Nghiên cứu về ảnh hưởng của môi trường truyền vào hiệu năng TCP trong mạng WLAN

- 1 -
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG




ĐOÀN THÙY DƯƠNG


NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG
TRUYỀN VÀO HIỆU NĂNG TCP TRONG MẠNG WLAN

CHUYÊN NGÀNH: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH
MÃ SỐ: 60.48.15

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TSKH HOÀNG ĐĂNG HẢI



HÀ NỘI - 2012
- 2 -

MỞ ĐẦU
Mạng Internet là mạng máy tính rộng lớn sử dụng nhiều
công nghệ khác nhau. Kết nối có dây (Wireline) đôi khi gây ra rất
nhiều khó khăn cho người sử dụng khi di chuyển hay lắp đặt tại nơi
có địa hình phức tạp, Xuất phát từ yêu cầu mở rộng Internet thân
thiện hơn với người sử dụng, mạng WLAN được nghiên cứu và triển

khai ứng dụng trong thực tế.
Mạng WLAN ra đời thực sự là một bước tiến vượt bậc của
công nghệ mạng. Hiện nay đã phổ biến trên toàn thế giới, mang lại
rất nhiều lợi ích cho người sử dụng, nhất là khả năng di động của nó.
Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức
cốt lõi trong bộ giao thức TCP/IP. Giao thức này đảm bảo chuyển
giao dữ liệu tới nơi nhận một cách đáng tin cậy và đúng thứ tự trong
mạng truyền thống. Giao thức TCP cũng được sử dụng cho mạng
không dây, cụ thể ở đây là mạng WLAN. TCP được thiết kế ban đầu
cho mạng có dây, chưa xét đến các yếu tố có thể tác động vởi môi
trường truyền vô tuyến như biến đổi kênh truyền, di động,… Do đó,
sử dụng TCP trong kết nối Internet di động qua WLAN cần xét đến
các yếu tố ảnh hưởng của môi trường truyền như: tài nguyên mạng
có hạn, sự biến động kênh truyền, nhiễu,…Đặc biệt, những yếu tố
mới phát sinh như: biến thiên của lưu lượng Internet, yêu cầu đa
dạng của dịch vụ mới có tác động lớn đến hiệu năng TCP và do đó
ảnh hưởng không nhỏ tới chất lượng dịch vụ mạng.
- 3 -
Vì vậy, tác giả đã chọn hướng nghiên cứu ảnh hưởng của
môi trường truyền vào hiệu năng TCP trong mạng WLAN trong luận
văn này. Trên cơ sở đó, luận văn đánh giá các tác động của môi
trường truyền và hiệu năng TCP trong WLAN để có thể có hướng cải
thiện chất lượng truyền, nâng cao hiệu năng mạng. Nội dung của bài
cũng so sánh, đánh giá một số phương pháp điển hình để nâng cao
hiệu năng giao thức TCP và thực hiện mô phỏng đánh giá hiệu năng.
Luận văn bao gồm ba chương chính và phần kết luận, cụ thể
như sau:
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về mạng WLAN và hiệu
năng TCP. Trình bày các khái niệm về bộ giao thức TCP/IP, WLAN
và hiệu năng giao thức, vấn đề về truyền tin TCP trong mạng cục bộ

không dây.
Chương 2: Nghiên cứu tác động của môi trường không dây
đến hiệu năng TCP. Nghiên cứu các đặc điểm của yếu tố môi trường
truyền tác động mới như: biến thiên lưu lượng, đa dịch vụ, tính di
động. Mô hình hóa các tác động mới của môi trường vào hiệu năng
TCP.
Chương 3: Thực hiện mô phỏng các tác động của môi trường
và đánh giá hiệu năng giao thức TCP trong mạng WLAN. Luận văn
trình bày về một cải tiến giao thức TCP trong WLAN, thực hiện mô
phỏng để đánh giá khả năng duy trì hiệu năng trong các điều kiện
môi trường về nhiễu, đánh giá mức độ chịu lỗi của giao thức trong
các điều kiện trên.
Để hoàn thành nội dung luận văn tác giả xin tỏ lòng biết ơn
đến PGS.TSKH Hoàng Đăng Hải đã tận tình chỉ bảo trong suốt quá
trình tác giả thực hiện luận văn của mình.

- 4 -
Chương 1 - NGHIÊN CỨU VỀ MẠNG WLAN VÀ
HIỆU NĂNG TCP
1.1. Khái niệm về TCP/IP, WLAN và hiệu năng giao thức
1.1.1. Mô hình tham chiếu TCP/IP
1.1.2. Bộ giao thức TCP/IP
Bộ giao thức TCP/IP bao gồm hai giao thức chính là IP và
TCP. Giao thức liên mạng IP cung cấp cho giao thức TCP ở tầng
trên nó dịch vụ vận chuyển dữ liệu qua liên mạng, làm cho TCP
không cần phải biết về con đường vận chuyển dữ liệu từ nguồn đến
đích. Giao thức TCP sử dụng cơ chế điều khiển lưu lượng, tắc nghẽn
và lỗi từ hai đầu của kết nối để vận chuyển thông tin trên Internet
một cách hiệu quả và tin cậy.
Giao thức TCP chuẩn gồm có 4 thuật toán liên quan lẫn nhau.

Bốn thuật toán bao gồm :
- Thuật toán khởi đầu chậm.
- Thuật toán tránh tắc nghẽn.
- Thuật toán truyền lại nhanh.
- Thuật toán khôi phục nhanh.
1.1.3. Khái niệm về WLAN
Mạng WLAN (Wireless Local Area Network) là một mạng
dùng để kết nối hai hay nhiều máy tính với nhau mà không sử dụng
dây dẫn. WLAN dùng công nghệ trải phổ, sử dụng sóng vô tuyến
cho phép truyền thông giữa các thiết bị trong một vùng nào đó gọi là
Basic Service Set.
Ưu điểm của WLAN:
- 5 -
Sự tiện lợi,khả năng di động, hiệu quả, triển khai rất dễ, khả năng
mở rộng,
Nhược điểm của WLAN:
Bảo mật, phạm vi, độ tin cậy, tốc độ,…
1.1.4. Khái niệm hiệu năng giao thức
Theo nghĩa chung, hiệu năng là một độ đo công việc mà một
hệ thống thực hiện được. Hiệu năng chủ yếu được xác định bởi sự
kết hợp của các nhân tố: tính sẵn sàng để dùng (availability), thông
lượng (throughput) và thời gian đáp ứng (response time).
Các độ đo hiệu năng mạng
Có thể phân các độ đo hiệu năng thành hai loại: các độ đo
hướng tới người sử dụng và các độ đo hướng tới hệ thống.
Có nhiều phương pháp đánh giá hiệu năng mạng máy tính,
có thể chia chúng làm ba loại: Mô hình giải tích, Mô hình mô phỏng
và Đo hiệu năng.
1.2. Truyền tin với TCP trong mạng cục bộ không dây
1.2.1. Cấu trúc gói tin TCP

