chuong-1tong-quan-danh-gia-hieu-nang-mang59440

CNTT 13/12/17 1 KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG SỐ TÍN CHỈ 03, LÝ THUYẾT 45, THUYẾT TRÌNH 05 TBKT 20%, KTGK 20%, THI 60% TS NGUYỄN KIM QUỐC Tp Hồ Chí Minh 201[.]

13/12/17 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG TIN BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY TÍNH Nội dung học phần Chương Tổng quan đánh giá hiệu mạng Chương Kiểm soát tắc nghẽn giao thức mạng ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG Chương Kiểm soát tắc nghẽn điều khiển nút mạng SỐ TÍN CHỈ: 03, LÝ THUYẾT: 45, THUYẾT TRÌNH: 05 TBKT: 20%, KTGK:20%, THI: 60% Chương Lý thuyết xếp hàng số độ đo hiệu Chương Mạng xếp hàng giải pháp đánh giá hiệu Chương Ứng dụng mơ hình đánh giá hiệu mạng Chương Cài đặt mơ hình đánh giá hiệu mạng TS NGUYỄN KIM QUỐC Tp Hồ Chí Minh - 2016 Chương TỔNG QUAN ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG Ý nghĩa yếu tố hiệu mạng • Đánh giá hiệu mạng: đánh giá khả đáp ứng dịch vụ, độ ổn định an tồn mạng • Ý nghĩa đánh giá hiệu mạng Chương 1 Truyền thông mạng Các khái niệm hiệu mạng - Phân tích, thiết kế, xây dựng hệ thống mạng hiệu - Cấu hình mạng tối ưu theo hệ thống, tinh chỉnh hệ thống phù hợp môi trường mạng thực tế, nâng cao chất lượng dịch vụ mạng - Đánh giá giao thức kiểm nghiệm thiết bị • Các nhân tố đánh giá hiệu mạng Các độ đo hiệu mạng Các phương pháp đánh giá hiệu mạng Mô đánh giá hiệu mạng Các giải pháp kiểm sốt tắc nghẽn Tính sẵn sàng để dùng (availability), Tỉ suất lỗi (error rate) Thông luợng (throughput) Tỉ lệ gói Thời gian đáp ứng (response time) Mức độ cân Thời gian trễ (delay), Khả sử dụng độ tin cậy (reliability), quản lý tài nguyên Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 13/12/17 Các độ đo hiệu mạng Các độ đo hiệu mạng • Tỉ lệ gói tin (𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 𝑟𝑎𝑡𝑒): xác định tỉ số tổng số gói tin bị 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑠𝑠 𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 với tổng số gói tin gửi 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑛𝑡 𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 Đối với mạng ổn định tỉ lệ thấp, ngược lại tỉ lệ cao Tỉ lệ gói tin xác định theo cơng thức sau: • Mức độ cơng bằng: mức độ luồng thể mạng có đảm bảo công cho kết nối mạng có nhiều loại hình thơng lượng khác Mức độ công thông lượng luồng nhau, ngược lại • Mức độ sử dụng đường truyền: khả tận dụng đường truyền mạng Chỉ số cho biết khả truyền mạng qua đường truyền mạnh hay yếu tính theo cơng thức sau: Đánh giá hiệu mạng– Khoa Cơng nghệ thơng tin • Kích thước hàng đợi trung bình: số biểu thị trực tiếp mức độ sử dụng tài nguyên định tuyến Chỉ số xác định tỉ số kích thước hàng đợi trung bình với kích thước thực hàng đợi Cơ chế có số nhỏ có độ trễ hàng đợi nhỏ ngược lại Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin Các phương pháp đánh giá hiệu mạng Các phương pháp đánh giá hiệu mạng • Mơ hình phân tích: • Phương pháp mơ - Đây phương pháp sử dụng sở lý thuyết, cơng thức tốn học để đánh giá hiệu mạng - Có thể thay đổi tham số hệ thống cấu hình mạng miền rộng với chi phí thấp mà đạt kết mong muốn - Mơ hình giải tích thuờng khơng thể giải khơng đơn giản hố nhờ giả thiết, phân rã thành mơ hình nhiều cấp Các mơ hình giải thuờng đơn giản khác xa thực tế - Thuờng sử dụng giai đoạn đầu việc thiết kế mạng, giúp cho nguời thiết kế dự đoán giá trị giới hạn hiệu Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin - Phương pháp thực cài đặt thực nghiệm, địi hỏi chi phí cao Tuy nhiên, sau xây dựng xong mô phỏng, tiến hành chạy chương trình mơ lần tuỳ ý, với độ xác theo yêu cầu chi phí cho lần chạy thuờng thấp - Các kết mơ nói chung cần kiểm chứng, phương pháp giải tích đo đạc - Phương pháp mơ hình Giải tích mơ hình Mơ đóng vai trị quan trọng việc thiết kế triển khai thực hệ thống, đặc biệt giai đoạn đầu Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 13/12/17 Các phương pháp đánh giá hiệu mạng Các phương pháp đánh giá hiệu mạng • Phương pháp độ đo • Tổng hợp phương pháp đánh giá hiệu mạng - Phương pháp thực mạng thực, hoạt động, địi hỏi chi phí cho cơng cụ đo việc tiến hành đo - Việc đo cần tiến hành nhiều điểm mạng thực, thời điểm khác cần lặp lặp lại khoảng thời gian đủ dài - Ngoài ra, nguời nghiên cứu phải có kiến thức Lý thuyết thống kê rút kết luận hữu ích từ số liệu thu thập Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 10 Truyền thông mạng Truyền thông mạng • Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection) • Tầng ứng dụng (Application layer): Giao tiếp với mạng với ứng dụng người dung, xác định giao diện người sử dụng với mơi trường mạng Máy nhận Máy gửi • Tầng trình bày (Presentation layer): Chuyển đổi thơng tin từ ứng dụng người sử dụng sang khuôn dạng liệu truyền, ngồi nén mã hóa liệu truyền trước truyền để bảo mật • Tầng giao dịch (Session layer): Thiết lập phiên, xác lập ánh xa tên, cách đặt địa chỉ, tạo giao tiếp ban đầu máy tính khác sở giao dịch truyền thơng • Tầng giao vận (Transport layer): Điều khiển truyền thơng, cách thức chuyển giao gói tin Để bảo đảm việc truyền ổn định mạng, đánh số gói tin đảm bảo chúng chuyển theo thứ tự MÔI TRƯỜNG TRUYỀN THÔNG Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 11 Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 12 13/12/17 Truyền thơng mạng Truyền thơng mạng • Tầng mạng (Network layer): Định tuyến, xác định việc chuyển hướng, vạch đường gói tin mạng, gói tin phải qua nhiều chặng trước đến đích cuối • Mơ hình TCP/IP • Tầng liên kết liệu (Data link layer): Thiết lập khung dạng liệu, xác định chế truy nhập thông tin mạng, dạng thức chung gói tin, đóng gói tin • Tầng vật lý (Phisical layer): Môi trường truyền thông, motả đặc trưng vật lý mạng, mô trường truyền, kỹ thuật nối mạch điện, tốc độ cáp truyền dẫn Đánh giá hiệu mạng– Khoa Cơng nghệ thơng tin 13 MƠ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 14 Giới thiệu phần mềm NS2 • Kiến trúc NS2 Dùng C++ để: Network Components • GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MƠ PHỎNG NS2 • CÀI ĐẶT MƠ PHỎNG MẠNG TRÊN NS2 Tcl C/C++ ns-2 • ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG MÔ PHỎNG Event Scheduler TclCL OTcl - Mô giao thức chi tiết yêu cầu ngôn ngữ lập trình hệ thống - Thao tác byte, xử lý gói, thực thi thuật tốn - Thực việc mà cần phải xử lý tứng packet luồng OTcl để: - Mô thơng số hay cấu hình thay đổi - Cấu hình, thiết lập, thời gian tương tác - Thực ta muốn cách thao tác đối tượng C++ tồn Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 15 Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 16 13/12/17 Giới thiệu phần mềm NS2 Giới thiệu phần mềm NS2 • Mơ hình mơ NS2 • Cơng dụng phần mềm NS2 - NS2 phần mềm mô mạng điều khiển kiện riêng rẽ hướng đối tượng, phát triển UC Berkely, viết ngôn ngữ C++ OTcl NS2 hữu ích cho việc mơ mạng diện rộng (WAN) mạng local (LAN) - NS thực thi giao thức mạng như: giao thức điều khiển truyền tải (TCP) giao thức gói người dùng (UDP) OTcl Script Simulation Program OTcl NS Simulation Library Event Scheduler Objects Network Component Objects Network Setup Helping Modules Plumbling Modules Simulation Results Analysis NAM Network Animator - Các dịch vụ nguồn lưu lượng như: Giao thức truyền tập tin (FTP), Telnet, Web, tốc độ bit cố định (CBR) tốc độ bit thay đổi (VBR) Kịch OTcl Chương trình mơ phịng Bộ biên dịch Tcl mở rộng hướng đối tượng Thư viện mô NS Các đối tượng lập lịch kiện Các đối tượng thành phần mạng Các mô đun trợ giúp thiết lập mạng Các mô đun Plumbling Các kết mơ Phân tích Minh họa Mạng NAM Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin - Các kỹ thuật quản lý hàng đợi như: Vào trước trước (Drop Tail), dò sớm ngẫu nhiễn (RED) CBQ 17 Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin Giới thiệu phần mềm NS2 Mơ đánh giá hiệu mạng • Đặc điểm NS2 • Kịch mơ mạng NS2 - Khả kiểm tra tính ổn định giao thức mạng 18 - Khởi tạo mô phỏng: set ns [new Simulator], tạo instance Simulator, gán vào biến ns - Khả đánh giá giao thức mạng trước sử dụng - Khả thực thi mơ hình mạng lớn mà gần ta khơng thể thực thi thực tế - Khả mô nhiều loại mạng khác nhau, kỹ thuật quản lý hàng đợi Router DropTail, RED, CBQ - Multicasting, mơ mạng có dây, mạng khơng dây: thuộc mặt đất (di động, adhoc, GPRS, WLAN, BLUETOOTH), vệ tinh, Mobile-IP adhoc DSR, TORA, DSDV AODV - Hành vi nguồn traffic – www, CBR, VBR, agent UDP/ TCP - Tạo đối tượng ghép node link - Connect (nối) đối tượng thành phần Mạng tạo lại với (ví dụ hàm attach-agent) - Gán giá trị cho tham số cho đối tượng thành phần mạng (thường cho đối tượng ghép) - Tạo connection agent (ví dụ tạo connection “tcp” “sink”) - Xác định tuyến tùy chọn trình diễn NAM - Định tuyến, luồng packet, Telnet, FTP, Ping Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 19 Đánh giá hiệu mạng– Khoa Công nghệ thông tin 20 13/12/17 Mô đánh giá hiệu mạng Mô đánh giá hiệu mạng • Otcl script NS2 • Otcl script NS2 - Khởi tạo Network Agents UDP - Tạo nút: ✓ set udp0 [new Agent/UDP] ✓ set n0 [$ns node] ✓ set null [new Agent/Null] ✓ set n1 [$ns node] ✓ $ns attach-agent $n0 $udp0 - Để tạo liên tục node: ✓ $ns attach-agent $n1 $null ✓ for {set i 0} {$i