Tiểu luận mạng Tìm hiểu và mô phỏng hiệu suất một số hàng đợi tích cực

Việc truyền dữ liệu trong mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: trong đó có chiến lược cung cấp tài nguyên của mạng (đường truyền, bộ nhớ đệm...). Vấn đề tắc nghẽn trên mạng là điều không thể tránh khỏi khi mà nhu cầu truyền thông ngày càng tăng. Cần phải có cơ chế điều khiển tắc nghẽn. Các cơ chế điều khiển tại nút mạng khá quan trọng trong việc tránh tắc nghẽn, đảm bảo sự ổn định của mạng. Đề tài tìm hiểu và mô phỏng một số hàng đợi tại bộ định tuyến, nhằm đưa ra kết luận và có sự lựa chọn phù hợp cho nhu cầu và đảm bảo sự ổn định, nâng cao hiệu năng cho mạng.

ĐỀ TÀI:

Tìm hiểu và mô phỏng hiệu suất một số hàng

đợi tích cực

I ĐẶT VẤN ĐỀ

trong đó có chiến lược cung cấp tài nguyên của mạng (đường truyền, bộ nhớ đệm )

 Vấn đề tắc nghẽn trên mạng là điều không thể tránh khỏi khi

mà nhu cầu truyền thông ngày càng tăng.

 Cần phải có cơ chế điều khiển tắc nghẽn.

 Các cơ chế điều khiển tại nút mạng khá quan trọng trong việc tránh tắc nghẽn, đảm bảo sự ổn định của mạng

 Đề tài tìm hiểu và mô phỏng một số hàng đợi tại bộ định tuyến, nhằm đưa ra kết luận và có sự lựa chọn phù hợp cho nhu cầu và đảm bảo sự ổn định, nâng cao hiệu năng cho mạng.

II GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER

1 DropTail (Cơ chế quản lý hàng đợi bị động)

 “Hủy bỏ gói cuối hàng đợi” (Tail drop) xuất hiện khi một gói tin vào hàng đợi, nhưng lúc này hàng đợi đầy Bộ định tuyến sẽ hủy bỏ các gói tin sau đó.

Gói tin

đến

Bộ đệm trống Các gói tin đợi Gói tin đến

2 RED (Random Early Detection) - Cơ chế quản lý hàng đợi tích

cực)

Ý tưởng cơ bản của RED:

Phát hiện sớm sự tắc nghẽn và chuyển thông báo tắc nghẽn tới các nguồn phát gói tin để giảm tốc độ truyền trước khi hàng đợi trong mạng bị đầy,giảm việc rơi gói tin.

II GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER (tt)

2 RED - Cơ chế quản lý hàng đợi tích cực

Bộ định tuyến cài đặt RED sử dụng hai giá trị là chặn trên

và chặn dưới để đánh dấu các vị trí trong hàng đợi: min th và max th

RED được mô tả bởi ba quy tắc để xác định vị trí của mỗi gói tin gửi đến:

Nếu số lượng gói tin trong hàng đợi nằm trong giá trị min th

và max th thì hủy bỏ gói tin một cách ngẫu nhiên tùy theo một hàm xác suất p.

Nếu hàng đợi chứa ít gói tin hơn min th thì thêm gói tin mới vào hàng đợi  xác suất hủy bỏ là 0.

Nếu hàng đợi chứa nhiều gói tin hơn max th thì hủy bỏ những gói tin mới  xác suất hủy bỏ là 1.

3 FQ (Fair Queue) - Hàng đợi cân bằng

Ý tưởng cơ bản của FQ:

- Kĩ thuật này giải quyết vấn đề một số hàng đợi không được phục

vụ trong một thời gian dài do tài nguyên dùng để phục vụ cho các hàng đợi có độ ưu tiên cao hơn

- Một số hàng đợi có thể bị đầy hơn các hàng đợi khác và chúng yêu cầu phải được phục vụ nhiều hơn nhưng tất cả các hàng đợi được phục vụ một cách công bằng Không xảy ra hiện tượng bỏ đói hàng đợi.

II GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER (tt)

4 Blue - Hàng đợi tích cực

Ý tưởng chính của BLUE là dựa trực tiếp trên sự mất gói tin và việc sử dụng các liên kết hơn là trên các độ dài

trung bình hàng đợi tức thời

- BLUE duy trì một xác suất duy nhất pm để đánh dấu gói tin, sau đó tùy tình hình thực tế mà nó tăng hoặc giảm xác xuất pm đó.

II GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÀNG ĐỢI TẠI ROUTER (tt)

7 1

TCP sink-1

1Mbs/20Ms

1Mbs/20Ms

1M bs/20M s

1M bs/20ms

1Mbs/20Ms

Mô hình mô phỏng

Mô hình mô phỏng trên NS2

1 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Droptail

Thông tin mô phỏng

Độ trễ End2End (giây)

2 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R 1 ) có các tham số:

thresh_ 5.000000 maxthresh_ 15.000000 mean_pktsize_ 500 q_weight_ 0.002000 linterm_ 10.000000

2 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED

thresh_ 5.000000 maxthresh_ 15.000000 mean_pktsize_ 1000 q_weight_ 0.002000 linterm_ 10.000000

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R 2 ) có các tham số:

2 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED

thresh_ 5.000000 maxthresh_ 30.000000 mean_pktsize_ 500 q_weight_ 0.002000 linterm_ 10.000000

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R 3 ) có các tham số:

2 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi RED

thresh_ 5.000000 maxthresh_ 30.000000 mean_pktsize_ 1000 q_weight_ 0.002000 linterm_ 10.000000

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (R 4 ) có các tham số:

Nhận xét:

3 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi FQ

Thông tin mô phỏng

Độ trễ End2End (giây)

ĐỒ THỊ THỂ HIỆN THÔNG LƯỢNG GÓI TIN CỦA HÀNG ĐỢI FQ

THỜI GIAN MÔ PHỎNG (Sec)

ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN THÔNG LƯỢNG CÁC GÓI TIN

Thông lượng các gói tin nhận Thông lượng các gói tin gửi Thông lượng các gói tin rơi

4 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi SFQ

Thông tin mô phỏng

Độ trễ End2End (giây)

ĐỒ THỊ THỂ HIỆN THÔNG LƯỢNG GÓI TIN

THỜI GIAN MÔ PHỎNG (Sec)

ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN THÔNG LƯỢNG CÁC GÓI TIN

Thông lượng các gói tin nhận Thông lượng các gói tin gửi Thông lượng các gói tin rơi

4 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Blue

decrement 0.00025 increment 0.0025 dhold-time 100ms ihold-time 100ms

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (B 1 ) Có các tham số:

4 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Blue

decrement 0.00025 increment 0.0025 dhold-time 500ms ihold-time 500ms

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (B 2 ) Có các tham số:

4 Mô phỏng NS2 sử dụng hàng đợi Blue

decrement 0.0025 increment 0.025 dhold-time 100ms ihold-time 100ms

Thông tin mô phỏng – Trường hợp: (B 3 ) Có các tham số:

Nhận xét: