23 Trang 8 6 CÁC THU T NG ẬỮVIẾT T T ẮAP Access Point AL Access Link BER Bit Error Ratio BSSs Independent Basic Service Sets CBR Constant Bit Rate CS Carrier Sense CSMA Carrier Sense M
Trang 11
B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ
-
Đoàn Vũ Giang
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG
M NG KHÔNG DÂY WI- Ạ FI GIA ĐÌNH
Trang 22
B GIÁO D Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ O TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ
-
Đoàn Vũ Giang
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG
M NG KHÔNG DÂY WI- Ạ FI GIA ĐÌNH
Chuyên ngành: Công ngh thông tin
LU
CÔNG NGH THÔNG TIN
NG DN KHOA H C: PGS.TS Ngô H
Hà Ni
Trang 31
L I C Ờ ẢM ƠN!
Em xin chân thành c- Vin Công ngh thông tin và Truy n thông i h c Bách Khoa Hà N
tng d em trong su t quá trình th c hin lut nghip
Em xin chân thành cy, cô giáo - Vin Công ngh Thông tin và Truy n thông - i h c Bách Khoa Hà N i, nh n tình truyn
t các ki n th ng viên em trong su t th i gian em h c t p và nghiên c u t ng
i l i c i các b n h c cùng l p 2015A chuyên ngành công ngh thông tin, các b ng nghing xuyên quan tâm, giúp
, chia s kinh nghi m, cung c p các tài li u h u ích trong su t th i gian tôi h c
tc bit là trong quá trình thc hi n lu t nghi p v a qua
Do trong quá trình nghiên c u, tìm hi u và th c nghi m lu c ch n không th tránh kh i nh ng sai sót nh nh, em r t mong nh c s góp ý c a
thy, cô giáo và các b lu c hoàn ch
Trang 42
L Ờ I CAM ĐOAN
ng không dây Wi-Fi gia
u c i s ng d n khoa h c c a PGS.TS Ngô H t c nh ng tài li u tham kh t kê rõ ph n cu i c a lu n i dung công b và k t qu trình bày trong lu trung thc và không có s sao chép c i khác
Hà Nội, tháng 09 năm 2017
Tác gi ả luận văn
Đoàn Vũ Giang
Trang 53
M C L C Ụ Ụ
LI C 1
L 2
MC LC 3
CÁC THU T NG VIT TT 6
DANH MC CÁC HÌNH 8
DANH MC CÁC BNG 10
M U 11
Lý do ch 11tài Mu ca lu 12
ng nghiên c u c a lu 12
Phm vi nghiên c u 12
u 12
1: NGHIÊN C U T NG QUAN 14
1.1 T ng quan v m ng Wi- 14 Fi 1.1.1 Các chu n c a m ng không dây Wi- 14 Fi: m c a m ng không dây Wi- 16 Fi m 16
m 16
1.2 M 17
1.3 V t c nghn và các nguyên nhân d n t c ngh n: 18
1.3.1 V t c ngh n 18
1.3.2 Nguyên nhân x y ra t c nghn 18
1.3.2.1 H n ch c n d n 18
Trang 64
1.3.2.2 S t bi n c ng 18
1.3.2.3 Tràn b m 18
1.3.2.4 Ngh n c chai 19
ng 19
1.4.c 19
c t 19
ng 20
1.5 Gi 21
1.5.1 Khái ni m HoA 21
1.5.2 Cách thc hi a thun c t toán 21
nh m ng truy c p Access -link là nút th t c chai 22
nh m ng không dây Wi-Fi là nút th t c chai 22
thu t toán HoA 23
NG MÔ PH NG THU T TOÁN HoA 24
2.1 La chn công c mô ph ng 24
2.2 C u hình m ng mô ph ng 25
2.2.1 Thi t k mô ph ng m ng 25
2.2.2 Tham s c u hình mô ph ng m ng 26
t mô ph ng 27
2.3.1 T o liên k t và s ki n 27
2.3.2 T o file bám v t s ki n 29
c th c thi HoA 29
NGHI M VÀ K T QU 33
3.1 Mng 33
Trang 75
3.2 Kch bn mô phng 33
3.2.1 Các tham s u vào 33
3.3 Ch y mô ph t qu 34
3.3.1 Ch y mô ph ng 34
t qu 35
3.3.2.1 Kt qu mô phng v 35
3.3.2.2 Kt qu mô phng v 37
3.3.2.3 Kt qu t ng h p quá trình mô ph ng t n 50Mbps 38
KT LUN 39
1 KT LUN 39
1.1 V thuy t 39lý 1.2 V c nghi m 39th ng phát tri n ti p theo 39
TÀI LIU THAM KH O 40
Trang 86
CÁC THU T NG Ậ Ữ VIẾ T T T Ắ
BER Bit Error Ratio
BSSs Independent Basic Service Sets
CBR Constant Bit Rate
CSMA Carrier Sense Multiple Access
CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect
DCF Distributed Co-ordination Function
DFS Dynamic Frequency Selection
DIFS Distributed -ordinate Function Interframe Space CoDSDV Destination-Sequenced Distance-Vector
DSR Dynamic Source Routing
DSSS Direct Sequence Spread Spectrum
ESSs Extended Service Sets
FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum
FTP File Transfer Protocol
HoA Home or Access link
IAPP Inter-AP Protocol
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IFS Interframe Spacing
ISDN Integrated Services Digital Network
ISM Industrial, Scientific and Medical
LAN Local Area Network
MAC Medium Access Control
Trang 97
MAN Metropolitan Area Network
Modem modulator and demodulator
NAM Network Animator
NS2 Network Simulator
AODV Adhoc On-demand Distance Vector
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Otcl Object Oriented Tool Command Language PCF Point Co-ordination Function
QoS Quality of Service
REAL Realistic and Large
RTP Real-time Transport Protocol
UDP User Datagram Protocol
UNII Unlicensed National Information Infrastructure VBR Variable Bit Rate
WEP Wired Equivalent Privacy
WI-FI Wireless Fidelity
WLAN Wireless Local Area Network
Trang 108
DANH M C CÁC HÌNH Ụ
Hình 1.1 S phát tri n c a m ng không dây 14
Hình 1.2 M 17
Hình mô phng mt h th ng 20
Hình 1.4: Minh ha s d phát hi n ngh n mng 21
nh nguyên t tìm ra t c ngh n m ng truy c p 22
Thu t toán HoA 23
Hình 2.1 Ki n c a NS-2 24
Hình 2.2 Mô phng m ng truy c p access-link và m ng không dây Wi- 25 Fi Hình 2.3 Cu hình topo m ng 27
Hình 2.4 Tham s c u hình m ng truy c p và m ng không dây Wi- 27 Fi Hình 2.5 Ta Node 0 và Node 1 28
Hình 2.6 T o s ki n gói tin TCP/FTP 28
Hình 2.7 T o s ki n gói tin UDP/CBR 28
Hình 2.8 Chy file các bám v t 29
Hình 2.9 Khi to tham s u vào 29
Hình 2.10 Tính h s bi i thi gian Cvt ti gia 2 gói d li u liên ti p 30
nh v trí nút th t c chai có x y m ng truy c p Access-link không 30
Hình 2.12 Tính th i gian tr n vòng Roung Trip Time m ng không dây Wi- 32 Fi Hình 2.13 Kim tra t c ngh n t i m ng không dây Wi- 32 Fi Hình 2.14 Tính t l ph c ngh n và in ra k t qu 32
Hình 3.1 Mô ph ng m ng không dây wi- c ch p l i b ng ph n m m Snagit Editor 35
Trang 119
Hình 3.2 V trí nút th t c chai x y m ng truy c p Access-link v
ng truyn là 10Mbps 35Hình 3.3.V trí nút th t c chai x y ra t i m ng không dây Wi-Fi v
ng truyn 20Mbps 37Hình 3.4 Tng h p k t qu t c ngh n v n 50Mbps 38
Trang 13V i m ng không dây Wi- i s d ng d dàng truy c i thông tin t
n tho i thông minh, máy tính b ng,v.v Tuy nhiên, trong quá trình s d ng m ng không dây Wi-Fi, nhi i s d ng hay g p ph i hi ng
k t n i Internet kém hi u qu i ch m, cu c g i VoIP kém ch t
ng ho c b n, m t hình trong quá trình truy n Video Nh ng hi ng này x y ra do nhi ng t c ngh n hay còn g i là nút ngh n c chai T c ngh n có th x y ra b t c nút c chai nào, trên
