bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu

bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu bài tập môn cơ sỡ truyền dữ liệu

   (  )  BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN SỐ LIỆU  :TS. Nguyễn Tài Hưng Nhóm t : Đào Trọng Hiếu 20091023 Đinh Hữu Quỳnh 2009 Lê Huy Luân 20091692  : ĐT10 – K54 A. KHÁI QUÁT CHUNG 1.Yêu cầu bài tập lớn - Tiến trình đến là tiến trình Poisson - Node 5, 6 ,7 là các node nguồn - 0, 1, 2 ,3 ,4 là các router - 8, 9, 10 là các node đích Trong đó: Đường đi của node 7 : node 7 -> 0 ->1 -> 2 ->8 Node 7 ->0 ->1 -> 3 ->4 ->10 Đường đi của node 6 : node 6 -> 0 ->1 -> 2 - >10 Đường đi của node 5 : node 5 -> 0 ->1 ->3 -> 4 ->9 Tính các tham số sau trong 2 trường hợp có lỗi và không có lỗi : - Average delay - Queue length Với sác xuất lỗi khung bằng nhau và bằng p, trễ là trễ đầu cuối. 2. Nhóm bài tập lớn Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Tài Hưng Thành viên : 1. Đào Trọng Hiếu(Trưởng nhóm). 2. Đinh Hữu Quỳnh. 3. Lê Huy Luân. 2. Phân công công việc: - 2 tuần đầu tiên cả nhóm tìm hiểu về phần mềm NS2 cũng như tìm hiểu cách cài đặt và mô phỏng trong NS2. - Đào Trọng Hiếu:Tìm hiểu và mô phỏng hàng đợi M/M/1 và cách tạo ra tiến trình đến là tiến trình Poisson,tìm cách in ra các file cần thiết cho quá trình tính toán. - Đinh Hữu Quỳnh:Tìm hiểu và mô phỏng phần khung của yêu cầu bài toán.(tạo nút,tạo nguồn,tạo link liên kết giữa các nút,tạo ra mất gói bằng cách nào…). - Lê Huy Luân:Tìm hiểu cách tính chiều dài hàng đợi trung bình và trễ truyền của các gói tin theo lý thuyết.tìm cách tính toán các tham số trên theo mô phỏng và so sánh kết quả thu được so với lý thuyết. B. NỘI DUNG I. Lý Thuyết 1.1 Tiến trình Poisson: Tiến trình Poisson là tiến trình điểm quan trọng nhất bởi vì vai trò của nó cũng quan trọng như vai trò của phân bố chuẩn trong phân bố thống kê. Tất cả những tiến trình điểm ứng dụng khác đều là dạng tổng quát hóa hay dạng sử đổi của tiến trình Poisson. Tiến trình Poisson mô tả rất nhiều tiến trình trong đời sống thực tế, do nó có tính ngẫu nhiên. m ca tin trình Poisson: Những đặc tính cơ bản của tiến trình Poisson là: + Tính dừng + Tính độc lập tại mọi thời điểm + Tính đều đặn Hai tính chất sau là tính chất cơ bản, từ đó tiến trình Poisson có cường đọ phụ thuộc thời gian. Từ các tính chất trên người ta có thể đưa các tính chất khác đủ để biểu diến tiến trình Poisson, đó là: + Biểu diễn số: là số các sự kiện đến trong một khoảng thời gian với độ dài cố định được phân bố theo tiến trình Poisson. + Biểu diễn khoảng thời gian: là các khoảng thời gian   giữu các sự kiện lien tiếp nhau được phân bố theo hàm mũ. Tiến trình đến Poisson sử dụng trong lưu lượng viễ thông của mạng chuyển mạch gói và mạng máy tính. Thêm vào đó tiến trình Poisson đã được sử dụng để mô tả các tiến trình nhiễu và để nghiên cứu hiện tượng các hố điện tử xuât hiện trong chất bán dẫn, và các ứng dụng khác…… Ba vấn đề cơ bản được sủ dụng để định nghĩa tiến trình đến Poisson. Xét một khoảng thời gian nhỏ  ( với Δt  0) , như hình bên: Δt t t+Δt T Đó là: + Xác suất của một tiến trình đến trong khoảng thời gian Δt được định nghĩa là λΔt + o(Δt), với λΔt <<1 và λ là hằng số tỷ lệ lý thuyết. + Xác xuất không có tiến trình đến nào trong khoảng thời gian Δt là 1- λΔ+o(Δt) + Tiến trình đến không có nhớ: một tiến trình đến trong khoảng thời gian Δt là độc lập với các tiến trình trước đó và các tiến trình tương lai. Nếu lấy một chu kì T, tìm xác suất p(k) của tiến trình đến trong thời gian T được cho bởi: p(k) =      Với k= 0, 1, 2, 3,……… (1) Nó được gọi là phân bố Poisson. Đây là một phân bố chuẩn          và kì vọng là: E(k)=          Phương sai:              hay:    = E(k) = λT Tham số λ là hằng số tỷ lệ, được xem là tham số tốc độ: λ=   Phương trình (1) mô tả tốc đọ đến trung bình của tiến trình Poisson. Bình thường giá trị trung bình E(k) tiến tới không tương đương với λT lớn:   /E(k) = 1/   với nghĩa λT lớn, phân bố có quan hệ chặt chẽ với giá trị trung bình λT. Do đó nếu một thông số( ngẫu nhiên) số các tiến trình đến trong khoảng thời gian T lớn (lớn theo nghĩa λT >>1, hoặc T >> 1/λ), n/T có thể đánh giá λ. Cũng chú ý là p(0) =   , khi λT tang với phân bố đỉnh E(k) = λT, xác suất không có tiến trình đến trong khoảng thời gian T tiến đến không với e mũ có tiến trình đến nào trong khoảng thời gian T đến không với e mũ T. 1.2 Hàng đợi M/M/1: Lược đồ trạng thái: Tất cả các tốc độ đến đều là λ, μ λ: Tốc độ của lần đến μ: Tốc độ của lần đi                Pn: Xác suất ổn định trạng thái n P0: Xác suất ổn định trạng thái 0 ρ: Mật độ lưu lượng ρ=   trong trường hợp này số kênh phục vụ bằng 1, chỉ có 1 server Các công thức tính toán: + Xác suất co n khách hang trong hệ thống   = (1-ρ)  ; n=1, 2 ……   = (1-) + Số lượng trung bình khách hàng trong hệ thống: L= E(n)=   Phương sai:    =    Tham số thời gian + Thời gian trung bình của 1 khách hang trong hệ thống: W W=   =   =   + Thời gian phục vụ trung bình cho một khách hang:     =   =   + Thời gian trung bình của khách hàng trong hàng đợi   = W-   =   -   =    Chiều dài hàng đợi + Số lượng trung bình các khách hàng trong hệ thống L =   + Số lượng trung bình các job trong server:     = 1P(n>=1) = 1-P(n=0) = 1-(1-ρ) = ρ + Số lượng trung bình của các công việc trong hàng đợi     = L -  =    =    II. tính toán theo lý thuyết: 1.1 Tính toán trên lý thuyết các tham số hàng đợi M/M/1. Giải thiết: - Tốc độ gói TB đến hàng đợi: λ = λ1+ λ2+ λ 3=30+31+32=93(packets/s) - Tải: ρ = 0.91 - Tốc độ phục vụ trung bình của server: μ= λ/ρ = 93/0.91 ≈ 102(Packet/s). 1.1.1 Số yêu cầu TB có trong hệ thống              1.1.2 Thời gian TB của 1 yêu cầu nằm trong hệ thống          1.1.3 Thờigian TB của 1 yêu cầu nằm trong hàng đợi                       1.1.4 Số yêu cầu TB có trong hàng đợi ( Chiều dài hàng đợi )                 1.2 Tính toán trễ đầu cuối đến đầu cuối theo lý thuyết: Định nghĩa: là khoảng thời gian kể từ lúc gói tin được gửi đi ở nguồn cho đến khi gói tin nhận được ở đích. Công thức: T delay = T trans + T prop + T queue Trong đó: T delay : thời gian trễ đầu cuối đến đầu cuối. T trans : thời gian truyền gói tin trên đường truyền. T prop : thời gian xử lý gói tin ở phía thu. T queue : thời gian gói tin nằm trong hàng đợi. III. Code III.1,trường hợp không có lỗi: #tao 1 doi tuong mo phong set ns [new Simulator] #Mo file bam vet set tf [open out1.tr w] $ns trace-all $tf set q1 [open qm01.tr w] set q2 [open qm12.tr w] set q3 [open qm13.tr w] set q4 [open qm34.tr w] #danh cac mau cho packet $ns color 1 Red $ns color 2 Blue $ns color 3 Green # NAM trace file set lambda1 30.0 set lambda2 31.0 set lambda3 32.0 set mu1 33.0 set mu2 34.0 set mu3 35.0 set nf [open out.nam w] $ns namtrace-all $nf #tao 5 nut trung gian set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] set n2 [$ns node] set n3 [$ns node] set n4 [$ns node] #tao 3 nut nguon set s0 [$ns node] set s1 [$ns node] set s2 [$ns node] $s0 shape box $s1 shape box $s2 shape box #tao 3 nut nguon set d0 [$ns node] set d1 [$ns node] set d2 [$ns node] $d0 shape hexagon $d1 shape hexagon $d2 shape hexagon [...]