ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG.doc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN KỸ THUẬT MẠNG
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TS.VÕ THANH TÚ
SINH VIÊN THỰC HIỆN
1.NGUYỄN VĂN TÂN-132114038
2.LÊ QUANG HIỂN-132114
3.LÊ VĂN TRỌNG-132114
Đà Nẵng, 2010

I.Giới thiệu về NS-2
NS-2 (Network Simulation) chương trình phần mềm dạng hướng đối tượng được
sử dụng để mô phỏng lại các sự kiện xảy ra trong hệ thống mạng từ đó đưa ra các yêu
cầu, đặc tính vận hành của hệ thống mạng thực. NS được sử dụng để mô phỏng mạng
cục bộ LAN (Local Area Network) và mạng diện rộng WAN (Wide Area Network). Hệ
mô phỏng NS-2 được phát triển ở trường đại học Berkeylay cộng tác với một số cơ
quan khác, bây giờ là một phần trong dự án VINT (Virtual Internet Testbed) của phòng
thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley.
Hệ mô phỏng NS được viết trên ngôn ngữ C++ và Otcl. C++ dùng để xử lý dữ
liệu, các thao thác về gói tin, còn Otcl dùng để định dạng cấu hình mô phỏng, điều khiển
mô phỏng. NS-2 là phần mềm mã nguồn mở có sẵn cho cả nền Windows 32 và Linux,
1.2
1. Mô phỏng các gói tin UDP/TCP
1.1.UDP
UDP agent được thực hiện trong file udp.{cc, h}. Một UDP agent cho phép dữ
liệu trong một kích cỡ biến thiên lấy từ một ứng dụng và phân đoạn dữ liệu đó nếu cần
1.2.TCP
Có hai loại TCP agent chính là agent một chiều và hai chiều.Tác tử một chiều
được chia nhỏ hơn thành các tập hợp bên gửi TCP (tuân theo các công nghệ điều khiển

lỗi và chống tắc nghẽn khác nhau) và bên nhận (“sinks”).Các tác tử hai chiều đối xứng
trong cảm nhận, mô tả cả bên gửi và bên nhận.
 Các agent gửi TCP một chiều hiện được hỗ trợ là :
 Agent/TCP - a “tahoe” TCP sender
 Agent/TCP/Reno - a “Reno” TCP sender
 Agent/TCP/Newreno - Reno with a modification
 Agent/TCP/Sack1 - TCP with selective repeat (follows RFC2018)
 Agent/TCP/Vegas - TCP Vegas
 Agent/TCP/Fack - Reno TCP with “forward acknowledgment”
 The one-way TCP receiving agents currently supported are:
 Agent/TCPSink - TCP sink with one ACK per packet
 Agent/TCPSink/DelAck - TCP sink with configurable delay per ACK
 Agent/TCPSink/Sack1 - selective ACK sink (follows RFC2018)
 Agent/TCPSink/Sack1/DelAck - Sack1 with DelAck
• TCP Reno/ TCP Vegas
Reno TCP Reno TCP agent ương tự như Tahoe TCP agent, ngoại trừ nó bao
gồm fast recovery,với của sổ tắc nghẽn hiện tại được tăng lên bởi số các bản sao ACK
mà TCP sender nhận được trước khi nhận một ACK mới.Một ACK mới tức là ACK
với giá trị cao hơn so với giá trị cao nhất trước đó.Thêm vào đó, Reno TCP agent
không quay về slow-start trong quá trình truyền lại nhanh.
TCP Vegas điều khiển kích thước cửa sổ của nó bằng cách quan sát RTTs (khứ
hồi lần) của các gói tin rằng chủ người gửi đã gửi trước. Nếu RTTs quan sát trở nên lớn,
TCP Vegas nhận ra rằng mạng bắt đầu được tắc nghẽn, và throttles kích thước cửa sổ.
Nếu RTTs trở nên nhỏ, mặt khác, các chủ nhà người gửi TCP Vegas xác định rằng
mạng được miễn tắc nghẽn, và làm tăng kích thước cửa sổ một lần nữa. Do đó, các kích
thước cửa sổ trong một tình hình lý tưởng dự kiến sẽ được hội tụ đến một giá trị thích
hợp. Cụ thể hơn, trong giai đoạn tránh tắc nghẽn, các kích thước cửa sổ được cập nhật
như.
2. Cơ chế quản lý hàng đợi DropTail, Red
2.1.Cơ chế hủy bỏ sớm ngẫu nhiên(RED: Random Early Detection)

 Sử dụng 2 giá trị chặn trên và chặn dưới để đánh dấu các vị trí hàng
đợi :max
th
và min
th
 Nếu hàng đợi chứa trong khoảng minth và maxth gói tin thì hủy bỏ gói
tin một cách ngẫu nhiên tùy theo một hàm xác suất p.
 Nếu hàng đợi chứa ít hơn minth gói tin thì thêm gói tin mới vào hàng
đợi và xác suất hủy bỏ là 0.
 Nếu hàng đợi chứa nhiều hơn maxth gói tin thì hủy bỏ những gói tin
mới và xác suất hủy bỏ là 1.
2.2. Cơ chế hàng đợi DropTail
Bộ định tuyến sẽ lưu trữ các gói tin gửi đến trong một hàng đợi của bộ
nhớ cho đến khi nó có thể được xử lý theo nguyên tắc FIFO (vào trước, xử lý
trước).Khi các gói tin gửi đến nhanh hơn là chúng được chuyển đi thì hàng đợi sẽ
dài ra và ngược lại, khi các gói tin chuyển đến chậm hơn thì hàng đợi thu ngắn
lại. Nhưng vì bộ nhớ là hữu hạn, hàng đợi không thể dài ra quá giới hạn cho
phép.
II.Xây dựng và đánh giá hiệu năng mạng trên phần mềm NS-2
1.Mô hình 1
1.1.Mô tả hệ thống.
Mạng trên bao gồm 4 node (n0, n1, n2, n3). Duplex link (liên kết truyền nhận dữ
liệu hai chiều diễn ra đồng thời) giữa node n0 và n2, n1 và n2 có bandwidth (băng
thông) = 2 Mbps, delay (thời gian trì hoãn) = 10 ms. Duplex link giữa n2 và n3 có
bandwidth = 1.7 Mbps và delay = 20 ms. Các node dùng hàng đợi DropTail, max size
(kích thuớc lớn nhất) = 10.
Agent “tcp” gắn với n0 và agent “sink” gắn với n3. Agent “tcp” có thể tạo packet
với max size = 1 KByte. Agent tcp “sink” tạo và gửi packet dạng ACK cho sender
(sender là agent gửi packet đi) và giải phóng packet nhận được. Agent “udp” gắn với n1
sẽ kết nối với agent “null” gắn với n3. Agent “null” chỉ giải phóng packet đã nhận được.

Bộ khởi tạo lưu lượng “ftp” và “cbr” tương ứng được gắn vào agent “tcp” và “udp”.
“cbr” được cấu hình để tạo ra packet 1 KByte tại tốc độ 1 Mbps. “cbr” được thiết lập
cho start bắt đầu tại thời điểm 0.1 giây và kết thúc tại thời điểm 4.5 giây, “ftp” bắt đầu
lúc 1.0 giây và kết thúc lúc 4.0 giây.
Mô hình mạng mô phỏng
Hình 1.1.Sơ đồ mô hình
1.2.Quá trình hoạt động của mô hình mạng trên.
a.Begin
Hình 1.2.Từ khoảng thời gian từ 0.1(s)

1(s) chỉ có mình node 1 truyền tin.

Đường truyền ổn định
Nhận xét:
Bắt đầu node 1 sẽ truyền các segment qua node 3 bằng giao thức UDP.
CBR ở đây mang nghĩa “ constant bit rate” nghĩa là tốc độ bit không đổi.Nhiệm
vụ của nó :
+ Thiêt lập packetsize.
+ Thiết lập interval_ khoảng thời gian giữa hai lần truyền liên tiếp.
b.Hoạt động bình thường
Hình 1.3.Quá trình chạy mô hình
Nhận xét:
Từ 1(s) node 0 cũng tham gia truyền đến node 3 qua giao thức TCP, và bắt
đầu từ đây

khoảng 2 (s) cả node 0 và node 1 đều truyến sang node 3 1 cách
khá ổn đinh nhưng hình trên vẫn cho ta thấy các gói tin được đưa vào hàng đợi
có xu thế mỗi lúc 1 nhiều hơn .
c.Quá trình các gói tin xảy ra hiện tượng Drop.
Hình 1.4.Quá trình các gói tin bi Drop.

Nhận xét:Khoảng từ 2(s)

4(s) các gói tin rớt mỗi lúc 1 nhiều nhưng xu thế các
gói tin của UDP rớt nhiều hơn
d.Kết thúc
Hình 1.5.Quá trình kết thúc mô hình
Nhận xét:
Từ 4(s)

4.5(s) chỉ còn mình node 1 truyền dữ liệu đến node 3 , hàng đơi giảm
xuông nhanh chóng

mạng lai ổn định
1.3.Phân tích các chỉ số mạng.
a.Bảng mô phỏng thông tin thông lượng mạng.
Hình 1.6.Thông tin quá trình thực mô hình