m ng truy c p (Access Link) c a nhà cung c p d ch v ISP (Internet Services Provides) hay m ng không dây Wi-
ng không dây Wi-Fi nói riêng Bài toán này luôn
nh c s quan tâm nghiên c u, t n nghiên c n nh ng công ty và nhà s n xu t thi t b không dây Tùy theo chu n m ng, phiên b n và ki u
m ng không dây Wi-Fi, các thu ng khác nhau cn
c nghiên c u phát tri n
Trong lup trung tìm hi u và th nghi m m t gi giá hing m xu ng t gHoA (Home or Access link) [4] (do nhóm tác gi Srikanth Sundaresan, Nick Feamster và Renata Teixeira thu c Vi n Khoa h c Máy tính Qu c t
a m ng không dây Wi- c tiêu là
ch m t c nghn x y t i m ng truy c p (Access -link) c a nhà cung c p d ch v ISP (Internet Services Provides) hay m ng không dây Wi- i pháp x lý phù h p áp d ng vào th c t
Xut phát t nh ng phân tích trên, tôi ch Đánh giá hiệu năng
Trang 1412
M ục đích nghiên cứ u c a lu ủ ận văn này
- Tìm hi u n c ki n th c v ng nói chung và
m ng không dây Wi-Fi nói riêng
- Tìm hi u v thu ng không dây HoA Th nghi m b ng cách s d ng ph n m m mô ph ng NS-2 mô ph ng l u
- Lý thuyt v ng không dây
- Thut toán HoA
Phương pháp nghiên cứ u
- T ng h p lý thuy t (thu th p, tìm hi u)
- Th nghi
N i dung c a lu ộ ủ ận văn bao gồ m các m ục sau đây:
M ở đầ u: Gii thi u ch ra lý do ch tài, mng, ph m vi nghiên cu ca lu
Chương 1: Nghiên cứ u t ng quan: Trình bày t ng quan v m ng không ổ dây Wi-Fi, khái ni m m t c ngh n và nguyên nhân d n t c ngh n, t ng quan v ng, gi
m ng không dây Wi-Fi theo thu t toán HoA
Chương 2: Xây dự ng mô ph ng thu t toán HoA: Trình bày vi c xây d ng ỏ ậ
mô ph ng m ng internet, m ng không dây Wi- ng l i thu t
c
Chương 3: Thử nghi ệm và đánh giá: Trình bày vi c th nghi
hing không dây Wi-a trên thu t toán HoA b g pháp mô pht qu nghith m
Trang 1513
K t lu ế ậ n: T ng k toàn b lung th t s
ng phát tri n c a lu
Trang 16n tho i thông minh, máy tính b ng sóng vô tuy n
Công ngh m ng không dây xu t hi n l u tiên vào cu
nh ng nhà s n xu t gi i thi u nh ng s n ph m ho n 900Mhz Nhng gi i pháp này cung c p t truy n d li u 1Mbps Tuy v y, nh ng gi i
chu n s i c a chu n 802.11 cho các m là chu
c a m ng không dây, nó mô t cách truy n thông trong m ng không dây s d ng
ng ngo i) T chu n này r t ít
c s d ng trong các s n ph i do t còn ch m [1, 5]
1.1.1 Các chuẩn củ a m ng không dây Wi- ạ Fi:
Các chu n c a m c trình bày trong hình 1.1 C th
Hình 1.1 Sự phát tri n c a m ng không dây ể ủ ạ
Trang 1715
Chuẩn 802.11: Chu a m ng không dây Nó mô t cách truy n thông trong m ng không dây s d thi ph chu i tr c ti p), FHSS (tr i ph nh y t n), infrared (h ng ngoi) T ho ng t n 2.4 GHz ISM
Chuẩn 802.11b: t chu n m r ng c a chu n 802.11 nh m c i ti n
ng n 2.4 GHz và
c v i chu n 802.11 Chu c s d ng r ng rãi trong m n nay thì các chu n m i v i t 802.11a và 802.11g có giá thành ngày càng h n thay th 802.11b
Chuẩn 802.11a: Chu n này s d n 5 GHz UNII (Unlicenced National Information Infrastructure) T c n 54 Mbps vì nó s d ng công ngh OFDM Chu n này thích h p khi mu n s d ng m ng không dây t
ng có nhi u thi t b ho ng n 2.4 Ghz vì nó không gây nhi u v i các h ng này Tuy v y, chu n này không giao ti th c vi chun 802.11 và 802.11b
Chuẩn 802.11g: Chun này hong n 2.4 GHz, s d ng công ngh OFDM nên có t c vi 802.11a vì khác t n s ho c v i chu n 802.11b vì
có h thêm DSSS và ho tr ng cùng t n s u này làm cho vi c nâng c p
m ng không dây t thi t b 802.11b ít tng
v a có c thi t b 802.11b l n 802.11g thì t s b gi vì 802.11b không hic OFDM và ch ho ng t p th
Chuẩn 802.11e: n b sung cho chu thêm các m r ng v chng d ch v (QoS) nên thích h p cho các ng d ng
Chuẩn 802.11n: i m c s d ng ph bi n
nh t hi n nay Chu n Wi- n c i thi n chu n 802.11g
b ng cách s d ng công ngh MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) t n d ng nhin 802.11n h t tr i t n 600Mbps Nó có th
Trang 1816
hong trên c ng 2.4Ghz và 5Ghz v i ph m vi tín hi u r t t t (t 100- 250m)
Chuẩn 802.11ac: Chu n này ho ng n 5Ghz v i t t
n 1730Mbps khi s d ng l i công ngh n 802.11n cho
i dùng tr i nghi m t cao nh t Tuy nhiên, do giá thành cao nên các thi t b phát tín hi u cho chu c ph bi n trên th ng
1.2.2 Ƣu và nhƣợc điể m c a m ng không dây Wi- ủ ạ Fi
m
1.2.2.1 Ưu điể
- Ti n l i: M ng không dây có th chi dùng truy xu t tài nguyên
m ng b c trin khai mà không c n cáp n i
- Kh r ng: M ng không dây có kh ng t c thì khi gia
Trang 19Mng n m phía sau modem ho c b nh tuy
Mng có m t s c ng LAN và m t ho c nhi u m ng không dây Modem
ho c b nh tuy n (Router) nh c ma ch IP duy nh t t nhà cung c p
d ch v Internet thông qua qua DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
c vi t t t là NAT [8] Các thi t b ng nha ch c gán trong da ch IP riêng [9] V i s phát tri n c a công ngh m ng khô
ng s d ng b nh tuy n không dây Wi- truy c
Có hai t n s vô tuy n mà 802.11 s d n s 2,4GHz, dùng cho các chuc s d ng ph bii
t n s 5GHz dùng cho các chu c s
d ng nhi u vì cùng t n s v i m t s n thoi
có th gây tr ng i cho truy n thông không dây Ngoài ra, các h n ch v n vi c s d ng 5GHz nhic trên th gi c s d suy gim
Trang 20mc ngh n là m t tình tr ng ph bi n mà nguyên nhân nói chung là
do tài nguyên m ng gi i h n trong khi nhu c u truy n thông tin c i ngày
c ngh n có th x y ra b t c nút c chai nào Khi m
r ng tr n c chai có th không ph i do nhà cung c p d ch v (ISP) mà do m ng không dây Wi- y, c n có thêm các
ng bing khó d gây nên t c ngh n m ng
1.3.2.3 Tràn b m ộ đệ
Trên m i dòng thi t b u có m t b c tích h p nh
t c a thi t b c b m là có h n, do v
Trang 211.4 Các phương pháp đánh giá hiệu năng mạ ng
1.4.1 Phương pháp toán họ c
ng
c th lâu, trong c s
Sau khi h ng m th c xây d t h ng t ng th kth t
ni ca các thit b v i nh ng công ngh khác nhau do v y vi k t
qu t mô hình th t là r t quan tr ng Khi th c hi c t i d ng
c các k ch b n c o ra nhu ki n gi ng v i k ch b n th c t
và s d ng các công c n m m, thi t b thu nh n các k t qu thc
t t ho ng c a h ng theo k ch b th ng vc
t cho k t qu v chính xác r t cao, tuy nhiên vi c khi bit
k t qu ho ng nhi u khi gây ra s lãng phí vì v y gi c t ch c
s d ng giám sát ho ng m c giá tr hi ng nht