Bài giảng Cơ sở truyền số liệu - Chương 4: Định tuyến trong mạng viễn thông

Định tuyến trong mạng viễn thông
 Cơ bản
• Định tuyến là quá trình tìm đường đi giữa hai điểm trong 
 mạng theo một số yêu cầu cho trước
 – Đường đi ngắn nhất ? 
 – Đường có băng thông rộng nhất ?
• Đường đi phải thường phải tối ưu theo một tiêu chí nào đó
• Các gói tin được gửi đi theo đường đi này. Thực tế chúng 
 cũng có thể được gửi đi đồng thời trên nhiều đường
 1Mbps 2Mbps
 S A B C D
 3Mbps 3Mbps
 4Mbps
 E F
 Graph (đồ hình)
• graph G=(V, E) được định nghĩa bởi tập hợp các đỉnh
 (vertex) V và tập hợp các cạnh E (edge). Các đỉnh thường 
 được gọi là các nút, các cạnh được gọi là các liên kết
• Ký hiệu V={vi | i=1,2,......N}; E={ei | i=1,2,......M}
 ej=(vi ,vk) hoặc ej=(i,k)
 Định nghĩa
• Nút kề nhau (láng giềng): nút i và k gọi là kề nhau nếu tồn tại một liên 
 kết (i, k) giữa chúng
• Bậc của nút là số lượng liên kết đi tới nút 
 – Là số lượng nút láng giềng nếu giữa hai nút có không nhiều hơn một liên 
 kết
• Liên kết có hướng được gọi là cung: ký hiệu: aj=[vi ,vk] hoặc aj=[i, k] 
 Định nghĩa
• Graph gọi là vô hướng nếu chỉ chứa các liên kết vô hướng. Nếu chứa ít 
 nhất một cung, graph được coi là có hướng.
 – Trong nhiều trường hợp, liên kết vô hướng có thể được xem là tập hợp của 
 hai liên kết có hướng ngược nhau
• Nếu giữa hai nút, tồn tại hai liên kết tách biệt thì chúng được gọi là các 
 liên kết song song. 
 – Graph có chứa các liên kết song song được gọi là multigraph 
• Vòng lặp: liên kết nối một nút với chính nó
• Đường dẫn (path) giữa hai nút là tập hợp các liên kết nối tiếp nhau
• Chu trình (cycle): là đường dẫn có điểm đầu và cuối trùng nhau
• Graph liên thông (connected graph): giữa hai nút bất kỳ đều tồn tại ít 
 nhất một đường dẫn
 Định nghĩa
• Graph con (subgraph) G’ của G ?
• Cây (tree): là graph liên thông không chứa chu trình 
 – Định lý: cây N nút luôn có N-1 cạnh
 – Nút cha (parent node) của một nút là nút liền kề liên kề và gần nút gốc hơn
 – Sao (star): là graph với một nút duy nhất có bậc lớn hơn 1
 – Xích (chain): là graph mà tất cả các nút đều có bậc không lớn hơn 2
• Graph có trọng số (weighted graph): mỗi cạnh được gán các con số 
 thực được gọi là trọng số. 
 – Thực tế, trọng số thường trực hoặc gián tiếp biểu đạt một tham số mạng 
 thông tin như băng thông, chiều dàigọi là link cost
 – Định tuyến là việc tìm đường dẫn có tổng link cost nhỏ nhất
 Phân loại định tuyến
 Định tuyến tĩnh
 Flooding 
Định tuyến Định tuyến ngẫu nhiên Random walk
 Hot potato
 Minimum Spanning Tree
 Định tuyến động
 Shortest Path Tree
 Định tuyến ngẫu nhiên: flooding
• Khi nhận được mỗi gói tin, nút mạng sẽ gửi đi tất cả các nút kế cận, trừ 
 nút đã gửi gói tin cho nó
• Hiệu quả truyền thấp chỉ được áp dụng trong một số ít trường hợp: ví 
 dụ như quân sự, cập nhật bảng định tuyến
• Đường ngắn nhất nằm trong số các đường đi mà gói tin đi qua: chắc 
 chắn có mẫu gói đi theo đường ngắn nhất
 S A C D
 E F
 Định tuyến ngẫu nhiên: random walk
• Gói tin được gửi đến mỗi đầu ra với một xác suất nào đó
• So với flooding, số lượng gói truyền đi nhỏ hơn
• Đường đi ngắn nhất có thể không nằm trong số đường được lựa chọn 
 p
 S A C D
 1-p
 B
 Định tuyến ngẫu nhiên: hot potato
• Có tên là isolated adaptive algorithm, tức là việc quyết định tuyến đi dựa 
 trên trạng thái của chính nút mạng
• Gói tin được gửi đến đầu ra có hàng đợi ngắn nhất với mong muốn trễ 
 sẽ thông tin sẽ nhỏ nhất
• Trễ thực tế chưa chắc đã nhỏ nhất do  ?