Tiểu luận mạng Tìm hiểu và mô phỏng hiệu suất một số hàng đợi tích cực

ĐỀ TÀI:
Tìm hiểu và mô phỏng hiệu suất một số hàng
đợi tích cực
NỘI DUNG
I. Đặt vấn đề.
I. Đặt vấn đề.
II. Giới thiệu một số hàng đợi tại Router
II. Giới thiệu một số hàng đợi tại Router
III.
III.
Mô phỏng trên NS2.
Mô phỏng trên NS2.

So sánh.

Nhận xét.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Việc truyền dữ liệu trong mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Việc truyền dữ liệu trong mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố:


trong đó có chiến lược cung cấp tài nguyên của mạng
trong đó có chiến lược cung cấp tài nguyên của mạng
(đường truyền, bộ nhớ đệm ).
(đường truyền, bộ nhớ đệm ).



Vấn đề tắc nghẽn trên mạng là điều không thể tránh khỏi khi
Vấn đề tắc nghẽn trên mạng là điều không thể tránh khỏi khi

mà nhu cầu truyền thông ngày càng tăng.
mà nhu cầu truyền thông ngày càng tăng.

Cần phải có cơ chế điều khiển tắc nghẽn.
Cần phải có cơ chế điều khiển tắc nghẽn.

Các cơ chế điều khiển tại nút mạng khá quan trọng trong
Các cơ chế điều khiển tại nút mạng khá quan trọng trong
việc tránh tắc ng
việc tránh tắc ng
h
h
ẽn, đảm bảo sự ổn định của mạng.
ẽn, đảm bảo sự ổn định của mạng.

Đề tài tìm hiểu và
Đề tài tìm hiểu và
mô phỏng
mô phỏng
một số hàng đợi tại bộ định
một số hàng đợi tại bộ định
tuyến, nhằm đưa ra kết luận và có sự lựa chọn phù hợp cho
tuyến, nhằm đưa ra kết luận và có sự lựa chọn phù hợp cho
nhu cầu và đảm bảo sự ổn định, nâng cao hiệu năng cho
nhu cầu và đảm bảo sự ổn định, nâng cao hiệu năng cho
mạng.
mạng.
II. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER
1.
1.

DropTail
DropTail
(
(
Cơ chế quản lý hàng đợi bị động)
Cơ chế quản lý hàng đợi bị động)

“Hủy bỏ gói cuối hàng đợi” (Tail drop) xuất hiện khi một gói tin vào hàng đợi,
nhưng lúc này hàng đợi đầy. Bộ định tuyến sẽ hủy bỏ các gói tin sau đó.
Gói tin
đến
Bộ đệm
trống
Các gói
tin đợi
Gói tin
đến
Rơi
Gói tin truyền
tiếp theo
(a) Hàng đợi DropTail (b) Huỷ bỏ phần đuôi tại hàng đợi DropTail
2. RED (
2. RED (
Random Early Detection)
Random Early Detection)
-
-
Cơ chế quản lý hàng đợi tích
Cơ chế quản lý hàng đợi tích
cực)

cực)
Ý tưởng cơ bản của RED:
Ý tưởng cơ bản của RED:
Phát hiện sớm sự tắc nghẽn và chuyển thông báo tắc nghẽn
Phát hiện sớm sự tắc nghẽn và chuyển thông báo tắc nghẽn
tới các nguồn phát gói tin để giảm tốc độ truyền trước khi hàng đợi
tới các nguồn phát gói tin để giảm tốc độ truyền trước khi hàng đợi
trong mạng bị đầy,giảm việc rơi gói tin.
trong mạng bị đầy,giảm việc rơi gói tin.
II. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER (tt)
2. RED - Cơ chế quản lý hàng đợi tích cực
Bộ định tuyến cài đặt RED sử dụng hai giá trị là chặn trên
Bộ định tuyến cài đặt RED sử dụng hai giá trị là chặn trên
và chặn dưới để đánh dấu các vị trí trong hàng đợi:
và chặn dưới để đánh dấu các vị trí trong hàng đợi:
min
min
th
th


và
và


max
max
th
th
.

.
RED được mô tả bởi ba quy tắc để xác định vị trí của mỗi gói
RED được mô tả bởi ba quy tắc để xác định vị trí của mỗi gói
tin gửi đến:
tin gửi đến:

Nếu số lượng gói tin trong hàng đợi nằm trong giá trị
Nếu số lượng gói tin trong hàng đợi nằm trong giá trị
min
min
th
th


và max
và max
th
th
thì hủy bỏ gói tin một cách ngẫu nhiên tùy theo một
thì hủy bỏ gói tin một cách ngẫu nhiên tùy theo một
hàm xác suất p.
hàm xác suất p.

Nếu hàng đợi chứa ít gói tin hơn
Nếu hàng đợi chứa ít gói tin hơn
min
min
th
th
thì thêm gói tin mới

thì thêm gói tin mới
vào hàng đợi
vào hàng đợi


xác suất hủy bỏ là 0.
xác suất hủy bỏ là 0.

Nếu hàng đợi chứa nhiều gói tin hơn
Nếu hàng đợi chứa nhiều gói tin hơn
max
max
th
th
thì hủy bỏ
thì hủy bỏ
những gói tin mới
những gói tin mới


xác suất hủy bỏ là 1.
xác suất hủy bỏ là 1.
3. FQ (Fair Queue) - Hàng đợi cân bằng
3. FQ (Fair Queue) - Hàng đợi cân bằng
Ý tưởng cơ bản của FQ:
Ý tưởng cơ bản của FQ:
- Kĩ thuật này giải quyết vấn đề một số hàng đợi không được phục
- Kĩ thuật này giải quyết vấn đề một số hàng đợi không được phục
vụ trong một thời gian dài do tài nguyên dùng để phục vụ cho các
vụ trong một thời gian dài do tài nguyên dùng để phục vụ cho các

hàng đợi có độ ưu tiên cao hơn.
hàng đợi có độ ưu tiên cao hơn.
- Một số hàng đợi có thể bị đầy hơn các hàng đợi khác và chúng yêu
- Một số hàng đợi có thể bị đầy hơn các hàng đợi khác và chúng yêu
cầu phải được phục vụ nhiều hơn nhưng tất cả các hàng đợi được
cầu phải được phục vụ nhiều hơn nhưng tất cả các hàng đợi được
phục vụ một cách công bằng. Không xảy ra hiện tượng bỏ đói hàng
phục vụ một cách công bằng. Không xảy ra hiện tượng bỏ đói hàng
đợi.
đợi.
II. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER (tt)
4. Blue - Hàng đợi tích cực
4. Blue - Hàng đợi tích cực
Ý tưởng chính của BLUE là dựa trực tiếp trên sự mất gói
Ý tưởng chính của BLUE là dựa trực tiếp trên sự mất gói
tin và việc sử dụng các liên kết hơn là trên các độ dài
tin và việc sử dụng các liên kết hơn là trên các độ dài
trung bình hàng đợi tức thời.
trung bình hàng đợi tức thời.
- BLUE duy trì một xác suất duy nhất p
- BLUE duy trì một xác suất duy nhất p
m
m
để đánh dấu gói
để đánh dấu gói
tin, sau đó tùy tình hình thực tế mà nó tăng hoặc giảm xác
tin, sau đó tùy tình hình thực tế mà nó tăng hoặc giảm xác
xuất p
xuất p
m

m
đó.
đó.
II. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER (tt)
FTP
CBR
4
7
1
2
5 6
9
FTP
1
0
M
b
s
/
1
0
m
s
1
0
M
b
s
/
2

0
M
s
TCP sink-1
1Mbs/20Ms
1
M
b
s
/
2
0
M
s
1
M
b
s
/
2
0
M
s
1
M
b
s
/
2
0

m
s
FTP
3
5
M
b
s
/
1
0
m
s
TCP-1
TCP-2
TCP-3
UDP-4
8
TCP sink-2
TCP sink-3Null-4
1
M
b
s
/
2
0
M
s
Mô hình mô phỏng

Router -1
Router -2
Mô hình mô phỏng trên NS2
1. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Droptail
Thông tin mô phỏng
Độ trễ End2End (giây)
2. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED
Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R
1
) có các tham số:
thresh_ 5.000000
maxthresh_ 15.000000
mean_pktsize_ 500
q_weight_ 0.002000
linterm_ 10.000000
2. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED
thresh_ 5.000000
maxthresh_ 15.000000
mean_pktsize_ 1000
q_weight_ 0.002000
linterm_ 10.000000
Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R
2
) có các tham số:
2. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED
thresh_ 5.000000
maxthresh_ 30.000000
mean_pktsize_ 500
q_weight_ 0.002000
linterm_ 10.000000

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R
3
) có các tham số:
2. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED
thresh_ 5.000000
maxthresh_ 30.000000
mean_pktsize_ 1000
q_weight_ 0.002000
linterm_ 10.000000
Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R
4
) có các tham số:
Nhận xét:
3. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi FQ
Thông tin mô phỏng
Độ trễ End2End (giây)
ĐỒ THỊ THỂ HIỆN THÔNG LƯỢNG GÓI TIN CỦA HÀNG ĐỢI FQ
THỜI GIAN MÔ PHỎNG (Sec)
ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN THÔNG LƯỢNG CÁC GÓI TIN
Thông lượng các gói tin nhận
Thông lượng các gói tin gửi
Thông lượng các gói tin rơi
4. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi SFQ
Thông tin mô phỏng
Độ trễ End2End (giây)
ĐỒ THỊ THỂ HIỆN THÔNG LƯỢNG GÓI TIN
THỜI GIAN MÔ PHỎNG (Sec)
ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN THÔNG LƯỢNG CÁC GÓI TIN
Thông lượng các gói tin nhận
Thông lượng các gói tin gửi

Thông lượng các gói tin rơi
4. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Blue
decrement 0.00025
increment 0.0025
dhold-time 100ms
ihold-time 100ms
Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (B
1
) Có các tham số:
4. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Blue
decrement 0.00025
increment 0.0025
dhold-time 500ms
ihold-time 500ms
Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (B
2
) Có các tham số:
4. Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Blue
decrement 0.0025
increment 0.025
dhold-time 100ms
ihold-time 100ms
Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (B
3
) Có các tham số:
Nhận xét: