Cơ sở mạng thông tin Giáo trình dành cho sinh viên đại học ngành Điện tử - Viễn thông Khoa Điện tử Viễn Thông Trường Đại học Bách khoa Hà nội . . . . . . . . . 2 . . . . . . . . . Các từ viết tắt FAS Frame Alignment Signal IEEE Institute of Electronics and Electrical Engineering ITU International Telecommunication Union MFAS Multi-Frame Alignment Signal PDF Probability Density Function pdf probability distribution function TDMA Time Division Multiple Access 3 . . . . . . . . . Bảng đối chiếu thuật ngữ Anh - Việt Tiếng Việt Tiếng Anh Băng tần thông dải Band Pass Băng tần cơ sở Baseband Trạm gốc Base Station Kênh Channel Va đập Collision Cuộc nối Connection Mã hoá điều khiển lỗi Error Control Coding Mật độ phổ năng lượng Energy Spectral Density Khung Frame Đáp ứng tần số Frequency Response Giao thoa giữa các ký tự Intersymbol Interference Đa khung Multi-frame Đa truy nhập Multiple Access Bộ ghép kênh, bộ hợp kênh Multiplexer Hiệu ứng xa - gần Near – Far Effect Kết nối, liên kết Link Đầu thu, phần thu Sender Đầu thu, phần thu, đích Sink Mã hoá nguồn Source Coding Ghép kênh phân chia theo thời gian Time Division Multiplexing Bộ phát, khối phát Transmitter 4 . . . . . . . . . Mục lục Các từ viết tắt 3 Bảng đối chiếu thuật ngữ Anh - Việt 4 Mục lục 5 Mục lục hình vẽ 6 Mục lục bảng biểu 7 Chương 1 Giới thiệu 1 Chương 2 Hàng đợi – Các hệ thống thời gian liên tục 2 Chương 3 Mạng hàng đợi 36 Chương 4 Định tuyến trong mạng thông tin 37 Chương 5 Điều khiển luồng và chống tắc nghẽn 86 Chương 6 Kỹ thuật mô phỏng 128 Tài liệu tham khảo 136 5 . . . . . . . . . Mục lục hình vẽ Hình 2-1 Mô hình chung của hệ thống hàng đợi 2 Hình 2-2: Ví dụ về mạng hàng đợi mở 3 Hình 2-3 Ví dụ về mạng hàng đợi đóng 3 Hình 2-4 Hệ thống hàng đợi đơn giản 5 Hình 2-5. Các sự kiện đến trong thời gian Δt 6 Hình 2-6: Các sự kiện đi trong thời gian Δt 6 Hình 2-7 Khoảng thời gian sử dụng để định nghĩa tiến trình 13 Hình 2-8 15 Hình 2-9. Chuỗi Markov của một quá trình sinh-tử 17 Hình 2-10 Chuỗi Markov của hàng đợi M/M/1 18 Hình 2-11 20 Hình 2-12 20 Hình 2-13 Lưu lượng mang (mật độ)( bằng số thiết bị bận) là một hàm thời gian (đường cong C). Lưu lượng trung bình trong khoảng thời gian T (đường cong D) 22 Hình 2-14 Thuật toán xếp hàng theo mức ưu tiên 31 Hình 2-15 Xếp hàng cân bằng trọng số 32 Hình 2-16 Một số loại hàng đợi đơn server thường gặp 34 Hình 4-17. Hàng chờ bên trong router 40 Hình 4-18. Duyệt cây 42 Hình 4-19. Các thành phần 46 Hình 4-20. Phép tính Minimum Spanning Tree ( MST) 54 6 . . . . . . . . . Mục lục bảng biểu 7 Chương 1 Giới thiệu 1.1. Mục đích của việc mô hình hóa và đánh giá đặc tính hoạt động của hệ thống 1.2. Các khái niệm cơ bản trong hệ thống thong tin 1.3. Các bước và phương pháp đánh giá một mạng thông tin 1.3.1. Đo đạc, thu tập kế quả thống kê 1.3.2. Mô hình hóa toán học 1.3.3. Mô phỏng 1.4. Các công cụ phục vụ cho việc