ý thuyết chung về mô phỏng mạng và đánh giá hiệu năng

Phần 1: Lý thuyết chung mô mạng đánh giá hiệu Chương 1- Tổng quan đánh giá phân tích hiệu hệ thống (system performance evaluation and analysis) Tác giả: R Jain Dịch thuật: Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Mạnh Linh Biên tập: Hoàng Trọng Minh 1.1 Các lỗi thường gặp Mục trình bày lỗi thường gặp phân tích đánh giá hiệu hệ thống Hầu hết lỗi liệt kê lỗi không cố ý mà nhầm lẫn đơn giản, nhận thức sai thiếu kiến thức kỹ thuật đánh giá hiệu E1- Không có mục đích Mục đích phần quan trọng phương pháp đánh giá hiệu Tuy nhiên, nhiều trường hợp, khởi đầu việc đánh giá hiệu chưa xác định mục đích rõ ràng Một người làm công việc phân tích hiệu thường gắn bó chặt chẽ lâu dài với phận thiết kế Sau trình thiết kế, người phân tích hiệu bắt đầu mô hình hóa mô thiết kế Khi hỏi mục đích, câu trả lời tiêu biểu nhà phân tích là: mô hình giúp trả lời vấn đề phát sinh từ thiết kế Yêu cầu chung mô hình kiểu đảm bảo tính mềm dẻo dễ thay đổi để giải vấn đề phức tạp Người phân tích có kinh nghiệm hiểu rằng: Không có mô hình cụ thể sử dụng cho mục đích chung chung Mỗi mô hình phải phát triển với mục đích cụ thể xác định trước Các thông số, khối lượng công việc phương pháp thực phụ thuộc vào mục đích Các phần thiết kế hệ thống mô hình nghiên cứu tùy theo vấn đề khác Bởi vậy, trước viết dòng mã chương trình mô viết phương trình mô hình phân tích trước cài đặt thí nghiệm đo, người phân tích cần hiểu hệ thống nhận thức rõ vấn đề để giải Điều giúp nhận biết xác thông số, khối lượng công việc phương pháp thực Xác lập mục đích toán đơn giản Bởi hầu hết vấn đề hiệu mơ hồ trình bày lần đầu Vì vậy, nhận thức rõ vấn đề viết tập hợp mục đích việc khó Một vấn đề sáng tỏ mục đích viết ra, việc tìm giải pháp thường dễ dàng E2- Các mục đích thiên vị (biased) Một lỗi thông thường khác việc đưa mục đích theo hướng thiên vị ngầm thiên vị rõ rệt Ví dụ, mục đích “Chỉ hệ thống tốt hệ thống người khác”, vấn đề trở thành việc tìm kiếm thông số tải làm việc cho hệ thống trở nên tốt Đúng cần phải tìm thông số tải làm việc đắn để so sánh hai hệ thống Một nguyên tắc quy ước chuyên nghiệp người phân tích không thiên vị Vai trò người phân tích giống vai trò Ban giám khảo Không nên có thiên vị định trước kết luận phải dựa vào kết phân tích dựa vào niềm tin túy E3 Phương pháp tiếp cận hệ thống Các nhà phân tích thường tiến hành theo phương pháp tiếp cận hệ thống; họ lựa chọn tham số hệ thống, yếu tố ảnh hưởng, thông số (hiệu năng) tải làm việc cách tùy ý Điều dẫn tới kết luận sai Phương pháp tiếp cận hệ thống sử dụng để giải vấn đề hiệu nhận biết tập hoàn chỉnh mục đích, tham số hệ thống, nhân tố ảnh hưởng, thông số hiệu tải làm việc E4 Phân tích mà không hiểu vấn đề Các nhà phân tích thiếu kinh nghiệm cảm thấy thực có trước mô hình dựng nên có số kết Với kinh nghiệm có, họ nhận rằng, phần lớn nỗ lực phân tích dùng cho việc xác định vấn đề Phần thường chiếm tới 40% tổng số nỗ lực Điều khẳng định châm ngôn xưa: “Khi vấn đề nêu rõ ràng giải xong nửa” 60% lại liên qua tới vấn đề thiết kế phương pháp, giải thích kết trình bày kết luận Việc phát triển mô hình tự thân phần nhỏ trình giải vấn đề Ví dụ như, xe ô tô tàu hỏa phương tiện để tới điểm đến cuối Các mô hình phương thức để đến kết luận kết cuối Các nhà phân tích đào tạo khía cạnh mô hình hóa vấn đề đánh giá hiệu không đào tạo việc xác định vấn đề trình bày kết thường thấy mô hình họ bị bỏ người phê duyệt, người phê duyệt người tìm kiếm đường hướng không tìm kiếm mô hình E5 Các thông số hiệu không Một thông số hiệu (metric) ứng với tiêu chí sử dụng để định lượng hiệu hệ thống Các ví dụ thông số hiệu hay dùng thông lượng (throughput) thời gian đáp ứng (response time) Sự lựa chọn thông số hiệu đắn phụ thuộc vào dịch vụ cung cấp hệ thống hệ thống mô hình hóa Một lỗi chung lựa chọn thông số hiệu nhà phân thích thường chọn thông số dễ tính toán dễ đo đạc chọn thông số thích hợp E6 Tải làm việc tính đại diện (unrepresentative workload) Tải làm việc sử dụng để so sánh hai hệ thống cần đại diện cho khía cạnh sử dụng thực tiễn hệ thống lĩnh vực chúng Ví dụ, gói liệu mạng thông thường bao gồm hai loại có kích thước ngắn dài tải làm việc dùng để so sánh hai mạng phải bao gồm gói liệu có kích thước ngắn dài Việc chọn tải làm việc ảnh hưởng lớn tới kết việc nghiên cứu hiệu Tải làm việc sai dẫn tới kết luận sai E7 Phương pháp đánh giá sai Có ba phương pháp đánh giá: đo lường, mô mô hình hóa phân tích Các nhà phân tích thường có phương pháp ưa thích sử dụng thường xuyên vấn đề đánh giá hiệu Ví dụ thành thạo lý thuyết hàng đợi có xu hướng quy đổi vấn đề hiệu sang vấn đề hàng đợi hệ thống phức tạp thuận lợi cho việc đo lường Những thành thạo lập trình thường có xu hướng giải vấn đề mô Việc gắn với phương pháp đơn lẻ dẫn tới kết mô hình mà họ giải tốt mô hình giải tốt vấn đề Vấn đề quy trình chuyển đổi chúng đưa thêm tượng vào mô hình, tượng hệ thống nguyên gốc dẫn đến bỏ qua tượng quan trọng thuộc hệ thống nguyên gốc Một nhà phân tích cần có hiểu biết ba phương pháp Khi xem xét lựa chọn phương pháp đánh giá hiệu năng, cần ý tới nhiều hệ số khác E8 Bỏ qua thông số quan trọng Nên tạo danh sách hoàn chỉnh đặc điểm hệ thống tải làm việc ảnh hưởng tới hiệu hệ thống Những đặc điểm gọi chung thông số Các thông số tải làm việc bao gồm số người sử dụng, loại yêu cầu đến, ưu tiên, v…v Nhà phân tích chọn tập hợp giá trị cho thông số Kết nghiên cứu cuối phụ thuộc nhiều vào chọn lựa Bỏ sót nhiều thông số quan trọng nhận kết vô ích E9 Bỏ qua hệ số quan trọng Các thông số biến đổi nghiên cứu gọi hệ số Ví dụ số thông số tải làm việc liệt kê đây, có số lượng người sử dụng chọn hệ số, thông số khác giữ nguyên giá trị điển hình Không phải tất thông số có tác động