Bài tập Đánh giá hiệu năng mạng

Môn : Đánh giá hiệu năng mạng
BO CO BÀI TẬP
•
Lớp cao hc KHMT B 2014 - 2016
•
Nhóm thực hiện: Nhóm 1B
BÀI TẬP 1
Hệ thống mạng gửi A=4500 gói tin trong thời gian T=90s. Số gói tin gửi thành công là C=3660 gói. Thời gian hệ
thống bận trong khoảng thời gian T là B=61s . Với mô hình sử dụng hệ thống xếp hàng đơn là M/M/1/K . Với kích
thước hàng đợi K = 9.
Tốc độ đến trung bình các gói tin : = (gói/s)
Tốc độ phục vụ của hàng đợi : =60 (gói/s)
Thông lượng của hệ thống (Tốc độ trung bình của các gói tin chuyển qua hệ thống) : X= 40.7
(gói/s)
Độ hiệu dụng trung bình : U= 0.68 ⟶ 68 %
U là xác suất để hệ thống xếp hàng là không rỗng và server phục vụ bận

BÀI TẬP 1
Mật độ lưu lượng : = =0.8 (Hiệu suất sử dụng dịch vụ/ khoảng thời gian server bận do phải xử lý)
Do ≠ 1 nên ta có :
Xác suất để một yêu cầu bị từ chối :
= =0.03
Số gói tin trung bình trong hệ thống :
N=- (k+1)= 2.79 (gói/s)
Số gói tin trung bình trong hàng đợi :
=+ = 2.09 (gói/s)

BÀI TẬP 1
Thời gian đợi trong hệ thống : T== 0.057 (s)
Thời gian đợi trong hàng đợi : == 0.043 (s)
Thời gian trung bình để hoàn thành phục vụ một yêu cầu đến :

S== 0.016 (s)
Thời gian đợi của một gói tin trước khi được phục vụ :
W=S*= 0.033 (s)
Độ trễ thời gian trung bình : R = W+S = 0.049 (s)
Tỉ lệ gói tin gửi thành công : 81%
Ta thấy hệ thống có tỉ lệ gửi tin thành công khá cao với độ trễ tương đối tốt. Để hệ thống đạt hiệu quả cao hơn nữa thì
có thể mở rộng độ dài hàng đợi

BÀI TẬP 2
Mô hình mạng gia đình
BÀI TẬP 2
Truyền dữ liệu trong các máy sử dụng mạng LAN
Trường hợp 1 : Giữa 2 máy sử dụng mạng Wifi Truyền dữ liệu giữa máy 10.238.52.108 và Máy 10.238.52.103
Trường hợp 2 : Giữa 2 máy sử dụng wifi và mạng dây trực tiếp vào SW Truyền dữ liệu giữa máy 192.168.1.2 và Máy 10.238.52.108
Truyền dữ liệu từ máy trong mạng gia đình với 1 server dữ liệu trên Internet
Trường hợp 1 : Giữa 1 máy sử dụng mạng wifi tới server dữ liệu trên
Internet
Truyền dữ liệu giữa máy 10.238.52.108 và Server 192.30.252.129
Trường hợp 2 : Giữa 1 máy sử dụng mạng dây trực tiếp từ SW tới server dữ
liệu trên Internet
Truyền dữ liệu giữa máy 192.168.1.2 và Server 192.30.252.129
Trường hợp 3 : Một máy trong mạng gia đình Ping tới website TinhTe.vn
(server đặt tại Hà Nội)
Ở máy 192.168.1.2 truy cập tới website có địa chỉ 118.69.198.100
Các trường hợp thử nghiệm (Sử dụng DU Meter để đo)
BÀI TẬP 2
Truyền dữ liệu trong các máy sử dụng mạng LAN
Trường hợp 1 : Giữa 2 máy sử dụng mạng Wifi. Dữ liệu
là 1 file Test.rar (7.02 Mb)
Upload Download