đánh giá chất lượng hoạt động của mạng Chương 2 Hàng đợi – Các hệ thống thời gian liên tục 2.1. Giới thiệu lý thuyết hàng đợi 2.1.1. Hàng đợi và đặc điểm Trong bất cứ một hệ thống nào thì khách hàng đi đến các điểm cung cấp dịch vụ và rời khỏi hệ thống khi dịch vụ đã được cung cấp. Ví dụ: Các hệ thống điện thoại: khi số lượng lớn khách hàng quay số để kết nối đến một trong những đường ra hữu hạn của tổng đài. Trong mạng máy tính: khi mà gói tin được chuyển từ nguồn tới đích và đi qua một số lượng các nút trung gian. Hệ thống hàng đợi xuất hiện tại mỗi nút ở quá trình lưu tạm thông tin tại bộ đệm. Hệ thống máy tính: khi các công việc tính toán và tuyến làm việc của hệ thống yêu cầu dịch vụ từ bộ xử lý trung tâm và từ các nguồn khác. Những tình huống này được diễn tả bằng hình vẽ sau: Hình 2-1 Mô hình chung của hệ thống hàng đợi  Người ta mô tả tiến trình đến và tiến trình phục vụ như thế nào?  Hệ thống có bao nhiêu server?  Có bao nhiêu vị trí đợi trong hàng đợi?  Có bất kỳ quy tắc nội bộ đặc biệt nào không (yêu cầu dịch vụ, mức độ ưu tiên, hệ thống còn rỗi không)? Đặc điểm của hệ thống hàng đợi Miêu tả của tiến trình đến (phân bố khoảng thời gian đến) Miêu tả của tiến trình phục vụ (phân bố thời gian phục vụ) Số lượng server Số lượng các vị trí đợi Các quy tắc hàng đợi đặc biệt: 2  Quy tắc phục vụ (FCFS, LCFS, RANDOM)  Thời gian rỗi (phân bố thời gian rỗi, khi mà thời gian rỗi bắt đầu )  Mức độ ưu tiên  Những luật khác Với một mạng cụ thể của hàng đợi gồm có các thông tin sau:  Sự kết hợp giữa các hàng đợi  Chiến lược định tuyến: Xác định (Deterministic) Dựa vào một lớp Thống kê  Xử lý nghẽn mạng (khi bộ đệm tại đích bị đầy) Số lượng khách hàng bị suy giảm Hàng đợi gốc bị nghẽn Tái định tuyến Chúng ta sẽ xem xét ví dụ về các mạng hàng đợi đơn giản khác Hình 2-2: Ví dụ về mạng hàng đợi mở Hình 2-3 Ví dụ về mạng hàng đợi đóng 3 [...]... thống kê cơ bản 2.2.1 Tiến trình điểm Các tiến trình đến là một tiến trình điểm ngẫu nhiên, với tiến trình này chúng ta có khả năng phân biệt hai sự kiện với nhau Các thông tin về sự đến riêng lẻ (như thời gian phục vụ, số khách hàng đến) không cần biết, do vậy thông tin chỉ có thể dùng để quyết định xem một sự đến có thuộc quá trình hay không 10 Mô tả tiến trình Chúng ta xem xét qui luật của tiến trình. .. những tiến trình điểm ứng dụng khác đều là dạng tổng quát hoá hay dạng sửa đổi của tiến trình Poisson Tiến trình Poisson mô tả rất nhiều tiến trình trong đời sống thực tế, do nó có tính ngẫu nhiên nhất 12 Đặc tính của tiến trình Poisson : Những đặc tính cơ bản của tiến trình Poisson là:  Tính dừng  Tính độc lập tại mọi thời điểm  Tính đều đặn Hai tính chất sau là tính chất cơ bản, từ đó tiến trình Poisson... của tiến trình đến và tiến trình phục vụ, còn có thêm các giả thiết sau:  Tiến trình đến là tiến trình Poisson với tham số λ  Khoảng thời gian đến phân bố theo hàm