kỹ thuật viến thông bài 18 19 thực hành kỹ thuật viến thông

Nguyn Th Thu Hng 2009

K thut vin thụng

BMMVT-KVT1-PTIT

Lm quen vi NS-2 (Network Simulator
2)
- NS l chng trỡnh mụ phng hot ng ca mng IP, c phỏt trin bi d
ỏn VINT ti i hc Berkeley.
- NS h tr cỏc giao thc mng nh l TCP v UDP, cỏc ỏp ng ngun lu
lng nh l Drop Tail, RED v CBQ, cỏc thut toỏn nh tuyn nh l Dijkstra,

- Ngoi ra NS cng b sung vic truyn a im (multicasting) v mt s giao
thc lp MAC cho vic mụ phng mng LAN.
- Hin nay thng s dng NS phiờn bn 2 (ns2). õy l chng trỡnh hng
i tng, c vit trờn nn C++ v OTcl.
- NS mụ phng cỏc s kin xy ra theo lch trỡnh, cú cha cỏc th vin v cỏc
phn t mng v cỏc th vin n v cho vic thit lp mng.
- thit lp mụ phng, ngi s dng phi vit mt chng trỡnh lnh Otcl,
xõy dng cu trỳc mng, ghộp cỏc hm chc nng trong th vin, iu khin
ngun lu lng bt u hay dng vic truyn cỏc gúi tin theo mt kch bn s
kin ó nh sn.

BMMVT-KVT1-PTIT
K thut vin thụng

Gii thiu chung
1.
2.
3.

4.

Gii thiu v lm quen vi NS
Thc hnh TCP/IP trờn nn NS
IP QoS
IP QoS nõng cao

Nguyn Th Thu Hng 2009

ThS. Nguyn Th Thu Hng
B mụn Mng vin thụng
T: 84-(04)-33519387


/>
BMMVT-KVT1-PTIT

Bi 18-19 Thc hnh K thut Vin thụng
Ti liu cho H PTIT ngnh QTKD v CNTT

Lm quen vi NS-2 (Network Simulator 2)
OTcl: Bộ phiên dịch Tcl
với mở rộng OO

K thut vin thụng

KHOA VI
VIN THễNG I

Nguyn Th Thu Hng 2009

Học việ
viện công nghệ
nghệ Bu chính viễn thô
thông

Mã OTcl
Chơng trình
mô phỏng





Th viện mô phỏng NS
Các chủ thể lập trình sự kiện
Các chủ thể thành phần mạng
Các modun trợ giúp thiết lập
mạng

Kết quả mô
phỏng

NAM
Network Animator

Phân tích
(ví dụ: awk)

Hien thị kết quả

phân tích
(ví dụ xgraph )

Quan im ca ngi dựng v NS2

1


BMMVT-KVT1-PTIT

BMMVT-KVT1-PTIT

Làm quen với NS-2 (Network Simulator
2)

Làm quen với NS-2 (Network Simulator
2)
Các ưu, nhược điểm của NS2

Tính hai mặt (C++ và Otcl) của NS2:

C¸c ®èi t−îng tõng phÇn
C++/OTcl

OTcl

ns

Các bài thực hành

Phương pháp thực hiện:
- Các máy tính trong phòng thực hành được cài đặt sẵn môi trường mô phỏng NS
2.28, chạy trên nền Cygwin, trên HĐH Windows;
- Nhóm gồm 2 - 3 sinh viên trên một máy tính PC;

Kĩ thuật viễn thông
Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

C++

C¸c ®èi t−îng
thuÇn OTcl

BMMVT-KVT1-PTIT

C¸c ®èi t−îng
thuÇn C++

Yêu cầu đối với sinh viên:

một số công cụ phân tích số liệu như xgraph, tracegraph, ...