1.2.2. Phương thức truyền tin TCP trong WLAN
1.3. Mô phỏng đánh giá hiệu năng giao thức
1.3.1. Cơ bản về mô phỏng mạng bằng chương trình máy
tính
Hoạt động của mạng máy tính có thể xem là một dãy các sự
kiện xảy ra liên tiếp, tại các thời điểm xác định, rời rạc. Bằng cách sử
dụng máy tính điện tử số, chúng ta có thể xây dựng các mô-đun
chương trình phần mềm để mô phỏng các thành phần khác nhau của
- 6 -
mạng thực cũng như hành trạng của chúng. Các mô-đun này được
kết hợp với nhau tạo thành bộ mô phỏng.
1.3.2. Bộ mô phỏng mạng NS (Network Simulator)
Bộ mô phỏng mạng NS (Network Simulator) được phát triển
từ bộ mô phỏng REAL (Realistic and Large) của S. Keshav từ năm
1989. Các phiên bản tiếp theo của NS ra đời sau năm 1997, thường
gọi bộ mô phỏng là NS-2. Đây là một máy mô phỏng vận hành bởi
các sự kiện rời rạc (discrete-event-driven simulation engine), có tính
chất tuần tự.
Các thành phần của bộ chương trình mô phỏng NS
Trong bộ chương trình mô phỏng mạng NS, chương trình mô
phỏng NS là thành phần chính.
Thành phần thứ hai là các công cụ hiển thị trực quan NAM
và XGRAPH. NAM là công cụ hiển thị.
NS đưa kết quả ra tệp vết (trace file) là các tệp chứa thông
tin vết của các sự kiện trong thời gian tiến hành chạy mô phỏng.
Lập trình mô phỏng bằng NS
1. Các thao tác đối với bộ lập lịch các sự kiện
2. Tạo ra mạng
3. Chọn thuật toán định tuyến
4. Tạo ra kết nối và lưu lượng

5. Đưa mô-đun sinh lỗi vào đường truyền của mạng mô phỏng
6. Ghi lại vết của mô phỏng (Tracing) để xử lý và phân tích sau
- 7 -
7. Ghi lại vết của các sự kiện để hiển thị trực quan bằng chương
trình NAM
1.4. Một số vấn đề về truyền tin với TCP trong mạng không dây
Giao thức lớp vận chuyển (TCP) đã được thiết kế để thực
hiện tốt cho mạng có dây, tuy nhiên lại phát sinh một số vấn đề khi
truyền tin trong mạng không dây. Các hạn chế cơ bản bao gồm: tỉ lệ
lỗi bit của kênh truyền dẫn cao, trễ truyền dẫn lớn và tính bất đối
xứng của đường truyền. Ngoài ra còn một số vấn đề mới phát sinh
như biến đổi kênh truyền, tài nguyên hạn hẹp, tính đa dạng của dịch
vụ…
Vì những vấn đề nêu trên, việc nghiên cứu tác động của môi
trường truyền không dây WLAN đến hiệu năng TCP là điều thực sự
cần thiết nhằm hiểu được bản chất suy giảm hiệu năng TCP và có
biện pháp cải thiện thích hợp. Đó cũng là nội dung nghiên cứu chủ
yếu của bài sẽ được trình bày tiếp trong 2 chương tiếp theo.
- 8 -
Chương 2 - TÁC ĐỘNG CỦA MÔI TRƯỜNG
KHÔNG DÂY WLAN ĐẾN HIỆU NĂNG TCP
2.1. Ảnh hưởng của các yếu tố trong môi trường truyền WLAN
lên hiệu năng TCP.
Giao thức TCP hoạt động rất tốt, ổn định trong các mạng
kiểu truyền thống. Tuy nhiên, khi giao thức TCP ứng dụng cho mạng
không dây, các đặc tính cơ bản của đường truyền không dây ảnh
hưởng đánh kể đến hiệu năng của giao thức TCP. Vì vậy, chương
này nghiên cứu ảnh hưởng của đường truyền không dây lên hiệu
năng TCP để thấy rõ sự cần thiết phải cải thiện hiệu năng của TCP
trong mạng không dây cụ thể là mạng WLAN.

2.1.1. Ảnh hưởng của kích thước cửa sổ TCP
Mục tiêu của cửa sổ phát là cho phép phía thu TCP kiểm
soát xem có bao nhiêu dữ liệu được phát đi tại một thời điểm nhất
định. Phía thu báo kích thước cửa sổ tới phía phát, đó là số đơn vị dữ
liệu mà phía phát có thể phát.
Rõ ràng là khi kích thước cửa sổ phía thu nhỏ (do hạn chế về
buffer ) sẽ làm hạn chế tốc độ phát. Kích thước của cửa sổ tắc
nghẽn và cửa sổ nhận sẽ quyết định hiệu năng của TCP. Các yếu tố
quyết định kích thước và tốc độ thay đổi của cửa sổ tắc nghẽn là:
1. RTT
2. Xác suất gói bị lỗi hay mất gói
3. Băng thông đầu cuối tới đầu cuối
- 9 -
Kích thước của cửa sổ tắc nghẽn tỷ lệ nghịch với giá trị của
3 đại lượng trên. Như vậy để tăng thông lượng của TCP, ta có thể
nâng cao chất lượng mạng như giảm RTT và xác suất lỗi.
2.1.2. Ảnh hưởng của đặc tính lỗi đường truyền không dây
đến hiệu năng TCP
Tỷ suất lỗi bit (BER) của đường truyền không dây cao hơn
rất nhiều so với BER của các đường truyền có dây. Tỉ suất lỗi bit cao
trên các đường truyền không dây gây ra do sự kết hợp của nhiều yếu
tố: hiện tượng fading, do địa hình, do các yếu tố môi trường và do
can nhiễu của các tín hiệu khác được truyền trong không trung. Các
lỗi đường truyền này thường gây ra sự bùng nổ số gói số liệu bị mất
và dẫn đến sự gián đoạn của kết nối. Việc mất gói số liệu gây ra sự
phát lại hoặc hết giờ và điều đó lại kích hoạt cơ chế khởi động chậm
(SS), làm giảm mạnh tốc độ truyền, dẫn đến làm giảm trầm trọng
thông lượng.
2.1.3. Ảnh hưởng của sự gián đoạn kết nối thường xuyên đến
hiệu năng TCP

Có rất nhiều tình huống trong đó việc chuyển cuộc gọi mềm
từ điểm truy cập này đến điểm truy cập khác không thể thực hiện
được. Bản thân sự di động cũng có thể làm mất các gói số liệu khi
người dùng di động ra khỏi vùng thu/phát tin cậy của các trạm cơ sở.
Tác động đồng thời của tỉ suất lỗi bit cao và sự kết nối hay bị
đứt đoạn của các đường truyền không dây lên hiệu năng của giao
thức TCP đã được nhiều người nghiên cứu, trong đó phải kể đến một
- 10 -
trong những những người đi tiên phong là R. Yavatka và N.
Bhagawat [13]. Một mạng thí nghiệm đã được xây dựng, như được
mô tả trên hình 2.1 như sau.
Hình 2.1 Mạng để nghiên cứu thực nghiệm về liên mạng
di động
Một thí nghiệm truyền một file kích thước 100KB giữa một
máy tính di động và một máy tính cố định, qua một kết nối TCP
thông thường.
Bảng 2.1 Thời gian truyền trung bình (s)
Thời gian dừng do Tỉ lệ gói số liệu bị mất (%)
Chuyển cuộc gọi 0 % 5 % 10 %
0 s 21.7 [19.3, 24.1] 34.4 [30.6, 38.2] 63.3 [53.0, 73.6]
1 s 31.7 [27.6, 35.9] 44.6 [40.9, 48.3] 56.6 [50.0, 62.7]
2.8 s 32.6 [29.2, 36.0] 52.1 [45.6, 58.6] 88.7 [77.6, 99.7]
5 s 36.7 [34.0, 39.3] 69.8 [60.1, 79.6] 99.9 [86.6, 113.1]
- 11 -
Bảng 2.2 là các kết quả từ thời gian truyền trung bình. Tốc
độ truyền trung bình (Kbps) = 100KB * 8 / Thời gian truyền trung
bình (s).
Bảng 2.2 Tốc độ truyền trung bình (Kbit/s)
Thời gian dừng do Tỉ lệ gói số liệu bị mất (%)
Chuyển cuộc gọi 0 % 5 % 10 %

0 sec 36.9 23.3 12.6
1 sec 25.2 17.9 14.1
2.8 sec 24.5 15.4 9.0
5 sec 21.8 11.5 8.0

Các kết quả trên bảng 2.2 được biểu diễn dưới dạng đồ thị hình 2.2.











