (δ): 0.1 Chu kỳ trung bình chuyển mạch (switch averaging interval) được gán bằng 10 ms. Nrm: 32. Alpha (α): 0.8. Các cấu hình mạng Mạng GFC (Generic fairness configuration) Năm chuyển mạch được kết nối tuần tự, có sáu kết nối đi qua những chuyển mạch này. Tất cả các nguồn S1..S6 đều thuộc loại ABR_1, phát cell dữ liệu đồng thời. 4 Được dùng để đánh giá tiêu chuẩn phân chia băng thông công bằng, độ hiệu dụng đường truyền, và chiều dài hàng đợi dưới điều kiện tải tĩnh. Hình 1: Mạng GFC Mạng Parking-lot Bốn chuyển mạch được kết nối tuần tự, có bốn kết nối đi qua những chuyển mạch này. Tất cả các nguồn S1..S4 đều thuộc loại ABR_1, phát cell dữ liệu đồng thời. Nguồn S1 bị giới hạn bởi tốc độ truyền (source-bottleneck). Được dùng để đánh giá tiêu chuẩn phân chia băng thông công bằng, độ hiệu dụng đường truyền, và chiều dài hàng đợi dưới điều kiện tải tĩnh và source-bottleneck. Hình 2: Mạng Parking-lot Mạng ngang hàng Năm nguồn S1..S5 thuộc loại ABR_1 và một nguồn S6 thuộc loại VBR_1 (hay VBR_2) gởi cell dữ liệu đến các đích qua hai chuyển mạch và một đường truyền. Được dùng để đánh giá tiêu chuẩn phân chia băng thông công bằng, độ hiệu dụng đường truyền, và chiều dài hàng đợi dưới điều kiện tải động. Hình 3: Mạng ngang hàng Các thông số đánh giá hiệu năng ƒ ACR (Allowed Cell Rate) (Mbit/s): tốc độ truyền cell dữ liệu của nguồn, được dùng để đánh giá giải thuật phân phối băng thông WPMM-ERICA+ có hội tụ về tiêu chuẩn WPMM không. ƒ LU (Link Utilization) (Mbit/s): độ hiệu dụng đường truyền, được dùng để đánh giá hiệu quả sử dụng băng thông đường truyền. ƒ QL (Queue Length) (cells): chiều dài hàng đợi Các kết quả mô phỏng Quá trình mô phỏng được tiến hành trên bản cập nhật NIST ATM Simulator, được thêm vào mã của giải thuật WPMM-ERICA+ [1,13]. Giải thích một số thuật ngữ dùng trong mô phỏng: Max Round Trip Time (RTT): thời gian cần thiết để dữ liệu lan truyền một vòng từ nguồn đến đích và trở lại nguồn của kết nối ABR dài nhất trong cấu hình mạng. Tải tĩnh (static load) được phát bởi các nguồn ABR_1 đồng thời. Tải động (dynamic load) được phát bởi các nguồn VBR_1 hay VBR_2 đồng thời. Tải tạm thời (transient load) được phát bởi các nguồn khởi động và kết thúc ở những thời điểm khác nhau. Mạng GFC Bảng 1: Các thông số giải thuật WPMM-ERICA+, và phân phối lý thuyết tốc độ mỗi kết nối ABR theo tiêu chuẩn WPMM trong mạng GFC dưới điều kiện tải tĩnh Kết nối MCR (Mbit/s) PCR (Mbit/s) Phân phối tốc độ WPMM (Mbit/s) VC1 50 70 60 VC2 50 70 60 VC3 25 90 90 VC4 25 35 30 VC5 25 90 90 VC6 25 35 30 Kết quả: Giải thuật WPMM-ERICA+ hội tụ nhanh đến tiêu chuẩn WPMM (35ms, xấp xỉ một RTT) với chiều dài hàng đợi thấp (xấp xỉ bằng không) và độ hiệu dụng đường truyền cao (100% tại thời điểm 45ms), Hình 4. Mạng Parking-lot Bảng 2: Các thông số giải thuật WPMM-ERICA+, phân phối tốc độ WPMM lý thuyết, và tốc độ thực sự của mỗi kết nối ABR trong mạng Parking-lot Kết nối MCR Mbit/s PCR Mbit/s Phân phối tốc độ WPMM (Mbit/s): lý thuyêt Phân phối tốc độ WPMM (Mbit/s): mô phỏng VC1 50 70 70 40 VC2 25 30 30 30 VC3 25 55 35 55 VC4 11.25 30 15 25 5 Kết quả: Giải thuật WPMM-ERICA+ hội tụ khá nhanh đến tiêu chuẩn WPMM (180ms, xấp xỉ sáu RTTs), có dao động nhỏ về tốc độ. Chiều dài hàng đợi trung bình 600 cells và độ hiệu dụng đường truyền cao, Hình 5. Mạng ngang hàng Trường hợp 1 Cấu hình mạng bao gồm năm nguồn S1..S5 thuộc loại ABR_1 và một nguồn S6 thuộc loại VBR_1. Các nguồn S1,S2,S6 bắt đầu truyền dữ liệu đồng thời ở 0 ms, các nguồn S3...S5 bắt đầu truyền dữ liệu đồng thời ở 750 ms. Nguồn S6 có chu kỳ hoạt động và không hoạt động bằng nhau (250 ms), và tốc độ phát dữ liệu trong chu kỳ hoạt động là 75 Mbit/s. Bảng 3: Các thông số giải thuật WPMM-ERICA+, phân phối tốc độ WPMM lý thuyết của mỗi kết nối ABR trong mạng ngang hàng, dưới điều kiện tải tạm thời và động, trường hợp 1 Thông số Giá trị S6 Tốc độ phát cell trong chu kỳ hoạt động 75 Mbit/s S6 Chu kỳ hoạt động 250 ms S6 Chu kỳ không hoạt động 250 ms S6 Thời gian bắt đều phát cell 0 ms S1..5 (MCR, PCR) (1,150)Mbit/s S1..2 Thời gian bắt đều phát cell 0 ms S3..5 Thời gian bắt đều phát cell 750 ms S1..2 Tốc độ trung bình khi các nguồn S3..5 chưa phát cell. 56.25 Mbit/s S1..2 Tốc độ khi các nguồn S3..5 chưa phát cell và nguồn S6 đang ở chu kỳ hoạt động. 37.5 Mbit/s S1..2 Tốc độ khi các nguồn S3..5 chưa phát cell và nguồn S6 đang ở chu kỳ không hoạt động. 75 Mbit/s S1..5 Tốc độ trung bình khi các nguồn S3..5 đã phát cell. 22.5 Mbit/s S1..5 Tốc độ khi các nguồn S3..5 đã phát cell và nguồn S6 đang ở chu kỳ hoạt động. 15 Mbit/s S1..5 Tốc độ khi các nguồn S3..5 đã phát cell và nguồn S6 đang ở chu kỳ không hoạt động. 30 Mbit/s Kết quả Nếu các nguồn phát các khối dữ liệu (data bursts) vào hệ thống với chu kỳ hoạt động và không hoạt động đều đồng thời lớn hơn hay nhỏ hơn chu kỳ chuyển mạch trung bình (switch averaging interval), giải thuật WPMM-ERICA+ hội tụ đến tiêu chuẩn WPMM với các đặc điểm sau, Hình 6 and [1] : 9 Chiều dài hàng đợi thấp, ngoại trừ các thời điểm bắt đầu chu kỳ hoạt động hay khi các kết nối mới được thêm vào. 9 Độ hiệu dụng đường truyền cao. Trong trường hợp chu kỳ hoạt động và không hoạt động xấp xỉ bằng chu kỳ chuyển mạch trung bình, WPMM-ERICA+ vẫn hội tụ đến tiêu chuẩn WPMM, nhưng có nhiều dao động. Tuy nhiên, chiều dài hàng đợi vẫn duy trì được ở mức thấp và độ hiệu dụng đường truyền vẫn cao. Trường hợp 2 Cấu hình mạng gồm năm nguồn S1..S5 thuộc loại ABR_1 và một nguồn S6 thuộc loại VBR_2. Tất cả các nguồn S1..S6 đồng thời phát dữ liệu ở 0 ms. Nguồn S6 có thời gian trung bình giữa hai cell đến liên tiếp (mean inter-arrival cell time) là 8.5µs. Bảng 4: Các thông số giải thuật WPMM-ERICA+ trong mạng ngang hàng, dưới điều kiện tải tạm thời và động, trường hợp 2 Thông số Giá trị S6 Thời gian cell đến trung bình 8.5 µs S1..5 (MCR, PCR) (1,150) Mbit/s S6 Tốc độ trung bình (mô phỏng) 18.095 Mbit/s S1..5 Tốc độ phân phối (mô phỏng) 26.8563 Mbit/s Kết quả: Giải thuật WPMM-ERICA+ hội tụ khá nhanh đến tiêu chuẩn WPMM (95ms, xấp xỉ mười RTTs) với chiều dài hàng đợi trung bình khoảng 600 cells và độ hiệu dụng đường truyền cao (100% ở 100 ms), Hình 7. VI. KẾT LUẬN Bài báo này trình bày tổng quan về giải thuật đề xuất WPMM-ERICA+ [1]. Hiệu năng của giải thuật được đánh giá dưới nhiều cấu hình mạng và điều kiện tải khác nhau. Quá trình mô phỏng tiến hành trên bản cập nhật của NIST ATM Simulator [1,13]. Kết qua cho thấy WPMM-ERICA+ hội tụ nhanh đến tiêu chuẩn WPMM chỉ trong vài chu kỳ RTTs (Round Trip Times) dưới điều kiện tải tĩnh và tạm thời, khá nhanh dưới điều kiện tải động và nguồn bị giới hạn bởi tốc độ truyền, với độ hiệu dụng đường truyền cao và chiều dài hàng đợi thấp. Giải thuật đề xuất WPMM-ERICA+ tận dụng các ưu điểm của cả hai giải thuật ERICA+ and WPMM phân bố với chi phí hiện thực thấp (độ phức tạp tính toán và lưu trữ lần lượt là O(N) và O(1)) [1]. Những đặc tính này dẫn đến WPMM-ERICA+ là một lựa chọn tối ưu trong cơ chế điều khiển dòng cho dịch vụ ABR trong mạng ATM dựa trên tiêu chuẩn WPMM. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quan Le T., and Tapio Erke, “A Combination of ERICA+ and Distributed WPMM Algorithms to Guarantee the Minimum Cell Rate for ABR Service in ATM Networks,” Proceedings of International Symposium on Performance 6 Evaluation of Computer and Telecommunication Systems (SPECTS), July 20-24, 2003, Montreal, Canada. [2] A. Arulambalam, X. Chen, and N. Ansari, “Allocating Fair Rate for Available Bit Rate in ATM Networks,” IEEE Communication Magazine, pp. 92-100, Nov. 1996. [3] “ATM Traffic Management Specification Version 4.1,” ATM Forum Contribution, AF-TM- 0121-000, March 1999. [4] F. Bonomi, and K. W. Fendick, “The Rate- Based Flow Control Framework for the Available Bit Rate ATM Service,” IEEE Network, pp.25-39, Mar/Apr. 1995. [5] L. S. Chong, and S. Kang, “A Simple, Scalable, and Stable Explicit Rate Allocation Algorithm for Max-Min Flow Control with Minimum Cell Rate Guarantee,” IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 9, no. 3, pp. 322-335, June 2001. [6] Y. T. Hou, H. Tzeng, and S. S. Panwar, “A Generalized Max-Min Rate Allocation Policy and Its Distributed Implementation Using the ABR Flow Control Mechanism,” Proc. IEEE INFOCOM’98, pp. 1366-1375, San Francisco, CA, USA, March 29 – April 2, 1998. [7] Y. T. Hou, H. Tzeng, and S. S. Panwar, “A Generic Weight Based Network Bandwidth Sharing Policy for ATM ABR Service,” Proc. IEEE ICC’98, pp. 1492-1499, Atlanta, GA, June 7-11, 1998. [8] Y. T. Hou, H. Tzeng, S. S. Panwar, and V. P. Kumar, “On Rate Allocation Policies and Explicit Feedback Control Algorithms for Packet Networks,” Proc. of SPIE Conference on Performance and Control of Network Systems II, vol. 3530, pp.2-20, Nov.2-4, 1998, Boston, MA, USA. [9] R. Jain, S. Kalyanaraman, S. Fahmy, R. Goyal, and B. Vandalore, “ERICA Switch Algorithm for ABR Traffic Management in ATM Networks,” IEEE/ACM Trans. On Networking, pp.87-98, Feb. 2000. [10] A. Kolarov, and G. Ramamurthy, “A Control-Theoretic Approach to the Design of an Explicit Rate Controller for ABR Service,” IEEE/ACM Trans. Networking, vol. 7, no. 5, pp. 741-753, Oct. 1999. [11] K. K. Ramakrisman, and A. Lauck, “Time Scale Analysis and Scalability Issues for Explicit Rate Allocation in ATM Networks,” IEEE/ACM Trans. on Networking, vol. 4, No. 4, pp. 569- 581, August 