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

- Có kĩ năng làm việc với máy tính, hệ điều hành Windows và môi trường Cygwin;
- Có kiến thức căn bản về ngôn ngữ kịch bản Tcl, chương trình minh họa NAM và

- Mô phỏng nhanh, dễ cấu hình bằng cách dùng hai ngôn ngữ lập trình thông dụng là OTcl

và C++;
- Đã thực hiện sẵn rất nhiều giao thức;
- Nổi tiếng và được áp dụng ở nhiều trường đại học trên thế giới;
- Được thừa nhận rộng rãi trong cộng đồng mạng và có số lượng người sử dụng rất lớn;
- Cho phép mô hình hóa các giao thức mạng, mô phỏng các mạng có dây, không dây và
vệ tinh;
- Hỗ trợ các khả năng thống kê, bám vết, các mô hình lỗi, v.v;
- Miễn phí và có mã nguồn mở nên dễ dàng sửa đổi, cập nhật và bổ sung.

Nhược điểm:
- Mất nhiều thời gian để làm quen;
- Mã nguồn chưa được hướng dẫn đầy đủ.

Các bài thực hành
Tiến trình thực hành:

Kĩ thuật viễn thông

Kĩ thuật viễn thông

BMMVT-KVT1-PTIT

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

Kĩ thuật viễn thông

Ưu điểm:

1. Sinh viên (SV) đọc để hiểu rõ mục đích và những điểm then chốt trong cơ
sở lí thuyết của bài;

2. GV hướng dẫn cho chạy một chương trình ví dụ (demo version) để giới
thiệu khái quát ý tưởng của bài;
3. GV trình bày kịch bản thực hành và những yêu cầu cụ thể đối với bài;
4. SV lần lượt làm theo các bước thực hành nêu trong bài và ghi lại đầy đủ các
nội dung thống kê theo kết quả của chương trình;
5. Phần mở rộng và nâng cao (dành cho các SV đã hoàn thành các nội dung
chính và muốn phát triển kịch bản để hiểu rõ hơn chương trình);
6. Về nhà: SV xử lí số liệu thống kê và viết báo cáo thực hành để bảo vệ.

2


BMMVT-KVT1-PTIT

BMMVT-KVT1-PTIT

Cỏc bi thc hnh xõy dng trong ti

Bi s 1: Thc hnh c bn v mng v cụng ngh
TCP/IP
- Tạo topo mạng
- Tạo các nguồn lu lợng

K thut vin thụng

K thut vin thụng

- Thiết lập các thông số (của nút, liên kết, luồng, bộ đệm, v.v.)

Bài 1: Thực hành cơ bản về mạng và công nghệ TCP/IP

Các phần tử của mạng IP: khái niệm nút, liên kết, luồng, bộ đệm, v.v.
Khảo sát và so sánh các đặc tính của lu lợng TCP và UDP
Bài 2: QoS trong mạng IP
Khảo sát các tham số QoS cơ bản trong mạng IP:

- Lập lịch sự kiện
- Khảo sát và so sánh các đặc tính của lu lợng TCP và UDP

0

K thut vin thụng



Nguyn Th Thu Hng 2009
BMMVT-KVT1-PTIT

Bi s 1: Thc hnh c bn v mng v cụng
ngh TCP/IP
Thit lp topo mng v lu lng CBR (bc 2-3-4) trong
bi thc hnh: hai nỳt n0, n1, liờn kt n0-n1, lu lng
chy t n0 n n1




Bng thụng = 1Mb/s
Kớch thc gúi = 500Byte
Khong cỏch gia cỏc gúi = 0.005s

ặ Thay i tng thụng s trờn thy c tỏc ng ca
mi thụng s n lu lng trong mng.

1

4

3
Q=10

2M, 5ms

2M, 5ms

1

5

CBR/UDP

NULL

Bi s 1: Thc hnh c bn v mng v cụng
ngh TCP/IP


To topo mng gm 3 nỳt v 2 liờn kt, lu lng cbr
chy t n0 n n2 nh hỡnh v:
CBR/UD P

Nguyn Th Thu Hng 2009

Nguyn Th Thu Hng 2009

0

NULL

2M, 5ms

2

0


NULL

1

2

Tỡm ng ti u (lu lng CBR): Gúi tin i t 0 n 2
cú 2 ng:


CBR/UDP

2M, 5ms
2M, 10ms

K thut vin thụng

BMMVT-KVT1-PTIT

Nguyn Th Thu Hng 2009

thụng lng, tr, jitter, t l mt gúi

Tính toán các tham số bằng tay trên cơ sở Trace File
Phân tích và đánh giá các tham số QoS với sự trợ giúp của công cụ
Tracegraph

