Thông tin tắt nghẽn tường minh ECN (Explicit Congestion Notification) khi sử dụng cổng (Gateway) hàng đợi RED (Random Early Detection) giúp giảm bớt sự mất mát gói tin và thời gian trễ của giao thức truyền dẫn TCP (Transport Control Protocol). Tuy nhiên, việc lựa chọn kích thước vùng đệm và các tham số tối ưu cho vùng đệm tại cổng hàng đợi RED để đạt được hiệu quả truyền dẫn thông tin cao nhất là một vấn đề mở cần phải được quan tâm nghiên cứu. Trong bài viết này trước tiên giới thiệu một phương pháp để xác định giá trị tối ưu về ngưỡng cực đại của hàng đợi RED để đạt được sự mất gói tin đến mức zero (Zero Loss) tại các cổng hàng đợi RED. Thứ hai, là đề xuất một thuật toán mới cho TCP còn được gọi là Diff - C - TCP (Differentiation Capable TCP) để cải tiến việc truyền dẫn thông tin qua kết nối vệ tinh.
TIỂU LUẬN MÔN HỌC MẠNG VÀ KỸ THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU Đề tài: NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG TCP TRÊN NHỮNG KẾT NỐI YẾU THÔNG QUA CỔNG HÀNG ĐỢI RED VỚI CƠ CHẾ ECN. (Enhancing TCP Throughput over Lossy Links Using ECN-capable RED Gateways) MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG 2 I. GIỚI THIỆU: 3 II. CÁC KHÁI NIỆM: 5 III. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU: 7 IV. ĐỀ XUẤT GIÁ TRỊ maxth : 8 V. KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH: 9 1. Kiểm tra giá trị maxth: 9 2. Tính tối ưu của ngưỡng cực đại maxth : 11 VI. THUẬT TOÁN DIFF-C-TCP (Differentiation-Capable-TCP): 11 1. Thuật toán Diff-C_TCP: 12 2. Phương pháp luận mô phỏng: 13 3. Kết quả mô phỏng: 14 VII. KẾT LUẬN: 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO CỦA BÀI BÁO 17 TÓM TẮT NỘI DUNG !"# $ %& '( ')#(*+,-./012$ )345)6#789))) 9):6#;<2=.>?-2@%=2$0 AA62@%=B $%&'(%C%B %&=6D6+)6#78/$E2/%7F Trang 2 G+%&D6H;56:),$2I$#)- ;-=6EJ0%C0%K0)KA627 L.%B4$%&'(%C%B%&./1 %I5M)N)OB0 $%&'(:5<$ %76/E6P0-9Q%&>$(RSS 9(R),9%C+I2=)6#78 D6IA2=: )G6>.2$/T=6); B1C%&B)U,FJ0+./127 M)V6P0(RSS9%WUP2=/1 %CX)TYIA2$%WJI%CX )E0?02K)?: D6Z/#J0$#%W+ D6#I%&./%I5M)2$6P0(RS S9%W+IE0%0C2/%7&49: I. GIỚI THIỆU: !"#$%&'() *+,-./#'&',!(/01#2 3&*456+7 8089+# 8 Trang 3 0,!:,".;!;-<+<0,=1 5>7,!"?7#2#2 /&/@;-"()5#2$<7 A? B()C;-D?;E<F,2 ,! '1ACG?() H?#$;#25I7?A? B()!/.;! J7 8D/,=.;=<7;#$ "<5K./8-7B+#$ 8D/08,! ";-()+,-L#2 . 80,!MNO5 PKMQO#$H#=&'RPSJ#$T0C ();-+?&1 8 U282,!<?;+ ;UVC?7W65RPS:PK#$H" X,=-$YPIMVO5 Z-$YPIE4G[0\BF F#= C-$&:3 F#=-$2,- ,-#]^+B_BH??78 U#$`&a5 6PK#$4G,=YPI^#:N_8 F#= -$&:.#]+,-B:7 #$?",=1H?""