Hình 2.2 Ảnh hưởng của tỉ suất lỗi bit (BER) cao và Sự chuyển
cuộc gọi đến hiệu năng của TCP
2.2. Các cơ chế cải thiện hiệu năng TCP trong mạng không dây
Trong mạng có đường truyền không dây, sự mất gói chủ yếu
là do lỗi đường truyền hoặc do sự chuyển cuộc gọi gây trễ quá dài,
chứ không phải là do tắc nghẽn mạng. Có hai giải pháp đó là: Che
- 12 -
giấu phần mạng hay làm mất gói số liệu do lỗi đường truyền và giải
pháp cải tiến TCP bằng các cơ chế thông báo rõ ràng về nguyên nhân
mất gói số liệu, giúp cho TCP có thể phân biệt được các kiểu mất gói
số liệu khác nhau.
2.2.1 Che giấu phần mạng gây ra mất gói số liệu do lỗi
đường truyền

Phương pháp này che giấu sự mất gói số liệu không phải do
tắc nghẽn, không cho bên gửi của kết nối TCP phát hiện ra.
2.2.1.1 Các giải pháp ở tầng Liên kết dữ liệu
2.2.1.2 Các giải pháp ở tầng giao vận
2.2.2 Thông báo rõ ràng về nguyên nhân mất gói số liệu
Thông báo rõ việc mất gói số liệu – ELN (Explicit Loss Notification)
Thông báo rõ về tắc nghẽn - ECN (Explicit Congestion Notification)
2.3. So sánh một số kết quả đánh giá hiệu năng giao thức TCP
trong mạng WLAN
2.3.1. Các cải tiến giao thức TCP trong mạng WLAN
TCP New Reno
TCP Vegas
TCP Veno
TCP Westwood
BIC (Binary Increase Congestion control)
- 13 -
2.3.2. Một số kết quả mô phỏng so sánh các cải tiến TCP
trong WLAN
Các mô phỏng này có xét đến những ảnh hưởng của lỗi kết
nối không dây và tắc nghẽn đường truyền. Kết quả mô phỏng được
thể hiện trong hình 2.3 và hình 2.4 tương ứng.

Hình 2.3 Ảnh hưởng lỗi kênh và tắc nghẽn đường truyền không
dây đối với thông lượng TCP
- 14 -

Hình 2.4 Ảnh hưởng lỗi kênh và tắc nghẽn đường truyền không
dây đối với thông lượng TCP trong mạng không dây không đồng
nhất
Hình 2.5 chỉ ra các biến thể TCP phản ứng đến tắc nghẽn ở

phần cố định của mạng không dây cho các mức độ tắc nghẽn khác
nhau.

- 15 -
Hình 2.5 Thông lượng so với kích thước hàng đợi cho liên kết nút
cổ chai trong mạng không dây.
2.4. Kết chương 2
Trong chương 2, luận văn đã thực hiện nghiên cứu tác động
của môi trường truyền không dây WLAN đến hiệu năng TCP. Luận
văn đã phân tích ảnh hưởng của kích thước cửa sổ TCP, ảnh hưởng
của đặc tính lỗi đường truyền không dây và gián đoạn kết nối thường
xuyên của môi trường không dây đến hiệu năng TCP. Tiếp đó, luận
văn đã trình bày một số cơ chế cải thiện hiệu năng TCP cho mạng
không dây, một số kết quả mô phỏng thử nghiệm đánh giá hiệu năng
TCP cho một số cải tiến giao thức TCP trong mạng không dây
WLAN.
- 16 -
Chương 3 – MÔ PHỎNG CÁC TÁC ĐỘNG CỦA
MÔI TRƯỜNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG GIAO
THỨC TCP TRONG WLAN
Chương này nghiên cứu cơ chế Snoop TCP, được thực hiện
cho giao thức TCP và nghiên cứu ảnh hưởng của các mức độ lỗi
khác nhau của đường truyền không dây lên hiệu năng của Snoop
TCP.
3.1 Giới thiệu
3.2 Snoop TCP
Mục đích của cơ chế Snoop TCP là cải thiện hiệu năng của
giao thức TCP trong mạng không dây mà không phải sửa đổi các
giao thức TCP, đồng thời cho phép tích hợp dễ dàng các thiết bị
truyền thông di động đang truyền thông qua các đường truyền không