TCPSink
k

FTP/TCP



0-1-2
0-2

CBR/UD P

0

NULL

1

2

3


BMMVT-KVT1-PTIT

BMMVT-KVT1-PTIT

Bài số 1: Thực hành cơ bản về mạng và công
nghệ TCP/IP

Bài số 1: Thực hành cơ bản về mạng và công
nghệ TCP/IP

Thay đổi tham số mạng hoặc lưu lượng để tạo nghẽn

„

„

Kĩ thuật viễn thông

CBR/UDP

Kĩ thuật viễn thông

mạng tại n1Æ cách khắc phục khi có gói tràn.
NULL

0

1

2

Chạy thử Bai1_tcp_ip.tcl và giám
sát lưu lượng FTP/TCP màu xanh
„
„

1. Giám sát, mô tả hoạt động của TCP
2. Thay đổi các giá trị cửa sổ để hiểu cách thức điều
khiển cửa sổ. W=0, 1, 2, 4, 16, 64, 128. Nhận xét với
mỗi trường hợp.
TCPSink
k

FTP/TCP

0

2M, 5m s

2M, 5m s

4

Tìm hiểu ý nghĩa và cách tính các tham số QoS cơ bản trong mạng
IP:

„
„

„

2

thông lượng ---- trễ
Jitter
---- tỷ lệ mất gói

2M, 5m s

CBR/UDP

NULL

2M, 5m s

1

5

CBR/UDP

NULL

Bài 2: QoS trong mạng IP (phần nâng cao)
„

„

Khảo sát cấu trúc của File bám vết mô phỏng (Trace File)
Tự tính toán các tham số QoS trên cơ sở Trace File

3
Q=10

BMMVT-KVT1-PTIT

Bài 2: QoS trong mạng IP (phần cơ sở)

Kĩ thuật viễn thông

BMMVT-KVT1-PTIT

nghẽn, gói rơi

„

Kĩ thuật viễn thông

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

2M, 10m s

Khảo sát các tham số QoS cơ bản trong mạng IP trong trừơng hợp mạng có
topo phức tạp với nhiều loại nguồn lưu lượng khác nhau

Phân tích và đánh giá các tham số QoS với sự trợ giúp của công cụ phần
Tracegraph
CBR2/UDP2

CBR1/UDP1

0

7

4
2M, 2ms

2M, 2ms

8

2M, 2ms

0

2M, 5ms

2M, 5ms

4

BW2-3=2M, D2-3=10ms

2

2

3
Q=10

2M, 5ms

1
FTP/TCP

2M, 5ms

5

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

2M, 10ms

BW2-3=2M, D2-3=10ms

3

2M, 2ms

6

2M, 2ms

2M, 2ms
Q2-3=10

2M, 2ms

Q3-6=10

9

2M, 2ms

1
FTP1/TCP1

5

10

FTP2/TCP2

TCPSink

4


BMMVT-KVT1-PTIT

BMMVT-KVT1-PTIT

NS2 Version 2.1b7a (Cont.)

tk box

otcl

tclcl

ns-2.28

C++ source
code, header file

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

tcl

mobile

satellite

routing

nam

lib

…

OTcl

source

NS Directory Structure

xgraph

…

Kĩ thuật viễn thông

tcl
box

[1] W. Richard Steven, TCP/IP Illustrated Volume 1-The
Protocols, Addison WesleyLongman, Inc, 1994

Nguyễn Thị Thu Hằng 2009

Kĩ thuật viễn thông

ns-allinone
2.28

Tham khảo
[2] Kavin Fall, Kannan Varadhan, The NS manual,
13/12/2003
[3] Jae Chung & Mark Claypool, Giới thiệu chung về NS bằng
các ví dụ, />[4] Tải NS về và cài đặt, />[5] Cygwin, www.isi.edu/nsnam/ns/ns-cygwin.html
[6] Xgraph homepage, />[7] Tài liệu thực hành do Bộ môn Mạng cung cấp

5