... tồn tại sai khác giữa lý thuyết và mô phỏng thực tế, nhưng với một lượng có thể chấp nhận được Hoàn thành bài tập lớn này, chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS Nguyễn Tài Hưng, đã giảng dạy lý thuyết cũng như trả lời các thắc mắc bài tập lớn nhiệt tình, chu đáo Hẳn trong bài còn có những điểm chưa được tối ưu, chúng em rất mong nhận được những nhận xét của thầy để chúng em có... "average:" s/nl} Average: 11.0937gói tin Sai lệch so với lý thuyết cỡ 1 gói tin Vẽ xgraph đồ thị trễ truyền của các luồng tin: III.2,Trường hợp có lỗi: Kịch bản mô phỏng tương tự như phần không có lỗi tuy nhiên chúng em chèn thêm module lỗi vào tất cả các link với xác suất lỗi cố định là 0.02 và để mô phỏng cho việc truyền lại,chúng em sét lamda(tiến trình đến )1 giá trị mới là lamda1với công thức:lamda1=lamda/(1-0,02):... 1000.0 "finish" $ns run Để chạy ns:mở terminal,chỉ đường dẫn tới file kịch bản(.tcl),sau đó gõ:ns filename.tcl Mô hình mạng: Quá trình chạy mô phỏng: Chúng em đã sử dụng câu lệnh giám sát hàng đợi và ghi dữ liệu ra file out: set qmon [$ns monitor-queue $n3 $n4 [open qm34.out w] 1]; [$ns link $n3 $n4] queue-sample-timeout; Câu lệnh này sẽ giám sát hàng đợi giữa n3 và n4 cứ 1s/1 lần giám sát và ghi ra file... {s=s+$5} END {print "average:" s/nl} Kết quả của chiều dài trung bình hàng đợi được lưu tại file delaye2e.dat,vì trong mô phỏng có 4 hàng đợi nên sẽ có 4 file trung bình hàng đợi của mỗi hàng Để tính trễ truyền trung bình của gói tin thuộc 3 nguồn tin,chúng em sử dụng awk để lọc ra các nguồn tin riêng từ file out1.tr là file bám viết của tất cả các gói tin trong quá trình mô phỏng: BEGIN{tg[50000];tn[50000];tt[50000]}... tính toán tương tự như trên,chúng em thu được kết quả mô phỏng như sau: Đồ thị tương đối giống với trường hợp không có lỗi tuy nhiên trung bình về độ trễ của các luồng tin đã tăng lên(do mất thời gian truyền lại): Luồng tin S0 đi từ nút 0 tới nút 4: average:0.124269 Luồng tin S0 đi từ nút 0 tới nút 2: average:0.0861125 Luồng tin S1 đi từ nút 0 tới nút 4: average:0.303032 Luồng tin S2 đi từ nút 0 tới... chính là độ trễ của gói tin.tất cả các độ trễ của từng gói tin sẽ được lưu vào file currentdelay.dat.Sau đó chúng em tiếp tục viết 1 file awk để tính trung bình của file vừa có được,từ đó chính là trễ truyền trung bình của các luồng gói tin đến các đích khác nhau Kết quả: Luồng tin S0 đi từ nút 0 tới nút 4: average:0.123496 Luồng tin S0 đi từ nút 0 tới nút 2: average:0.085448 Luồng tin S1 đi từ nút .    (  )  BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ TRUYỀN SỐ LIỆU  :TS. Nguyễn Tài Hưng Nhóm t : Đào Trọng. 20091692  : ĐT10 – K54 A. KHÁI QUÁT CHUNG 1.Yêu cầu bài tập lớn - Tiến trình đến là tiến trình Poisson - Node 5, 6 ,7 là các node nguồn - 0, 1, 2. delay - Queue length Với sác xuất lỗi khung bằng nhau và bằng p, trễ là trễ đầu cuối. 2. Nhóm bài tập lớn Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Tài Hưng Thành viên : 1. Đào Trọng Hiếu(Trưởng nhóm).