1996. [12] B. Vandalore, S. Fahmy, R. Jain, R. Goyal, and M. Goyal, “A Definition of General Weighted Fairness and Its Support in Explicit Rate Switch Algorithms”, the Ohio State University, Dept. of Computer and Information Science, 1998. [13] “The NIST ATM/HFC Network Simulator – Operation and Programming Guide version 4.0”, National Institute of Standards and Technology, USA, Dec. 1998. [14] A. Charny, D. Clark, and R. Jain, “Congestion Control with Explicit Rate Indication,” In Proc. of ICC’95, pp. 1954-1963, June 1995. SƠ LƯỢC VỀ TÁC GIẢ LÊ TRUNG QUÂN Sinh ngày 18/04/1975 tại Huế. - Tốt nghiệp Kỹ sư Máy tính tại Đại học Bách Khoa Tp.HCM - Việt Nam, năm 1998. - Tốt nghiệp Thạc sỹ Viễn Thông tại Học viện công nghệ châu Á – AIT, Thái Lan, năm 2002. Nơi công tác hiện nay: Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM. Điện thoại liên hệ: (84-8) 865 8689 Ext. 577 Mobile: 0903 383156 Địa chỉ e-mail: ltquan@dit.hcmut.edu.vn hay ltquan@yahoo.com Lĩnh vực nghiên cứu: Mạng tốc độ cao (ATM, Mobile Ad-Hoc Networks,...), chất lượng dịch vụ mạng QoS và các ứng dụng multimedia. 7 ACR (Mbit/s) các kết nối ABR VC1..6 Chiều dài hàng đợi (cells) Độ hiệu dụng đường truyền (Mbit/s) Hình 4: ACR, QL, LU của các kết nối ABR trong mạng GFC dưới điều kiện tải tĩnh, thời gian mô phỏng là 100 ms ACR (Mbit/s) các kết nối ABR VC1..4 Chiều dài hàng đợi (cells) Độ hiệu dụng đường truyền (Mbit/s) Hình 5: ACR, QL, LU của các kết nối ABR trong mạng Parking-lot, thời gian mô phỏng là 1000 ms VC3,VC5 VC1,VC2 VC4,VC6 Chiều dài các hàng đợi (QL12, QL23, QL34, QL45) tương ứng ở các đường truyền (link12, link23, link34, link45) tại các chuyển mạch (SW1, SW2, SW3, SW4) đều xấp xỉ bằng không Kết nối VC1 bị giới hạn bởi nguồn ở tốc độ 40 Mbit/s, phần băng thông không sử dụng 30 Mbit/s (70-40) được phân phối đến các kết nối VC2, VC3, VC4. VC3 VC2 VC4 Chiều dài các hàng đợi (QL34) ở đường truyền (link34) tại chuyển mạch (SW3) Độ hiệu dụng (LU12, LU23, LU34, LU45) tương ứng ở các đường truyền (link12, link23, link34, link45) đều xấp xỉ bằng nhau Độ hiệu dụng (LU34) tương ứng ở đường truyền (link34) 8 ACR (Mbit/s) các kết nối ABR VC1..5 Chiều dài hàng đợi (cells) Độ hiệu dụng đường truyền (Mbit/s) Nguồn On-off constant VBR (VBR_1) Hình 6: ACR, QL, LU của năm kết nối ABR trong mạng ngang hàng, trường hợp 1, thời gian mô phỏng là 1500 ms ACR (Mbit/s) các kết nối ABR VC1..5 Chiều dài hàng đợi (cells) Độ hiệu dụng đường truyền (Mbit/s) Nguồn Poisson VBR (VBR_2) Hình 7: ACR, QL, LU của năm kết nối ABR trong mạng ngang hàng, trường hợp 2, thời gian mô phỏng là 500 ms VC1..2 : nguồn bắt đầu phát cell ở 0 ms VC3..5 : nguồn bắt đầu phát cell ở 750 ms ABR_QL12 VBR_QL12: xấp xỉ bằng không Độ hiệu dụng (LU12) tương ứng ở đường truyền (link12), dao động ở các thời điểm bắt đầu chu kỳ không hoạt động của nguồn VBR ABR_QL12 VBR_QL12 : xấp xỉ bằng không Chiều dài các hàng đợi (VBR_QL12, ABR_QL12) tương ứng ở đường truyền (link12) tại chuyển mạch (SW1) Chiều dài các hàng đợi (VBR_QL12, ABR_QL12) tương ứng ở đường truyền (link12) tại chuyển mạch (SW1) Độ hiệu dụng (LU12) tương ứng ở đường truyền (link12)