hiệu Điều quan trọng nhận tham số mà chúng thay đổi gây nên ảnh hưởng quan trọng tới hiệu Trừ có lý khác, thông số nên sử dụng hệ số việc nghiên cứu hiệu Ví dụ tốc độ (rate) gói đến tác động tới thời gian đáp ứng gateway mạng ảnh hưởng kích thước gói tới nó, việc nghiên cứu tốt sử dụng số tốc độ đến khác thay quan tâm tới kích thước gói E10 Thiết kế thí nghiệm không thích hợp Sự thiết kế thí nghiệm liên quan tới số lượng phép đo thí nghiệm mô thực giá trị thông số sử dụng thínghiệm Việc chọn giá trị mang tới nhiều thông tin số lượng thí nghiệm Chọn lựa không gây lãng phí thời gian nhà phân tích tài nguyên E11 Mức độ chi tiết không thích đáng Mức độ chi tiết sử dụng mô hình hệ thống có ảnh hưởng quan trọng việc hệ thống hóa, công thức hóa vấn đề Một lỗi chung xảy việc sử dụng lối tiếp cận chi tiết mô hình hóa mức cao thực ngược lại E12 Không phân tích Một vấn đề chung dự án đo lường chúng thường thực nhà phân tích hiệu năng, thường người giỏi kỹ thuật đo thiếu thành thạo phân tích liệu Họ thu thập lượng khổng lồ liệu phương pháp phân tích giải thích E13 Phân tích sai Các nhà phân tích gây nên hàng loạt lỗi đo đạc, mô mô hình hóa phân tích dụ lấy giá trị trung bình tỷ số thời gian mô ngắn E14 Không phân tích độ nhậy Các nhà phân tích thường nhấn mạnh đến kết phân tích họ, trình bày thực tế chứng Thực tế mà kết nhạy cảm tải làm việc thông số hệ thống thường bị coi nhẹ Khi phân tích độ nhậy, chắn liệu kết luận có thay đổi hay không phân tích thức thiết lập khác biệt đôi chút Không có phân tích độ nhạy khó khăn cho việc đánh giá quan trọng tương đối thông số khác E15 Bỏ qua lỗi đầu vào Thường thông số lựa chọn đo Thay vào đó, ta sử dụng biến đo khác để ước lượng thông số Ví dụ thiết bị mạng máy tính, gói liệu lưu trữ danh sách liên kết đệm Mỗi đệm có dung lượng 512x8bit Với số lượng đệm yêu cầu để lưu trữ gói liệu, dự báo trước cách xác số gói số bít gói liệu Điều dẫn tới độ bất định cộng thêm liệu đầu vào Nhà phân tích cần điều chỉnh mức độ tin cậy kết đầu mô hình thu từ liệu E16 Cách xử lý mẫu ngoại lai không thích hợp Những giá trị cao thấp so với phần lớn giá trị tập hợp gọi mẫu ngoại lai Mẫu ngoại lai đầu vào đầu mô hình vấn đề Nếu mẫu ngoại lai không tạo tượng hệ thống thực, bỏ qua Mô hình bao trùm mẫu ngoại lai tạo nên mô hình không hợp lệ Mặt khác, mẫu ngoại lai xuất xảy trong hệ thống thực, mẫu ngoại lai cần diện mô hình Việc bỏ qua mẫu ngoại lai kiểu tạo nên mô hình không hợp lệ E17 Giả thiết thay đổi tương lai: Tương lai thường giả thiết giống khứ Một mô hình dựa tải làm việc hiệu quan sát khứ sử dụng để dự báo hiệu tương lai Tải làm việc hoạt động hệ thống tương lai giả thiết giống đo Nhà phân tích người thực định nên thảo luận giả thiết giới hạn thời lượng tương lai cho dự đoán E18 Bỏ qua tính biến thiên Thường người ta phân tích hiệu trung bình việc xác định tính biến thiên thường gặp khó khăn Nếu độ biến thiên lớn, sử dụng giá trị trung bình dẫn tới định sai Ví dụ, việc định dựa nhu cầu máy tính trung bình hàng ngày ích không tính tới đặc tính tải đạt đỉnh điểm theo giờ, gây tác động bất lợi tới hiệu người sử dụng E19 Phân tích phức tạp Các nhà phân tích hiệu nên đến kết luận phương thức đơn giản Tốt bắt đầu với mô hình thí nghiệm đơn giản nhằm đạt số kết sau tăng thêm tính phức tạp Các mô hình công bố tài liệu khoa học mô hình sử dụng thực tế khác rõ rệt Các mô hình tài liệu khoa học, trường học thường phức tạp Phần lớn vấn đề hiệu thực tế hàng ngày giải mô hình đơn giản Các mô hình phức tạp có sử dụng E20 Trình bày kết không thích hợp Đích cuối nghiên cứu hiệu để hỗ trợ toán định Một phân tích mà không tạo kết hữu ích thất bại phân tích với kết khó hiểu người đưa định Người phân tích phải có trách nhiệm chuyển tải kết phân tích tới người đưa định qua việc sử dụng từ ngữ, hình ảnh, đồ thị để giải thích kết phân tích E21 Bỏ qua khía cạnh xã hội Sự trình bày thành công kết phân tích yêu cầu loại kỹ năng: xã hội chuyên biệt Kỹ viết nói kỹ xã hội mô hình hóa phân tích liệu kỹ chuyên biệt Hầu hết nhà phân tích có kỹ chuyên biệt tốt, người có kỹ xã hội tốt thành công bán kết họ cho người định Việc chấp nhận kết qủa phân tích yêu cầu hình thành tin tưởng người định nhà phân tích, trình bày kết tới người định theo cách hiểu xác Nếu người định không tin tưởng không hiểu phân tích, nhà phân tích thất bại việc tạo nên ấn tượng định cuối Các kỹ xã hội đặc biệt quan trọng trình bày kết mà chúng có ảnh hưởng tới niềm tin giá trị người định yêu cầu thay đổi quan trọng thiết kế E22 Bỏ sót giả thiết giới hạn Các giả thiết giới hạn mô hình phân tích thường bị bỏ qua báo cáo cuối Điều làm cho người sử dụng áp dụng mô hình phân tích vào ngữ cảnh khác mà giả thiết không hợp lệ Đôi nhà phân tích lên danh sách giả thiết phần mở đầu báo cáo họ quên giới hạn đưa kết luận môi trường mà phân tích không áp dụng vào Bảng 1.1: Danh sách kiểm tra để tránh lỗi thường gặp đánh giá hiệu Liệu hệ thống định nghĩa chưa mục đích nêu rõ ràng chưa ? Các mục tiêu nêu có đảm bảo tính không thiên vị? Các bước phân tích theo hệ thống không? Vấn đề hiểu rõ ràng trước phân tích không? Các tham số hiệu có thích hợp cho vấn đề không ? Tải làm việc có cho vấn đề không? Kỹ thuật đánh giá có phù hợp không? Danh sách thông số có ảnh hưởng đến hiệu hoàn thiện chưa? Tất thông số ảnh hưởng đến hiệu mà coi thừa số thay đổi chưa? 10 Thiết kế thí nghiệm hiệu chưa xét theo thời gian kết quả? 11 Mức độ chi tiết hợp lý chưa? 12 Dữ liệu đo đạc phân tích giải thích chưa? 13 Sự phân tích thống kê chưa? 14 Độ nhạy phân tích thực chưa? 15 Các lỗi đầu vào có thay đổi kểt đáng kể không? 16 Các mẫu ngoại lai đầu vào đầu xem xét cách thích đáng chưa ? 17 Các thay đổi tương lai hệ thống tải làm việc mô hình hóa chưa? 18 Phương sai liệu đầu vào quan tâm không? 