đảm bảo chất lượng phục vụ cho truyền video streaming trong mạng không dây 802.11

Đ I H C QU C GIA HÀ N I TRƯ NG Đ I H C CÔNG NGH Nguy n Đình Hịa Đ M B O CH T LƯ NG D CH V CHO VI C TRUY N VIDEO STREAMING TRONG M NG KHƠNG DÂY 802.11 KHỐ LU N T T NGHI P Đ I H C H CHÍNH QUY Ngành: Công ngh thông tin HÀ N I - 2010 Đ I H C QU C GIA HÀ N I TRƯ NG Đ I H C CÔNG NGH Nguy n Đình Hịa Đ M B O CH T LƯ NG D CH V CHO VI C TRUY N VIDEO STREAMING TRONG M NG KHƠNG DÂY 802.11 KHỐ LU N T T NGHI P Đ I H C H CHÍNH QUY Ngành: Công ngh thông tin Cán b hư ng d n: TS Nguy n Hoài Sơn HÀ N I - 2010 L i c m ơn Em xin chân thành c m ơn th y cô trư ng Đ i h c Công Ngh - ĐHQG Hà N i t n tình giúp đ truy n đ t ki n th c cho em su t năm h c qua đ em có đ ki n th c hồn thành khóa lu n Đ c bi t, em xin g i l i c m ơn sâu s c t i th y Nguy n Hồi Sơn Ngư i nhi n tình đ ng viên hư ng d n giúp ñ em su t q trình th c hi n khóa lu n Em xin c m ơn s nhi t tình chia s kinh nghi m, đóng góp ý ki n c a nhóm nghiên c u th y Nguy n Hoài Sơn hư ng d n Xin g i l i c m ơn tha thi t nh t t i b m nh ng ngư i thân khác gia đình đ ng viên giúp ñ con/cháu r t nhi u su t q trình h c t p hồn thành khóa lu n M c dù r t c g ng hồn thành khóa lu n v i t t c n l c c a b n thân, xong khóa lu n s khó tránh kh i nh ng thi u sót, kính mong q th y t n tình ch b o cho em nh ng sai l m c n kh c ph c c a M t l n n a em xin g i t i t t c m i ngư i l i c m ơn chân thành nh t Hà n i, tháng 05 năm 2010 Sinh viên : Nguy n Đình Hịa Tóm t t Ngày nay, v i s phát tri n c a Internet d ch v truy n thơng đa phương ti n ngày phát tri n đóng vai trị quan tr ng nhi u m t c a ñ i s ng Video streaming m t s nh ng d ch v th Trong video streaming, d li u ñư c truy n tr c ti p t ngu n phát hi n th tr c ti p t i bên nh n truy n mà không c n ph i ñ i cho vi c truy n d li u k t thúc V i ñ c ñi m v y d ch v video streaming có nh ng ràng bu c cao v băng thơng cao, đ tr th p, t l m t gói tin th p Video streaming ngày ñư c s dung nhi u m ng không dây m ng LAN không dây theo quy chu n IEEE 802.11 B ng ch ng s ñ i phát tri n c a ng d ng mobile tv, video call… Nh ng ng d ng ñã ñang ñư c nghiên c u c i ti n v i m c tiêu c u ch y u ñ kh c ph c c ñi m c h u c a m ng khơng dây đáp ng t t ràng bu c c a video streaming Tuy nhiên, v n ñ ñ m b o ch t lư ng d ch v c a d ch v video streaming v n c n có s h tr c a m ng khơng dây IEEE 802.11e nh m đáp ng u c u IEEE 802.11e m t bi n th c a chu n IEEE 802.11 Nó ñ nh nghĩa t p c i ti n v ñ m b o ch t lư ng d ch v dành cho m ng WLAN thông qua s a ñ i t ng MAC Trong vi c truy n video streaming chu n IEEE 802.11e có nhi u c i ti n mang tính tích c c IEEE 802.11e cho phép phân c p d ch v b ng cách gán cho lu ng d li u c a chúng tương ng v i ñ ưu tiên khác Các gói tin c a d ch v có đ ưu tiên cao có th dành ñư c h i truy n t t gói tin c a d ch v có đ ưu tiên th p Tuy nhiên vi c ñ m b o ch t lư ng truy n video streaming m ng không dây s d ng chu n IEEE 802.11e v n t n t i nh ng m b t c p Ví d , vi c phân t ng video streaming s cho k t qu m t video s ñư c truy n dư i d ng lu ng khác ñ ñáp ng nh ng nhu c u tình tr ng m ng khác Nhưng v i IEEE 802.11e lu ng s ñư c x p vào m t ñ ưu tiên vi c s làm cho ch t lư ng d ch v tình tr ng m ng t c ngh n Khóa lu n s trình bày gi i pháp ñ h tr t t h n vi c ñ m b o ch t lư ng c a vi c truy n video streaming m ng khơng dây Đó gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng d li u tương ng v i t ng c a video streaming Vi c truy n video streaming có th ñ t