dây với phần còn lại của Internet. Snoop TCP được thực hiện bằng
cách sửa lại phần mềm tầng mạng của Internet tại trạm cơ sở, BS và
tại các trạm di động, MH.

Hình 3.1. Nguyên lý hoạt động của Snoop TCP
Snoop agent bao gồm hai thủ tục (mô-đun chương trình) gắn kết
với nhau là snoop_data() và snoop_ack(). Trong đó Snoop_data() xử
- 17 -
lý và nhớ đệm các gói số liệu gửi đến cho MH; còn snoop_ack() xử
lý các biên nhận do MH gửi đi và sẽ tiến hành phát lại cục bộ các gói
số liệu trên chặng từ BS đến MH. Các thuật toán trong hai thủ tục
trên được trình bày bằng các lưu đồ trên hình 3.2 và 3.3 và được giải
thích vắn tắt dưới đây.
3.2.1 Snoop data
Gói số liệu của giao thức TCP được xác định một cách duy
nhất bởi số thứ tự của byte đầu tiên và kích thước của gói số liệu đó.
Tại BS, agent Snoop luôn theo dõi sát số thứ tự gói số liệu mới nhất
mà nó thấy trên kết nối và dựa vào số thứ tự gói số liệu đến để xử lý
chúng theo các cách thích hợp. Lưu đồ thuật toán của thủ tục
snoop_data() được thể hiện như hình 3.2

Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán của thủ tục snoop_data()
- 18 -
3.2.2 Snoop ACKs
Thủ tục Snoop_ack() giám sát và xử lý các biên nhận
(ACKs) do MH gửi trở lại và thực hiện các hành động khác nhau tuỳ
thuộc vào loại và số biên nhận nó nhận được (có ba loại biên nhận).
Lưu đồ thuật toán của thủ tục Snoop_ack() được thể hiện trên hình
3.3

Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán của thủ tục snoop_ack()
3.3. Mô phỏng so sánh hiệu năng TCP thông thường và Snoop
TCP
Trong phần này, tác giả trình bày kết quả mô phỏng so sánh
hiệu năng của giao thức TCP với Snoop TCP và TCP thông thường.
- 19 -
3.3.1. Cấu hình mạng
Các tham số mô hình TCP: Các tham số TCP sử dụng cho
các mô hình TCP trong mạng WLAN được mô tả trong bảng 3.1

Hình 3.4 Mạng mô phỏng
Bảng 3.1 Các tham số mô hình TCP
Các tham s
ố TCP

Giá tr
ị

Kích thư
ớc Segment tối đa (bytes)

2.264

Kích thư
ớc bộ đệm b
ên nh
ận (bytes)

8.760

Tr
ễ ACK

t
ối đa

0,2

Truy
ền nhanh

Enable

Khôi ph
ục nhanh

Enable

ACK l
ựa chọn (SACK)

Disable

Thi
ết lập RTO

1,0

RTO t
ối thiểu

0,5

RTO t
ối đa

64

Th
ời gian khứ hồi RTT

0,125

Bảng 3.2 Các tham số WLAN
Các tham số WLAN Giá trị
Tốc độ dữ liệu 2 Mbps
Kích thước bộ đệm (bits) 256.000
Thời gian nhận tối đa (giây) 0,5
- 20 -
3.3.2. Mô phỏng
Kịch bản mô phỏng 1 (một máy di động tải dữ liệu lên):

Hình 3.5 Thời gian đáp ứng tải lên của file 100,000 bytes
Kết quả mô phỏng: Hình 3.5 chỉ ra rằng thời gian đáp ứng
tải lên file 100.000 bytes. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc cải
thiện hiệu năng tăng lên khi tỷ lệ lỗi gói tin tăng lên. Khi tỷ lệ lỗi gói
tin là 30% thì hiệu năng giao thức Snoop TCP được cải thiện ước
tính 68 lần. Sự cải thiện lớn này là do sự kết hợp của 2 yếu tố: Bộ
đệm gói dữ liệu và thời gian truyền lại cục bộ.
Kịch bản mô phỏng 2 (Nhiều máy MH tải dữ liệu xuống):

Kịch bản này được thiết kế để xác minh rằng giao thức
Snoop có thể xử lý nhiều kết nối cùng một lúc. Trong kịch bản này
giao thức Snoop ở máy chủ được kích hoạt.
- 21 -

Hình 3.6 Trung bình thời gian đáp ứng tải xuống
Kết quả mô phỏng hình 3.6 cho thấy thời gian tải trung bình
cho 2 máy di động. Sự giảm sút thời gian đáp ứng của các máy di
động ban đầu cho tỷ lệ lỗi gói từ 15% đến 20% là nguyên nhân chủ
yếu gây ra bởi sự mất gói ngẫu nhiên của mô hình PEG.
Có thể nhận thấy rằng thời gian tải xuống trung bình của 2
máy di động lớn hơn thời gian tải lên trong kịch bản 1. Đối với tỷ lệ
lỗi gói tin là 0%, kịch bản 1 yêu cầu 9,4 giây trong khi kịch bản 2
yêu cầu 17 giây. Nguyên nhân đó là do 2 máy di động tranh chấp tài
nguyên trên sóng vô tuyến.
Kịch bản mô phỏng 3 (Nhiều máy MH tải dữ liệu lên):
Máy di động 2 không được kích hoạt cấu hình giao thức
Snoop và máy di động 1 được kích hoạt cấu hình giao thức Snoop.
- 22 -

Hình 3.7 Thời gian đáp ứng tải lên của 2 máy di động
Máy di động sử dụng giao thức Snoop nhanh hơn so với
máy di động không sử dụng giao thức Snoop.
Kết quả mô phỏng cho thấy rằng Snoop TCP thực hiện một
cách chính xác và có thể làm tăng đáng kể hiệu năng truyền TCP mà
không cần sửa đổi các tầng khác của giao thức. Snoop cải thiện đáng
kể hiệu năng giao thức TCP bằng cách ngăn chặn việc giảm kích
thước cửa sổ tắc nghẽn của TCP. Kết quả còn cho thấy rằng máy tính
di động với giao thức Snoop có thể tồn tại đồng thời với các thiết bị
không Snoop.

3.3.3. Mô hình lỗi
3.4. Kết quả mô phỏng
3.4.1 Xác định thời gian mô phỏng cần thiết
Tiến hành các mô phỏng với thời gian mô phỏng bằng 20s,
40s, , 400s để xác định thời gian mô phỏng cần thiết.
- 23 -