#17P ^PH<_,-'8@A5 Hình 1: minh hoạ kỹ thuật ECN. I7 A#$7P&*A)</T PK';+&*'8 7A#$7bY^7 /4c()_3&*'5d-7ef&* 'E7</T,()5Bên gởi chỉ cần trả lời khi có báo hiệu của gói tin ECN đầu tiên và lờ đi sự phản hồi RTT của các gói tin khác; và nếu kích thước hàng đợi trung bình là lớn hơn ngưỡng cực đại của vùng đệm RED thì cho rơi gói tin. Trang 4 g=PK #$4G,=-$YPI+?&1 8;-/&=."?7(),- 2LC5*,![ F#=,X!,-?00"C,X! YPI,;-1#='U#$*5 K8 F#=,X!YPI;-0",-?#] CYPI#$8;A<F$<:,"()"? 7B+#$'"<"^h;_& JF$< F#=4c()&*' ,-"!</T37PK5 iG*FC&-&?-;-#1/8 #$[;-Ijkk! ,!/8*. 8085 Ijkk#$<?B,-,!<%F'1 BH??0#C#]+/D8 #$,!()"?'h+?c -$YPI,=@8PK5 ZU8(),-"*+7B /D8&':h;Ijkk3A. "?7;-@'BJ; 80,-4G@8 PKBH?."?;- () +5 ?1l;+C&-&?#$c#m iGRR,-RRR;-<Uf,-? e!4G- !5iGRg#:/85iGg# 8D/ <aC:5iGgR;-/AIjkk,-. ??,750X;- 8;A#$:&-'GgRR5 Z:Qmi:+#$4G<a5 II. CÁC KHÁI NIỆM: nHHo1-$YPI+YN^:Q_,= 10T5680YN,-YQ Bc,=( )HE+YN5?,FTF,--$YPI #$X@8PKk,= B();-3U Trang 5 08U05p%;-. e!)#$X :^)#$4G'GRg_m kq^_m6F#=-$2C-$YPI+ 2B k :Q , max Q 6F#=-$&:,-+C,X !-$YPI5 kωmZ!0BF? Q 5 k^_mr?"?"7C,X!YPI+2 B5 k H mK#]B,-+C-$ YPI5 ksm6F#=C,X!YPI5 kmp0;T5 kb ^_m6F#=4cC;T.;! +2B tN555 k : i r 2 T^Y_&:;T.;! tN555 kMNOm223;U?"U* F #=&:-$,#$D? 5 kβ ms#$ F#=4cu2MNO ,=;T.;! tN555 k v m2B 7U*#$?"+,X !YPI5 k N m2B 70X'#= 4c U*/ F#=+,X!YPI5 g=78-$YPI#=;#$?q8< &?4GA??&:,=[ 0\5 ωω )()1( tQQQ +−← Xác suất p(t) các gói tin được đánh dấu hoặc có khả năng rơi theo được xác định như sau: ≤< ≤≤ − − <≤ = L Q Q tp th thth pth th Q max , 1 maxmin , minmax max)min( minQ0 , 0 )( th th Trang 6 Z:Vm%F:YPI III. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU: p%;-. 8D/7#$0,=-$YPI,- T:E#$H"+#$" ?',X!;-"<"^GRg_5 kωCa^#H"'MVO_ 7 Q c" A,:8?7;*G#$BDn#H? "?"5 kg!?"*?7;T#$ /&'1D?:H4;e,=2c&'mλ ^_t <^_b ^_w ^_5 I,A22 MO !?"k7 C;T#$H?&'m )(X][ n 1k i knT i ∑ = = ;-#$<%&c 1?*57rM O;-2. ! kN ,- k#$?",=;T5 d&!n:#$?0,2 2;U?"U*;-mPM MNOOtNwλ ^_5 ksn&(U"/TX',=20 ,- F#=?7.;!;-#^Z!+n J<%F:E=!,=T ,-#$&(U1?*_56F#=-$;- 375 k?7@+-$YPI@8PKq^_xs ^-,X!_ th Q max> 5*,"H4;e?7 @-,X!n A<&-,8 -5 Trang 7 IV. ĐỀ XUẤT GIÁ TRỊ max th : <U-n<?B:H? ?0#CH B,""?7+ h+,X!YPI5>%n&(U,=,![ ?mmax th =3*min th 5 Z:V;-:<%F,-$YPI56 F #=&:C-$;-c^ T<? +o?()_ F#=-$2+ 2B v #$F;-m ,min)( 1 0 ∑ = += m i ith tQ β ^V_ 7β #$F&'m m.1, ,i , )()( 1 )( 1]]1[[ ==== tWtp rtr TE i i ii i λ β ^y_ 2;!. v ,- N ;-1Y,- F#= 4cT#$u&'2 TY2 o?()56F#=2C-$+ 2B N 7B#$&BL&'m ∑ = ++= m i ith tQ 1 1 ).1(min)( β ^z_ 6F#=&:C-$#$??D? 1C[0\,-#$"^N_5 K8H2;-2+3;^ _:,=; ;-1Y/A#=;#$?&: F#= -$YPI+; k7B#$F&'m (6) Q[k]][)1(]1[ ωω +−=+ kQkQ #@8n/8 N &,=2D C; :^z_7B,8;+#m ∑ = ++= m i ith kQ 1 (7) ).1(min][ β 8#2[ω;-"a,- 7 F#= 4c()uDY0+o ?()5g:8#= !,!?"7 U*^#7()_: F#=-$2 ,- F#=-$&:;- 7c 12(k-;---$<;e^B!' <UUCGRRR_5 K#,A&?^{_,-^|_,-,=3A F#=-$&:;2; Trang 8 #=7;-#5677F F#= -$&:+2 N #$;<;+#m ∑ = ++== m i ith QQ 1 max (8) ).(min ωβ p !?"U*#$HE. 8D/ ?"*CPK 4cB J( )CT56F#=-$'2B-a @ F#=-$&:+2 N #$B! D 8D/<a:y5 K#,A^}_ F#=-$ &:B+#$"?"<"5d%F;- @'Bn#?H 5 V. KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH: ! B:#$:&-':Q,= !<aQ^gQ5N&|_5~?#. #2$< ?B??/E[Ytz• "/?;+5?0C-$YPI;- &8c?#2$<#?/#=%5 1. Kiểm tra giá trị max th : &/R?/4GV#2$<BH? F$<;!CH #H"'GRg5#2$<" 4G?0#$ 8?'MVO5q?q H #2$<-^#^}_)F #$.?4GH _;-<X$<,=? #$3<a5 Z:y" F#=4c(),-:z " F#=-$2,- F#=&:C #2$<N5 68D/-"#$ F#=-$2;- + F#=4c()+ ' 1A56F#=-$&:++#= 7 !?"7U*+2BN5•%5 c7+C&-&??/ Ho #2$<4c(),- F#=-$#2 $<Q,-V5*D<%F,-<a? /E 9\E#$. 8D/#@5 Trang 9 ~€KNmp?#]+D 8D/<a,-D 8D/<%F5 Z:ym6F#=4c()CT#2 $<N&/N Trang 10 [...]... Kích thước hàng đợi tức thời và kích thước hàng đợi trung bình cho trường hợp 1, bảng 1 2 Tính tối ưu của ngưỡng cực đại maxth : Để chứng minh giá trị của max th như đã được đề xuất là tốt nhất trong việc giải quyết vấn đề mất mát thông tin ở mức Zero tại vùng đệm RED, chúng ta xét 3 trường hợp cụ thể như trong bảng II Bảng II: Các gói tin rơi ứng với những tham số khác nhau của hàng đợi RED Trường... rằng thông lượng của Diff-C-TCP là cao hơn nhiều so với kỹ thuật TCP hiện tại với cơ chế ECN Tại thời điểm 5e-5, giá trị goodput của Diff-C-TCP gần như cao hơn 5 lần so với TCP hiện thời Từ hình 8 và hình 9 cho thấy sự cải tiến này đạt tỉ lệ cao hơn nhiều đối với các mức cao hơn của BER Trong vấn đề bổ sung, thông lượng của TCP hiện tại với cơ chế ECN là không tốt bằng kỹ thuật Diff-C-TCP thể hiện... Diff-C-TCP và TCP truyền thống đối với trường hợp goodput (bit/s) (lượng thông tin hữu ích nhận được tại mỗi giây ở bên nhận) và trường hợp Normalized thoughput Hình 8: Kết quả mô phỏng với Goodput Trang 14 Hình 9: Kết quả mô phỏng với normalized throughput Hình 8, với lựa chọn goodput (đơn vị bit/s) cho thuật toán Diff-C-TCP và TCP truyền thống với ECN capability Hình 9, với lựa chọn normalized thoughput... router, hàng đợi RED với cơ chế ECN tại các gateway được sử dụng trong những mô phỏng đã cài đặt bít CE trong phần đầu gói tin Các kết nối trong hình 7 được gán nhãn thành từng cặp(băng thông rộng, truyền tải chậm trễ) Đường truyền song công giữa 2 router A và router B có một BER (tỉ lệ lỗi bít) biến đổi từ 1e-7 đến 1.2e-4 theo mô phỏng của chúng tôi Bên nhận thông báo kích thước cửa sổ là bằng với kích... thước cửa sổ tắt nghẽn Vì thế, hầu như không thể có được kích thước của cửa sổ tắt nghẽn với một giá trị cao hơn, thậm chí trong thời gian một chu kỳ không xãy ra sự mất mát tắt nghẽn VII KẾT LUẬN: Xuất phát từ vấn đề nhằm đạt được sự mất mát tắt nghẽn thông tin ở mức zero tại các cổng hàng đợi RED với cơ chế ECN, chúng ta đã xây dựng được một phương pháp để ước lượng được giá trị tốt nhất cho ngưỡng... khi truyền tin Chúng ta có thể thấy rằng, với việc tăng giá trị của BER, thì thông lượng truyền của TCP hiện thời với cơ chế ECN là giảm nhiều hơn so với kỹ thuật Diff-C-TCP Qua minh hoạ từ hình 8 cho thấy, khi giá trị của BER tăng từ 1e-5 đến 5e-5 thì Goodput của TCP hiện thời là giảm đi 77%, trong khi ở Diff-C-TCP goodput chỉ giảm 12%; và điều này cũng phù hợp với lựa chọn thông lượng Normalized throughput... năng thông báo tắt nghẽn rõ ECN tại hệ thống đầu cuối Những tác giả trong tài liệu tham khảo [10] những sự mất gói thông tin do tràn vùng đệm là ít một phần lớn của hệ thống đầu cuối sử dụng cơ chế tắt nghẽn ECN, sự hiện diện của TCP hoặc những kỹ khiển tắt nghẽn phù hợp khác đã chỉ ra xãy ra khi thông báo thuật điều Hơn nữa, thông qua việc lựa chọn ngưỡng tốt nhất cho hàng đợi RED như được trình bày trong... gói tin bị mất Hình 7: Hai mạng LAN kết nối với nhau qua kết nối không dây với thông lượng yếu Với Diff-C-TCP, kích thước cửa sổ tắt nghẽn được điều khiển thích hợp khi xuất hiện tắt nghẽn mạng hoặc nhiễu đường truyền Cửa sổ tắc nghẽn là giảm đi một nửa khi sử dụng thuật toán phục hồi nhanh tại thời điểm có sự tắt nghẽn mạng (qua thông tin phản hồi từ các gói ECN) và giữ lại giá trị trước đó khi xuất... quyết được các vấn đề thời gian trễ trong trong hàng đợi Trường hợp 3 sử dụng giá trị max th=7, đây là giá trị nhỏ hơn so với giá trị đã được đề nghị và kết quả là có sự mất mát gói tin Do đó chúng ta có thể khẳng định rằng, giá trị của max th thu được từ mô hình của chúng ta là giá trị tối thiểu đảm bảo cho việc mất mát gói tin ở mức zero tại vùng đệm RED VI THUẬT TOÁN DIFF-C-TCP (Differentiation-Capable-TCP):... thức TCP hiện tại với cơ chế ECN cho thấy mỗi sự kiện mất mát thông tin là do tắt nghẽn mạng và thuật toán điều khiển tắt nghẽn là cần thiết phải có Theo kết quả đã mô phỏng, kích thước cửa sổ tắt nghẽn cần phải được giảm bớt Bởi vậy, mỗi sự kiện mất mát thông tin, cho Trang 15 dù kết quả thế nào thì nó vẫn do sự tắt nghẽn hoặc do nhiễu đường truyền, làm giảm đi thông lượng truyền tin Với Diff-C-TCP , . LƯỢNG TCP TRÊN NHỮNG KẾT NỐI YẾU THÔNG QUA CỔNG HÀNG ĐỢI RED VỚI CƠ CHẾ ECN. (Enhancing TCP Throughput over Lossy Links Using ECN- capable RED Gateways) MỤC LỤC TÓM TẮT NỘI DUNG 2 I. GIỚI THIỆU:. lời khi có báo hiệu của gói tin ECN đầu tiên và lờ đi sự phản hồi RTT của các gói tin khác; và nếu kích thước hàng đợi trung bình là lớn hơn ngưỡng cực đại của vùng đệm RED thì cho rơi gói tin. Trang. F#= -$&:.#]+,-B:7 #$?",=1H?""#17P ^PH<_,-'8@A5 Hình 1: minh hoạ kỹ thuật ECN. I7 A#$7P&*A)</T PK';+&*'8