ñư c s linh ñ ng lu ng d li u s có kh thay ñ i ñư c ñ ưu tiên q trình truy n Gi i pháp s đ m b o trì d ch v ñ m b o ch t lư ng d ch v c a video streaming m t cách t t M cl c Chương T ng quan v video streaming 1.1 Gi i thi u v video streaming .1 1.1.1 Nén d li u 1.1.2 Đi u n ch t lư ng d ch v t ng ng d ng 1.1.2.1 Đi u n t c ngh n 1.1.2.2 Đi u n l i 1.1.2.3 Che d u l i 1.1.3 D ch v phân ph i phương ti n truy n thông liên t c .9 1.1.4 Máy ch (streaming server) .12 1.1.5 Các giao th c video streaming 12 1.1.6 Cơ ch ñ ng b video streaming 13 1.2 K thu t phân t ng video streaming 13 1.3 Đ m b o ch t lư ng d ch v truy n video streaming 15 Chương Chu n IEEE 802.11e v ñ m b o ch t lư ng d ch v m ng không dây 17 2.1 T ng quan v IEEE 802.11 MAC .17 2.1.1 Các kho ng liên khung (Inter-frame space) .17 2.1.2 Ch c ph i h p phân tán (Distributed Coordination Function - DCF) 19 2.1.2.1 Th t c quay lui ng u nhiên (random backoff) 19 2.1.2.2 Th t c xác nh n ACK 20 2.1.3 2.1.3.1 Ch c ph i h p ñi m (Point Coordination Function - PCF) 21 Chu kỳ không tranh ch p 21 2.1.3.2 2.2 Th t c truy c p PCF 22 Chu n IEEE 802.11e 23 2.2.1 Ch c ph i h p lai (Hybrid Coordination Function - HCF) 23 2.2.1.1 EDCF (Enhanced Distributed Coordinated Function) 24 2.2.1.2 HCCA(HCF controlled channel access) 27 2.3 Truy n video streaming m ng không dây IEEE 802.11e 28 Chương Gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming m ng IEEE 802.11e 30 3.1 V n ñ nghiên c u .30 3.2 Gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming 37 3.2.1 Các tham s đánh giá mơi trư ng truy n 38 3.2.2 Mô t gi i pháp 39 3.3 Phân tích đánh giá .41 Chương Đánh giá gi i pháp ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming m ng IEEE 802.11e .43 4.1 Môi trư ng mô ph ng 43 4.1.1 Xây d ng chương trình mơ ph ng 43 4.1.2 K ch b n mô ph ng 45 4.1.2.1 Các tham s môi trư ng .45 4.1.2.2 Thông s t i tr m 46 4.2 K t qu mô ph ng .47 4.2.1 Đánh giá v thông lư ng 47 4.2.2 Đánh giá v ñ tr 49 Chương K t lu n .52 5.1 K t lu n .52 5.2 Hư ng phát tri n ti p theo 52 Tài li u tham kh o 53 M ñ u Trong nh ng năm g n ñây v i s phát tri n m nh c a cơng ngh m ng nói chung cơng ngh m ng khơng dây nói riêng Ngày có nhi u ng d ng đ i, m t s ng d ng video streaming v i n video call, mobile tv… Nh ng ng d ng này, ñang ngày đư c phát tri n hồn thi n d n Tuy nhiên, đ trì đ m b o ch t lư ng cho ng d ng khơng ph i vi c đơn gi n Các ng d ng video streaming luôn g n li n v i nh ng ràng bu c v đ tr , thơng lư ng t l m t gói tin nh t đ nh M ng không dây l i môi trư ng khơng đư c n đ nh m ng có dây Trong m ng không dây vi c ki m sốt băng thơng đ tr t l m t gói tin r t khó M c dù, vi c h tr ñ m b o ch t lư ng d ch v ñã ñư c h tr m ng không dây v i vi c áp d ng chu n IEEE 802.11e, nhiên chu n ch d ng l i m c cung c p vi c cho phép ng d ng ñư c gán ñ ưu tiên khác t ñó h i truy n d li u c a lu ng d li u tương ng v i d ch v s khác Tuy nhiên, b n thân d ch v video streaming l i vi c truy n m t t p h p lu ng d li u tương ng v i t ng ch phân t ng c a Theo chu n 802.11e lu ng v n s có đ ưu tiên s có h i truy n ngang M t khác, t ng c a video streaming không tương đương nhau, m i t ng l i có m c ñ quan tr ng khác N u ñ ñ m b o ch t lư ng d ch v cho video streaming m t cách hi u qu lu ng ph i đư c phân bi t v i t ng MAC ñ có ch phân ph i h i truy n phù h p Chu n 802.11e khơng làm đư c vi c V y ph i có m t gi i pháp đ có th h tr vi c ñ m b o ch t lư ng d ch v phù h p v i ch phân t ng c a video streaming cho hi u su t vi c truy n video streaming ñ t hi u qu cao Khóa lu n s ñ xu t gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng d li u tương ng v i t ng c a video streaming Trong video streaming t ng video ñư c phân c p ñ quan tr ng theo th t gi m d n sau : t ng b n, t ng m r ng 1, t ng m r ng 2… V i trư ng h p m ng r nh r i, vi c lu ng d li u c a t ng ñ u nh n giá tr ñ ưu tiên cao chu n IEEE 802.11e mô t h p lý, đ t n d ng băng thơng c a môi trư ng truy n gi m thi u đ tr c a gói tin Nhưng, v i trư ng h p m ng b n vi c phân b ñ ưu tiên v y khơng h p lý b i s làm hi u qu truy n c a t t c lu ng gi m xu ng Do tùy theo m c đ b n c a mơi trư ng truy n, lu ng d li u s ñư c gán l i ñ ưu tiên m t cách h p lý, cho ñ m b o r ng vi c truy n c a lu ng d li u quan tr ng ph i có hi u qu cao, c g ng truy n d li u c a lu ng có đ quan tr ng nh m t m c có th Khóa lu n chia thành năm chương Chương Gi i thi u t ng quan v d ch v video streaming, ch phân t ng video streaming ñ m b o ch t lư ng d ch v truy n video streaming Chương Mô t t ng quan v 802.11 MAC chu n 802.11e ñ ng th i gi i thi u nh n xét v vi c truy n video streaming 802.11e Chương Đi sâu phân tích ch ng minh s c n thi t c a vi c gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming Sau s trình bày gi i pháp ñưa nh n xét v gi i pháp Chương Ti n hành ñánh giá gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming v i chu n ieee 802.11e b ng cách xây d ng thí nghi m mơ ph ng b công c mô ph ng ns2 Chương K lu n nêu hư ng nghiên c u ti p theo Các thông s khác đ tr gói tin thơng lư ng ph n nh tình tr ng mơi trư ng truy n chúng khơng xác đ nh đư c bên g i tham s s khơng đư c ñ c p phương pháp V y ta có th đánh giá mơi trư ng truy n thơng qua hai tham s t ng th i gian backoff c a m t khung d li u t l m t gói tin D a vào s nh n ñư c nh ng thay ñ i c a môi trư ng truy n, t ñó ñi u ch nh vi c truy n d h p lý 3.2.2 Mô t gi i pháp Đ nh nghĩa m t s tham s : - ∆t : kho ng th i gian s d ng ñ xem xét đư ng truy n Ta s tính thơng s v th i gian backoff trung bình, t l gói tin b h y kho ng th i gian đ đánh giá mơi trư ng - backoffTime[ AC ] : Là giá tr trung bình backoff time c a m i khung tính kho ng th i gian ∆t m i AC - dropRatio[AC] : Là t l khung b h y m i AC kho ng th i gian ∆t - backoffThresholdDown[AC] : ngư ng backoff time m i AC N u giá tr backoffTime[ AC ] tăng vư t ngư ng ta ph i th c hi n ch chuy n lu ng d li u video streaming xu ng AC có đ ưu tiên th p AC hi n th i - backoffThresholdUp[AC] : Cũng ngư ng backoff time m i AC N u giá tr backoffTime[ AC ] gi m xu ng ngư ng này, ta s th c hi n ch chuy n lu ng d li u video streaming t AC có đ ưu tiên nh lên AC hi n th i - dropThresholdDown[AC] : Là ngư ng c a t l h y gói tin m i AC N u giá tr ratioDrop tăng vư t ngư ng này, ta ph i th c hi n ch chuy n lu ng d li u video streaming xu ng AC có đ ưu tiên th p AC hi n th i - dropThresholdUp[AC] : Cũng ngư ng c a t l h y gói tin m i AC N u giá tr ratioDrop gi m xu ng ngư ng này, ta s th c hi n ch chuy n lu ng d li u video streaming t AC có ñ ưu tiên nh lên AC hi n th i - numberFlow[AC] : s lư ng lu ng d li u video streaming có đ ưu tiên tương ng v i AC Trong phương pháp Ban ñ u v n gi nguyên chu n IEEE 802.11e, ng d ng video streaming s gán ñ ưu tiên c a t t c lu ng ng v i 39 t ng c a m t giá tr (vì video streaming nên ñ ưu tiên là prio=1) m c cao M i m t AC tr m, s luôn theo dõi giá tr backoff time trung bình c a khung d li u t l gói tin b h y m t kho ng ∆t xem xét xem n u giá tr backoff time trung bình vư t ngư ng backoff time cho phép, ho c t l h y gói tin vư t q ngư ng cho phép c a AC đó, s th c hi n ch chuy n ñ ưu tiên c a lu ng d li u Cơ ch đư c mơ t gi i thu t sau for (int i = 1; i < 3; i++){ if( backoffTime[i ] > backoffThresholdDown[i] || dropRatio[i] < dropThresholdDown[i]) { if( numberFlow[i] >1 || (numberFlow[i] == && i != 1)){ Chuy n lu ng ng v i t ng có m c đ quan tr ng nh nh t cịn t n t i AC[i] xu ng AC[i+1] } } } T c sau m i th i gian ∆t, ki m tra t t c AC xem n u AC có m t ho c nhi u m t lu ng d li u c a d ch v video streaming ch y, giá tr backoff time trung bình c a AC vư t ngư ng backoffThresholdDown[AC] c a nó, ho c t l h y khung d li u vư t giá tr dropThresholdDown[AC], m t lu ng s đư c ch n ñ ñ y xu ng AC có ñ ưu tiên th p Tiêu chí đ ch n lu ng có đ quan tr ng th p nh t v i d ch v video streaming Đ quan tr ng s p theo th t gi m d n theo th t : lu ng b n, lu ng m r ng 1, lu ng m r ng 2… Nhưng n u AC AC có đ ưu tiên nh n giá tr (prio = 1) ch có m t lu ng d li u cịn l i khơng đư c đ y lu ng xu ng lu ng b n(tình tr ng ch g p m ng b n, d ch v video streaming khơng th trì đư c v i b t c cách th c nào) Nhưng n u ch có ch chuy n lu ng xu ng AC có đ ưu tiên th p m ng ñư c xác ñ nh b n chưa đ B i k t lu n ph n 3.1 ta có: v i trư ng h p m ng r i nên gán ñ ưu tiên c a lu ng b ng m c cao đ có th đ m b o cung c p ñư c d ch v video streaming v i ch t lư ng t t Như v y song song v i ch ñ y lu ng xu ng AC có đ ưu tiên th p m ng 40 b n ph i có ch kéo lu ng lên AC có đ ưu tiên cao tình tr ng m ng r nh r i Do gi i thu t c n vi t l i sau : for (int i = ; i < 3; i++){ if( backoffTime[i ] > backoffThresholdDown[i] || dropRatio[i] < dropThresholdDown[i]) { if( numberFlow[i] >1 || (numberFlow[i] == && i != 1)){ Chuy n lu ng ng v i t ng có m c ñ quan tr ng nh nh t ñang t n t i AC[i] xu ng AC[i+1] } } if( backoffTime[i ] < backoffThresholdUp[i] || dropRatio[i] < dropThresholdUp[i] ){ Chuy n lu ng ng v i t ng có m c đ quan tr ng cao nh t cịn t n t i AC[i+1] lên AC[i] } } Vi c ch n ngư ng ñ chuy n lu ng lên hay xu ng AC có đ ưu tiên cao hay th p AC hi n t i khác thay gán chung m t ngư ng đ quy đ nh lu ng d li u t t xu ng hay kéo lên gi a AC B i ñi u làm gi m thi u kh m t lu ng c b chuy n ñi chuy n l i liên t c gi a AC thơng thơng s đánh giá tăng gi m quanh ngư ng chung M t khác có thay đ i th hi n thơng qua tham s đánh giá ta khơng chuy n m t cách ñ t ng t t lu ng d li u xu ng t ng th p mà chuy n m t cách t t t ng lu ng m t ñ h p lý d n s phân b lu ng AC cho phù h p nh t v i ñ thay ñ i c a môi trư ng truy n 3.3 Phân tích đánh giá Gi i pháp gán đ ưu tiên ñ ng cho lu ng video th c s có tác d ng mơi trư ng m ng khơng n đ nh m ng khơng dây S bi n đ i c a c a mơi trư ng truy n thư ng xuyên di n Do vi c thay đ i linh đ ng ñ ưu tiên lu ng v i m c đích đ m b o trì d ch v ch t lư ng d ch v c n thi t có h u ích 41 N u môi trư ng m ng ban ñ u ñang r i lu ng d li u c a video ñ u ñư c truy n AC có đ ưu tiên cao, u làm cho d ch v video streaming có th đ t ñư c ch t lư ng t t có s k t h p c a lu ng m r ng lu ng b n Tuy nhiên n u tình tr ng m ng chuy n sang b n, lúc n u lu ng v n gi nguyên ñ ưu tiên c a Thì tình tr ng tranh ch p s x y thư ng xuyên ñ ng th i vi c tranh ch p gi a tr m v i Đi u làm cho t t c lu ng k c lu ng b n lu ng m r ng ñ u b gi m t c ñ truy n tăng ñ tr m t cách m nh m Đi u gây vi c d ch v video streaming s khơng trì đư c c v i ch t lư ng th p Vi c áp d ng gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng s gi i quy t ñư c trư ng h p b i tình tr ng m ng b n, lu ng m r ng s b chuy n d n xu ng AC có đ ưu tiên th p Do lu ng b n có th thêm m t s lu ng m r ng th p (các lu ng m r ng ng v i t ng g n t ng b n nh t) s không ph i ch u tranh ch p v i lu ng m r ng cao (các lu ng m r ng ng v i t ng xa so v i t ng b n) Do chúng có u ki n truy n t t T d ch v s ñư c ñ m b o 42 Chương Đánh giá gi i pháp ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming m ng IEEE 802.11e 4.1 Môi trư ng mô ph ng 4.1.1 Xây d ng chương trình mơ ph ng Mơ ph ng th c hi n b mô ph ng NS-2 NS-2 ph n m m mô ph ng m ng ñi u n s ki n riêng r hư ng ñ i tư ng, ñư c phát tri n t i UC Berkely, vi t b ng ngôn ng C++ OTcl NS r t h u ích cho vi c mô ph ng m ng di n r ng (WAN) m ng local (LAN) B n l i ích l n nh t c a NS-2 ph i k đ n đ u tiên là: • Kh ki m tra tính n đ nh c a giao th c m ng ñang t n t i • Kh đánh giá giao th c m ng m i trư c ñưa vào s d ng • Kh th c thi nh ng mơ hình m ng l n mà g n ta khơng th th c thi đư c th c t • Kh mơ ph ng nhi u lo i m ng khác NS-2 (Network Simulator version 2.xx) m t b mô ph ng m ng mã ngu n m , t do, ñư c s d ng r ng rãi nh t trư ng đ i h c (có gi ng d y v m ng) th gi i NS-2 ñ c bi t m nh vi c mơ ph ng đ nghiên c u v giao th c m ng, t t ng MAC cho ñ n t ng Transport S d ng NS-2 có th mơ ph ng m ng có dây (Wired Networks), khơng dây (Wireless Networks), m ng di đ ng khơng dây ñ c bi t - MANET (Mobile Adhoc Networks), h n h p, v.v Các s ki n x y m ng mô ph ng m t s tham s c n nghiên c u thư ng ñư c k t xu t “t p v t” (Trace file) ho c m t s t p d ng văn b n Đ nh n ñư c k t qu mong mu n c n ph i x lý t p k t qu bi u di n k t qu thu ñư c, thư ng dư i d ng ñ th NS th c thi giao th c m ng Giao th c ñi u n truy n t i (TCP) Giao th c gói ngư i dùng (UDP); d ch v ngu n lưu lư ng Giao th c truy n t p tin (FTP), Telnet, Web, T c ñ bit c ñ nh (CBR) T c ñ bit thay ñ i (VBR) ; k thu t qu n lý hàng ñ i Vào trư c Ra trư c (Drop Tail), Dò s m ng u nhi n (RED) CBQ; thu t tốn đ nh n Dijkstra… NS th c thi multicasting vài giao th c l p Đi u n truy c p ñư ng truy n (MAC) ñ i v i mơ ph ng LAN 43 Hình 4.1 T ng quan v NS dư i góc đ ngư i dùng OTcl Script K ch b n OTcl Simulation Program Chương trình Mơ phịng OTcl B biên d ch Tcl m r ng hư ng ñ i tư ng NS Simulation Library Thư vi n Mô ph ng NS Event Scheduler Objects Các ñ i tư ng B l p l ch S ki n Network Component Objects Các ñ i tư ng Thành ph n M ng Network Setup Helping Modules Các mơ đun Tr giúp Thi t l p M ng Plumbling Modules Các mơ đun Plumbling Simulation Results Các k t qu Mơ ph ng Analysis Phân tích NAM Network Animator Minh h a M ng NAM Trong hình trên, NS B biên d ch Tcl m r ng hư ng ñ i tư ng; bao g m ñ i tư ng B l p l ch S ki n, ñ i tư ng Thành ph n M ng mơ đun Tr giúp Thi t l p M ng (hay mơ đun Plumbing) Đ s d ng NS-2, ngư i dùng l p trình b ng ngơn ng k ch b n OTcl User có th thêm mã ngu n Otcl vào NS-2 b ng cách vi t l p ñ i tư ng m i OTcl Nh ng l p s đư c biên d ch v i mã ngu n g c B mơ ph ng NS-2 s d ng khóa lu n phiên b n ns2-2.28 ñư c cài thêm b h tr chu n ieee 802.11e D a b mơ ph ng ns2 ta s đánh giá ñ 44 hi u qu c a gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming so v i chu n 802.11e Đ làm vi c ta c n ph i xây d ng m t k ch b n rõ ràng phù h p cho vi c ñánh giá công b ng cho k t qu chu n xác 4.1.2 K ch b n mô ph ng Mơ hình mơ ph ng s bao g m máy tr m m t access point s d ng m ng không dây theo chu n ieee 802.11e hình dư i Hình 4.2 Mơ hình thí nghi m V i mơ hình mơ ph ng ta s xét nh ng thí nghi m ñ so sánh ñ hi u qu c a gi i pháp ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng so v i chu n cũ 802.11e Đ u tiên ta s quy ñ nh m t s tham s chung đ th c hi n mơ ph ng 4.1.2.1 Các tham s môi trư ng D a mơ hình 802.11 MAC, tham s PHY mơ hình mơ ph ng EDCF đư c thi t l p sau: - SlotTime: 16µs - SIFS: 8µs - PIFS: 12µs - DIFS: 16µs Băng thơng chung c a m ng 2Mb/s kích c c a m i gói tin c a t ng ng d ng 1kB Tham s v CW, PF, AIFS c a IEEE 802.11e chu n dùng đ mơ ph ng tn theo giá tr b ng sau 45 B ng 4.1 Các tham s mô ph ng AC PF AIFS CW_MIN CW_MAX TXOPLimit 2 15 0.003264s 2 15 31 0.006016s 2 31 1023 31 1023 4.1.2.2 Thông s t i tr m Tr m th nh t (station 1) s tr m s d ng ñ th c hi n vi c streaming video tr m ñ ta quan sát ñánh giá tr m này, t ng ng d ng s s d ng lu ng d li u cbr ñ g i d li u cho AP lu ng tương ng lu ng b n, lu ng m r ng lu ng m r ng ñư c t o ch phân t ng c a d ch v video streaming Các lu ng d li u tương ng s có t c đ 128kbps, 256kbps 512kbps Tr m th hai (station 2) tr m th (station 3) s hai tr m s d ng ñ làm môi trư ng Hai tr m s gây cho m ng tình tr ng ngh n hay r nh r i b ng cách thay ñ i t c ñ truy n d li u c a lu ng cbr c a M i tr m s có lu ng d li u cbr g i cho AP lu ng ban ñ u s có t c ñ truy n b ng nh n giá tr 100kbps, lu ng d li u s ñư c x p vào AC có đ ưu tiên khác v i giá tr 1,2 Tr m tr m s truy n d li u su t th i gian ch y mô ph ng sau 10 giây (giây th 10 kho ng th i gian mô ph ng) tr m s b t ñ u truy n d li u Đ n giây th 250 tr m d ng vi c truy n d li u mô ph ng s k t thúc giây th 300 Đ gây s m t n ñinh cho m ng, q trình truy n t c đ c a lu ng d li u tr m tr m s ñư c thay ñ i ñ ng lo t t i m t s th i ñi m C th : - giây th 40 : Tăng t c ñ truy n t 100kbps lên 200kbps - Giây th 70 : Tăng t c ñ truy n t 200kbps lên 400kbps - Giây th 100 : Tăng t c ñ truy n t 400kbps lên 600kbps - Giây th 130 : Tăng t c ñ truy n t 600kbps lên 700kbps 46 - Giây th 160 : Gi m t c ñ truy n t 700kbps xu ng 150kbps - Giây th 190 : Gi m t c ñ truy n t 150kbps xu ng 50kbps - Giây th 210 : Tăng t c ñ truy n t 50kbps lên 650kbps Bây gi , d a mơ hình ta s th c hi n hai thí nghi m Tương ng v i hai trư ng h p : s d ng ch IEEE 802.11e chu n ch áp d ng gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng d li u K t qu s ñư c so sánh phân tích hai phương di n băng thơng đ tr 4.2 K t qu mô ph ng 4.2.1 Đánh giá v thông lư ng Sau th c hi n hai thí nghi m v i mơ mơ t ph n 4.1.2 tương ng v i hai trư ng h p s d ng ch chu n 802.11e ch áp d ng gi i thu t gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng d li u Ta có đ th mơ t thông lư ng c a lu ng d li u station sau : (a) 47 (b) Hình 4.3 Thông lư ng c a lu ng d (a) li u video streaming S d ng ch 802.11e chu n ; (b) S d ng ch gán ñ ưu tiên ñ ng D a vào hai ñ th ta có d dàng th y r ng V i phương pháp gán ñ ưu tiên ñ ng lu ng d li u ng v i t ng b n (lu ng b n) ln trì m c thơng lư ng c đ nh 128kbps ñ ñ m b o r ng bên nh n ln ln trì đư c d ch v v i b t kỳ thay ñ i c a môi trư ng truy n Trong ñó v i trư ng h p s d ng ch 802.11e chu n thơng lư ng c a t t c lu ng c lu ng b n khơng n đ nh tăng, gi m ph thu c vào ñ r i, b n c a b n c a môi trư ng Vi c gây tình tr ng d ch v video streaming s khơng n đ nh Do gán ñ ưu tiên c ñ nh chúng su t th i gian truy n ñó k c nh ng lúc m ng b n lưu lư ng c a lu ng m r ng v n l n lu ng b n (trư ng h p ch 802.11e chu n) ñi u m t lãng phí b i lu ng b n có thơng lư ng nh , vi c gi i mã lu ng m r ng l i ph thu c vào lu ng b n Do thơng lư ng c a lu ng m r ng tr nên hoang phí khơng có ích Trong hai đ ta có th nh n th y r ng ñi u ki n m ng r nh r i (t giây th 10 ñ n giây th 40 t giây th 190 ñ n giây th 210) c hai phương pháp ñ u cho k t qu lu ng d li u video đ u có thơng lư ng đ t m c cao ch t lư ng video bên nh n có đư c có ch t lư ng t t Song m ng b t ñ u tr nên 48 b n ví d kho ng th i gian t giây th 40 ñ n giây th 70 trư ng h p s d ng ch 802.11e chu n c ba lu ng d li u s đ ng lo t gi m thơng lư ng, trư ng h p s d ng ch ñ ưu tiên ñ ng lu ng m r ng s gi m nhanh thông lư ng lu ng m r ng lu ng b n v n trì đư c thơng lư ng m c cao T c ch t lư ng video bên nh n s v n nh n đư c tín hi u t t s k t h p gi a lu ng b n lu ng m r ng Ta có bi u đ c t so sánh t ng s gói tin nh n đư c c a m i lu ng d li u sau Hình 4.4 Bi u đ so sánh t ng s gói tin Bi u đ so sánh t ng s gói tin cho ta th y r ng v i phương th c gán ñ ưu tiên ñ ng lu ng m r ng bên nh n thu đư c s lư ng gói tin so v i trư ng h p s d ng ch 802.11e chu n Tuy nhiên bù vào hai lu ng l i (lu ng b n lu ng m r ng 1) c a thí nghi m trư ng h p s d ng đ ưu tiên đ ng l i có k t qu s lư ng gói tin truy n t i đích l n so v i trư ng h p s d ng ch 802.11e chu n Mà video streming hai lu ng quan tr ng lu ng m r ng có th nh n th y vi c phương pháp ñ ưu tiên ñ ng hư ng t i vi c trì d ch v phương pháp 802.11e chu n (t l gói tin truy n ñư c ch t l v i t c ñ truy n c a lu ng d li u mà khơng quan tâm t i vi c đ m b o ch t lư ng cho lu ng quan tr ng) 4.2.2 Đánh giá v ñ tr Ta s ñi so sánh ñ tr c a gói tin c hai trư ng h p; s d ng ch 802.11e chu n ch ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng Đ ñánh giá xem phương pháp ñ ưu tiên ñ ng có đem l i hi u qu v đ tr hay không 49 Đ tr c a lu ng d li u video tương ng v i c hai trư ng h p ñư c th hi n b i hai đ th dư i (a) (b) Hình 4.5 Đ tr c a lu ng d (a) S d ng ch 802.11e chu n ; (b) S 50 li u video streaming d ng ch gán ñ ưu tiên ñ ng D a vào hai bi u ñ ñ tr c a lu ng d li u ta có th nh n th y, v i phương pháp s d ng ñ ưu tiên chu n, đ tr c a gói tin tương ng v i lu ng d li u video streaming ñ ng ñ u m i trư ng h p khác c a môi trư ng m ng Ph n l n s gói tin nh n đư c bên nh n có ñ tr l n 0.6s m t n a có đ tr l n 0.8s M t s d ch v video streaming có yêu c u đ tr r t th p, v i ñ tr t m 0.6s ho c 0.8s tr lên khơng th đáp ng đư c u c u có th d ch v s b gián đo n khó trì đư c tình tr ng s d ng ch Trong ñó trư ng h p s d ng ch gán ñ ưu tiên ñ ng Giá tr ñ tr c a gói tin lu ng b n ln trì m c 0.015s cho dù có b t kỳ s thay đ i c a mơi trư ng Lu ng m r ng có đ tr cao thư ng gói tin c a có đ tr vào kho ng 2s đ n 3s Lu ng m r ng có đ tr thay đ i nhi u có th m c r t cao Tuy hai lu ng m r ng có đ tr cao bù vào ñ tr lu ng b n luôn m c th p, b t kỳ d ch v video cho dù d ch v yêu c u ñ tr video m c th p ñi n a Cơ ch v n ñ m b o trì đư c d ch v Trong nh ng trư ng h p m ng r nh r i, t c kho ng t gói tin th đ n gói tin th 6000 kho ng t gói tin th 69000 t i gói tin th 73000 c hai trư ng h p đ u trì đ tr c a lu ng m c th p t c lúc d ch v video streaming s cho ch t lư ng t t nh t v i ñ tr ba lu ng h u khơng đáng k Do kho ng d ch v video cung c p s có ch t lư ng t t video cu i s s k t h p c a c ba lu ng d li u Nhưng kho ng th i gian m ng r nh th y r ng kho ng t gói tin th 6000 đ n gói tin th th 62500 t i gói tin th 69000 lu ng m r ng có đ tr d ch v video streaming có th có k t qu video lu ng b n lu ng m r ng r i hình (b) ta có th 13000 kho ng t gói tin nh kho ng th i gian ñ u cu i s k t h p c a Qua k t qu c a hai thí nghi m ta có th