Trường hợp 2 : Giữa 2 máy sử dụng wifi và mạng dây
trực tiếp vào SW. Dữ liệu là 1 file Test.rar (7.02 Mb)
Upload Download
BÀI TẬP 2
Truyền dữ liệu từ máy trong mạng gia đình với 1 server dữ liệu trên Internet
Trường hợp 1 : Giữa 1 máy sử dụng mạng wifi tới server
dữ liệu trên Internet. Dữ liệu là 1 file Test.rar (7.02 Mb)
Upload Download
Trường hợp 2 : Giữa 1 máy sử dụng mạng dây trực tiếp
từ SW tới server dữ liệu trên Internet
. Dữ liệu là 1 file Test.rar (7.02 Mb)
Upload Download
Trường hợp 3 : Một máy trong mạng gia đình Ping tới
website TinhTe.vn
BÀI TẬP 2
Nhìn vào các thông số đo được ta có nhận xét
-
Trong mạng Lan hoặc kết nối ra Internet : Tốc độ truyền tải dữ liệu khi sử dụng mạng dây cho tốc
độ tốt hơn và ổn định hơn khi sử dụng mạng không dây wifi
-
Truyền tải dữ liệu với các server trong nước thì tốc độ đạt gần với băng thông đã đăng kí, với các
server nước ngoài thì tốc độ giảm nhưng vẫn nằm trong khoảng tạm ổn
10
BÀI TẬP 3

RED cơ chế quản lý hàng đợi tích cực dựa theo kích thước

Ý tưởng: 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 trong mạng bị đầy, giảm việc rơi gói tin.


Xác xuất rơi gói tin phụ thuộc độ dài trung bình của hàng đợi và hai ngưỡng min
th
, max
th

Khi giá trị trung bình lớn hơn max
th
thì RED có thể sẽ cho rơi toàn bộ. Nếu nằm giữa min
th
và
max
th
thì xác xuất rơi là p
b

Kém hiệu quả khi có sự thay đổi nhanh chóng mật độ gói tin vào hàng đợi







<
≤≤
−
−
<≤
=
k

k
k
k
p
th
thth
pth
th
ˆ
max , 1
max
ˆ
min ,
minmax
max)min
ˆ
(
min
ˆ
0 , 0
th
th
REM
Mục đích: Ổn định tải đầu vào và năng lực liên kết.
Sử dụng biến Price để đánh giá tắt nghẽn.
Price: bất đối xứng của tải và bất đối xứng kích thước hàng đợi.
Price tăng lên nếu tổng trọng lượng của các bất đối xứng này là dương và giảm đi trong trường hợp ngược lại.
Kích thước hàng đợi pl(t):
p
l

(t + 1) = [p
l
(t) +
γ
(
α
l
(b
l
(t) – b
l
*
) + x
l
(t) – c
l
(t))]
+
Trong đó:
γ
,
α
l
là các hằng số nhỏ (>0).
b
l
(t) là k.thước h.đợi t.bình của h.đợi l ở thời điểm t.
b
l
*

là chiều dài hàng đợi mục tiêu, b
l
*
≥ 0.
x(t) là tốc độ tải trung bình của hàng đợi l ở thời điểm t.
cl(t) băng thông cho phép của hàng đợi l tại thời điểm t.
Sự khác biệt của kích thước hàng đợi: b
l
(t) – b
l
*
Sự khác biệt về tốc độ tải là: x
l
(t) – c
l
(t)
11
BÀI TẬP 3
Mô hình mạng và các thông số hàng đợi RED
set limit_ 100 : Kích thước hàng đợi
set thresh_ 50 : ngưỡng kích thước hàng đợi cực tiểu (min
th
)
set maxthresh_ 100 : ngưỡng kích thước hàng đợi cực đại (max
th
)
set q_weight_ 0.002 : Tham số độ nặng 
th
trong việc tính toán chiều dài hàng đợi đã được tính trung bình
set mean_pktsize 500 : Ước lượng kích thước gói tin trung bình

set linterm_ 70 : nghịch đảo của max
p
BÀI TẬP 3
Hàng đợi Số gói tin gửi Số gói tin rớt Số gói tin mất % thành công Độ trễ
RED 11820 69 145 98.2% 0.046
REM 11955 37 100 98.8% 0.053
Kết quả mô phỏng
BÀI TẬP 3
Số gói tn
Thời gian
REM – Tin gửi
REM – Tin rớt
RED – Tin gửi
RED – Tin rớt
BÀI TẬP 3
26 Nodes
50 Nodes
100 NodesCác trường hợp thử nghiệm
BÀI TẬP 3
Hàng đợi Số gói tin gửi Số gói tin rớt Số gói tin mất % thành công Độ trễ
RED_26 12251 266 318 95.2% 0.050
REM_26 12208 179 275 96.3% 0.076
RED_50 12609 560 636 90.5% 0.057
REM_50 12432 342 459 93.6% 0.089
RED_100 13117 1027 1094 83.8% 0.059
REM_100 12851 703 828 88.1% 0.099
Kết quả mô phỏng
BÀI TẬP 3
Số gói tn
Thời gian