Hình 3.9 Thông lượng chuẩn hoá đo được tương ứng với thời
gian mô phỏng
3.4.2 Đánh giá hiệu năng của Snoop TCP với các mức độ lỗi
đường truyền khác nhau
Mục tiêu là thực hiện một số mô phỏng để nghiên cứu kỹ
lưỡng ảnh hưởng của khoảng thời gian trung bình giữa hai gói số liệu
bị lỗi trong trạng thái đường truyền tốt và xấu lên thông lượng chuẩn
hoá của Snoop TCP và TCP thông thường. Các kịch bản mô phỏng
mạng WLAN có sử dụng Snoop TCP và không sử dụng Snoop TCP
được xây dựng. Các kết quả được cho trong bảng 3.4 và được biểu
diễn bằng đồ thị trên hình 3.10[1]. Khoảng cách giữa các gói số liệu
bị lỗi được tính theo đơn vị gói số liệu (packet).
Bảng 3.4 Thông lượng chuẩn hoá phụ thuộc vào mức độ lỗi
đường truyền

Kho
ảng cách giữa các gói số liệu bị lỗi

K
ịch bản mô phỏng

128

64

32

16

8

4

2

1

2.6

WLAN + snoop

0.93

0.93

0.92

0.92

0.92

0.90

0.89

0.85

0.89

WLAN + no
-
snoop

0.82

0.82

0.82

0.81

0.79

0.74

0.64

0.70

0.65

- 24 -

Hình 3.10 Thông lượng chuẩn hoá phụ thuộc vào khoảng cách
giữa các gói số liệu bị lỗi trong trạng thái đường truyền “xấu”
Từ các kết quả trình bày ở trên, có thể thấy rằng: Trong cả
hai kịch bản mô phỏng, thông lượng chuẩn hoá giảm khi tăng tỉ suất
lỗi gói số liệu.
Trong trường hợp mạng LAN với đường truyền không dây,
agent Snoop đã cải thiện thông lượng chuẩn hoá xấp xỉ 137%
(0.89/0.65).
3.5. Kết chương 3
Chương 3 đã tiến hành đánh giá hiệu năng dựa trên mô
phỏng đối với cơ chế Snoop TCP trong mạng LAN đường truyền
không dây nhằm đánh giá các tác động của môi trường đến hiệu năng
giao thức TCP. Các kết quả mô phỏng cho thấy Snoop TCP cải thiện
được hiệu năng giao thức TCP một cách đáng kể so với TCP thông
thường trong môi trường mạng không dây.
- 25 -
KẾT LUẬN
Luận văn đã thực hiện nghiên cứu về các vấn đề liên quan
đến hiệu năng TCP trong mạng WLAN, ảnh hưởng của môi trường
truyền vào hiệu năng TCP trong mạng WLAN.
Trên cơ sở nghiên cứu các tác động của môi trường truyền
dẫn không dây WLAN lên giao thức TCP, các giải pháp làm giảm sự
tác động đó hay cải thiện hiệu năng của giao thức TCP trong mạng
WLAN, luận văn đã thực hiện so sánh một số cơ chế cải thiện hiệu
năng TCP cho mạng không dây WLAN. Luận văn đã nghiên cứu cơ
chế cải thiện Snoop TCP và thực hiện mô phỏng đánh giá, so sánh
hiệu năng TCP thông thường và Snoop TCP. Các kết quả mô phỏng
cho thấy Snoop TCP cải thiện được đáng kể hiệu năng giao thức
TCP trong môi trường mạng không dây. Hai đại lượng đo hiệu năng
được sử dụng trong luận văn là thông lượng và độ trễ trung bình của

gói tin khi đi qua mạng.
Các kết quả đạt được của luận văn cụ thể như sau:
1. Nghiên cứu về giao thức TCP, truyền tin với TCP qua mạng cục
bộ không dây WLAN và một số vấn đề phát sinh khi truyền tin
với TCP qua WLAN.
2. Nghiên cứu, phân tích các tác động của môi trường truyền không
dây ảnh hưởng đến hiệu năng TCP; một số cơ chế cải thiện hiệu
năng TCP trong mạng có đường truyền không dây; so sánh ưu,
nhược điểm của các phương pháp.
3. Nghiên cứu cơ chế Snoop TCP. Tiến hành các kịch bản mô
phỏng để phân tích, đánh giá, so sánh hiệu năng của các biến thể