th y ñư c r ng Phương pháp phân ph i ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng linh đ ng thích h p v i tình tr ng m ng khơng n đ nh m t thu c tính c h u b n c a m ng không dây 51 Chương K t lu n 5.1 K t lu n Khóa lu n ñưa gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming nh m tăng cư ng vi c ñ m b o ch t lư ng d ch v video streaming m ng không dây 802.11 V i vi c gán ñ ưu tiên cho lu ng tương ng v i t ng c a video streaming m t cách linh đ ng d a theo tình tr ng c a môi trư ng D a vào chu n 802.11e gi i pháp có nh ng s a đ i ñ tăng thêm kh ch ng ch u v i s thay đ i mơi trư ng truy n Gi i pháp có nhi u ưu m T n d ng ñư c băng thơng lúc m ng r nh r i đ truy n d li u b ng vi c gán ñ ưu tiên c a lu ng b ng m c cao Nhưng có s u ch nh phù h p ñ ưu tiên c a lu ng tình tr ng t c ngh n x y cho trung hòa gi a vi c ñ m b o r ng lu ng d li u quan c a video streaming ñư c ñ m b o t t v băng thơng, đ tr t l m t gói tin c m ng có tình tr ng t c ngh n c g ng cung c p ch t lư ng t t nh t có th c a video đ u cu i 5.2 Hư ng phát tri n ti p theo K t qu mơ ph ng làm rõ đư c nh ng ñ c ñi m t t c a gi i pháp nhiên vi c ch n giá tr ngư ng c a backoff time t l h y gói tin v n ch d a thí nghi m mơ ph ng đơn thu n ñưa V y hư ng ti p theo ñ phát tri n gi i pháp tìm cách ñ ch n nh ng giá tr ngư ng m t cách phù h p nh t đ có th có nh ng bư c chuy n đ ưu tiên cho lu ng m t cách h p lý M t m t n a gi i pháp m i ch ñư c ñánh giá b ng cách mô ph ng b mô ph ng ns-2 ch chưa có m t k t qu thí nghi m th c t Nên vi c ti p theo nên xây d ng ñư c nh ng thí nghi m th c t đ đánh giá m t cách tr c quan t có th thu ñư c nh ng k t lu n xác mà b mơ ph ng khơng có đư c 52 Tài li u tham kh o [1] Allen Miu, John G.Apostolopouslos, Wai-tian Tan and Mitchell Trott : “Lowlatency wireless video over 802.11 networks using path diversity” [2] D J Leith, P Clifford, D Malone, and A Ng “TCP fairness in 802.11e WLANs” [3] Gilles Berger-Sabbatel, Andrzej Duda, Olivier Gaudoin, Martin Heusse, Franck Rousseau “Fairness and its impact on delay in 802.11 network” [4] IEEE Std 802.11e (2007), Part 11: “Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications” [5] Pierre Ansel, Qiang Ni and Thierry Turletti “FHCF : A simple and eficient scheduling scheme for IEEE 802.11e wireless LAN” [6] Stefan Mangold, Sunghyun Choi, Peter May, Ole Klein, Guido Hiertz, Lothar Stibor : “IEEE 802.11e wireless LAN for quality of service” [7] Sunghyun Choi, Javier del Prado, Sai Shankar, Stefan Mangold : “IEEE 802.11e contention-base channel access (EDCF) performance evaluation” [8] Wu Dapeng, Hou Yiwei Thomas, Zhu Wenwu, Zhang Ya-Qin, Peha Jon M (2001); “Streaming Video over the Internet: Approaches and Directions” [9] Yang Xiao, Haizhon Li, Sunghyun Choi “Protection and guarantee for voice and video traffic in IEEE 802.11e wireless LANs” Website: http://www.isi.edu/nsnam/ns/ http://www.google.com.vn/ 53 ... a video streaming cho hi u su t vi c truy n video streaming ñ t hi u qu cao Khóa lu n s ñ xu t gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng d li u tương ng v i t ng c a video streaming Trong video streaming. .. ñ m b o ch t lư ng truy n video streaming m ng không dây s d ng chu n IEEE 802.11e v n t n t i nh ng m b t c p Ví d , vi c phân t ng video streaming s cho k t qu m t video s ñư c truy n dư i d... channel access) 27 2.3 Truy n video streaming m ng không dây IEEE 802.11e 28 Chương Gi i pháp gán ñ ưu tiên ñ ng cho lu ng video streaming m ng IEEE 802.11e 30 3.1 V n ñ