RED – Tin gửi
RED – Tin rớt
REM – Tin gửi
REM – Tin rớt
26 Nodes
BÀI TẬP 3
Số gói tn
Thời gian
RED – Tin gửi
RED – Tin rớt
REM – Tin gửi
REM – Tin rớt
50 Nodes
BÀI TẬP 3
Số gói tn
Thời gian
RED – Tin gửi
RED – Tin rớt
REM – Tin gửi
REM – Tin rớt
100 Nodes
BÀI TẬP 3
Kết luận
•
Độ trễ bình quân của RED là nhỏ hơn REM nên về mặt thời gian thì RED là hiệu quả hơn REM.
•
RED có tỉ lệ mất gói tin và đánh rơi gói tin nhiều hơn REM và RED tỏ ra kém hiệu quả khi có sự thay đổi
nhanh chóng mật độ gói tin vào hàng đợi.
•
REM còn tỏ ra thiếu tính cân bằng và sử dụng băng thông của đường truyền chưa cao.

Hướng dẫn cài đặt REM
Bước 1 : Copy 2 file rem.cc và rem.h vào thư mục C:\cygwin\home\Admin\ns-allinone-2.35\ns-2.35\queue (ở đây
Admin là tên máy đang sử dụng)
Bước 2 : Mở file makefile.in theo đường dẫn C:\cygwin\home\Admin\ns-allinone-2.35\ns-2.35\Makefile.in
Thêm dòng lệnh queue/rem.o vào liền sau câu lệnh queue/red.o
Kết quả ta có câu lệnh sau: adc/simple-intserv-sched.o queue/red.o queue/rem.o \
Bước 3 : Mở các file sau để chỉnh sửa nằm trong thư mục C:\cygwin\home\Admin\ns-allinone-2.35\ns-2.35\tcl\lib
rem.cc
rem.h
Hướng dẫn cài đặt REM
- file ns-default.tcl
Bổ sung thêm các dòng sau
Queue/REM set gamma_ 0.001
Queue/REM set phi_ 1.001
Queue/REM set inw_ 1
Queue/REM set mean_pktsize_ 1000
Queue/REM set pupdtime_ 0.002
Queue/REM set pbo_ 20.0
Queue/REM set prob_ 0.0
Queue/REM set curq_ 0.0
Queue/REM set pmark_ 0.0
Queue/REM set markpkts_ false
Queue/REM set qib_ false
Hướng dẫn cài đặt REM
- File ns-lib.tcl
Tìm đến dòng lệnh sau:
if {[string first "RED" $qtype] != -1 ||
và bổ sung vào dòng lệnh như sau:
[string first "REM" $qtype] != -1 ||
Kết quả ta được như sau:

if {[string first "RED" $qtype] != -1 ||
[string first "REM" $qtype] != -1 ||
[string first "PI" $qtype] != -1 ||
[string first "Vq" $qtype] != -1 ||
[string first "REM" $qtype] != -1 ||
[string first "GK" $qtype] != -1 ||
[string first "RIO" $qtype] != -1 ||
[string first "XCP" $qtype] != -1} {
$q link [$link_($sid:$did) set link_]
}…
Hướng dẫn cài đặt REM
Bước 3 : Biên dịch lại file
Chuyển đến thư mục C:\cygwin\home\Admin\ns-allinone-2.35\ns-2.35
Chạy các câu lệnh sau:
./configure
make clean
make
Kiểm tra xem trong thư mục C:\cygwin\home\Admin\ns-allinone-2.35\ns-2.35/queue đã có file rem.o chưa, nếu có file rem.o là đã
biên dịch thành công, và đến đây là có thể sử dụng REM mô phỏng trong NS2.