mũ với tham số 1/λ  Thời gian phục vụ phân bố theo hàm mũ với tham số 1/µ  Tiến trình đến là độc lập với tiến trình phục vụ và ngược lại Để phân tích hệ thống hàng đợi cần hiểu khái niệm “Trạng thái hệ thống” Có thể định nghĩa thông qua... biểu diễn tiến trình Poisson, đó là:  Biểu diễn số: là số các sự kiện đến trong một khoảng thời gian với độ dài cố định được phân bố theo tiến trình Poisson  Biểu diễn khoảng thời gian: là các khoảng thời gian X i giữa các sự kiện liên tiếp nhau được phân bố theo hàm mũ Tiến trình đến Poisson sử dụng trong lưu lượng viễn thông của mạng chuyển mạch gói và mạng máy tính Thêm vào đó tiến trình Poisson... tiến trình Markov hay tiến trình không nhớ) Er: Tiến trình Erlang bậc r Hr: Tiến trình siêu số mũ bậc r D: Tiến trình tất định (deterministic) G: Tiến trình chung Tiến trình phục vụ Thời gian mà mỗi công việc tiêu tốn cần thiết tại server gọi là thời gian phục vụ Các thời gian phục vụ thường giả thiết là các biến số ngẫu nhiên IID Các tiến trình phục vụ thông dụng nhất cũng giống như thời gian đến Số lượng... các bản tin đến tốc độ 240bản tin/ phút Độ dài bản tin có phân bố hàm mũ với chiều dài trung bình là 100 ký tự Tốc độ truyền bản tin đi khỏi hệ thống là 500 ký tự/giây Tính các tham số sau :  Thời gian trung bình của bản một tin trong hệ thống  Số bản tin trung bình trong hệ thống  Tính chiều dài hàng đợi và thời gian đợi trung bình Bài giải: Xét hệ thống M/M/1: Tốc độ đến λ = 240 = 4 bản tin/ giây... bởi : Tiến trình đến Nếu các khách hàng đến vào các thời điểm t1, t2 … tj thì các biến số ngẫu nhiên Pj=tj-tj-1 được gọi là các thời điểm giữa các lần đến Các thời điểm này thường được giả thiết là các biến số ngẫu nhiên độc lập và được phân bố đồng nhất IID (Independent and Identycally distributed) Các tiến trình đến thông dụng nhất là : M: Tiến trình mũ (là tiến trình Markov hay tiến trình không... 18) Các cách tiếp cận đã trình bày được sử dụng để phân tích bất kỳ một hệ thống hàng đợi đều phải có các giả thiết sau:  Tiến trình đến là tiến trình poisson, có nghĩa là khoảng thời gian đến được phân bố theo hàm mũ  Tiến trình đến với tốc độ đến thay đổi  Hệ thống có một hoặc nhiều server  Thời gian phục vụ có dạng phân bố hàm mũ  Tiến trình đến là độc lập với các tiến trình phục vụ và ngược... với λ∆t . Cơ sở mạng thông tin Giáo trình dành cho sinh viên đại học ngành Điện tử - Viễn thông Khoa Điện tử Viễn Thông Trường Đại học Bách khoa Hà nội . . . . . . . . . 2 . . . . . . . . . Các. niệm thống kê cơ bản 2.2.1. Tiến trình điểm Các tiến trình đến là một tiến trình điểm ngẫu nhiên, với tiến trình này chúng ta có khả năng phân biệt hai sự kiện với nhau. Các thông tin về sự đến. không cần biết, do vậy thông tin chỉ có thể dùng để quyết định xem một sự đến có thuộc quá trình hay không. 10 Mô tả tiến trình Chúng ta xem xét qui luật của tiến trình điểm thông thường, nghĩa