19 Phương sai kết phân tích chưa? 20 Sự phân tích giải thích không? 21 Cách thức trình bày có phù hợp với người đọc không? 22 Các kết có trình bày dạng đồ thị nhiều không? 23 Các giả thiết giới hạn phân tích đưa vào tài liệu rõ ràng không? Một cách tiếp cận có hệ thống cho việc đánh giá hiệu Các thông số, tải làm việc kỹ thuật đánh giá sử dụng vấn đề thường sử dụng cho vấn đề Tuy nhiên có bước chung cho tất dự án đáng giá hiệu mà chúng giúp bạn tránh lỗi ghi phần 1.1 Các bước thực sau Bước 1- Xác định mục tiêu định nghĩa hệ thống Bước vài dự án đánh giá hiệu xác định mục tiêu việc nghiên cứu định nghĩa xem tạo nên hệ thống cách phác họa giới hạn hệ thống Bước 2: Lập danh sách dịch vụ kết nhận Mỗi hệ thống cung cấp tập hợp dịch vụ Danh sách dịch vụ kết khả thi hữu ích sau việc chọn thông số tải làm việc Bước Lựa chọn thông số đo Bước lựa chọn tiêu chuẩn để so sánh hiệu năng, chúng gọi thông số đo Nhìn chung, thông số liên hệ với tốc độ, độ xác, ích lợi dịch vụ Bước 4: Lập danh sách thông số Bước dự án thực tạo danh sách tất thông số ảnh hưởng tới hiệu Danh sách phân chia thành thông số hệ thống thông số tải làm việc Bước 5: Lựa chọn thừa số để nghiên cứu Danh sách thông số phân chia thành phần: thông số thay đổi trình đánh giá thông số không thay đổi Những thông số thay đổi gọi thừa số giá trị chúng gọi mức độ 1.2 Lựa chọn kỹ thuật thông số đo Lựa chọn kỹ thuật đánh giá lựa chọn tham số đo hai bước quan trọng tất dự án đánh giá hiệu Có nhiều vấn đề cần xem xét để có lựa chọn xác 1.2.1 Lựa chọn kỹ thuật đánh giá Có ba kỹ thuật đánh giá hiệu mô hình hóa phân tích, phương pháp mô đo đạc Có số khía cạnh cần xem xét để định xem kỹ thuật phù hợp để sử dụng Những khía cạnh liệt kê bảng 3.1 xếp theo mức quan trọng giảm dần Một vấn đề quan trọng việc định kỹ thuật đánh giá chu trình vòng đời hệ thống Các phương pháp đo đạc khả thi tồn hệ thống khác tương tự hệ thống ta đưa khảo sát, thiết kế phiên cải tiến sản phẩm Nếu hệ thống đưa khái niệm chọn mô hình hóa phân tích phương pháp mô để thực đánh giá Mô hình hóa phân tích mô sử dụng cho trường hợp mà đo đạc không khả thi, nhìn chung để thuyết phục nên kết hợp phương pháp dựa kết đo đạc trước Bảng 1.2 Những tiêu chí để lựa chọn kỹ thuật đánh giá Tiêu chí Giai đoạn Mô hình phân tích Bất giai đoạn Thời gian yêu cầu Công cụ Ngắn Nhà phân tích Tính xác a Tính đánh đổi Giá thành Tính dễ bán Thấp Dễ Thấp Thấp Mô Đo đạc Bất giai đoạn Sau thiết kế nghiệm (postprototype) Trung bình Thay đổi Các ngôn ngữ Các dụng cụ đo máy tính Vừa phải Thay đổi Vừa phải Khó Trung bình Cao Trung bình Cao thử a a Trong tất trường hợp, kết bị sai lệch Vấn đề cần cân nhắc thời gian sử dụng cho công việc đánh giá Trong hầu hết trường hợp, kết yêu cầu từ ngày hôm trước (thời gian đánh giá ngắn) Nếu mô hình hóa phân tích lựa chọn Các phương pháp mô cần thời gian dài, phương pháp đo đạc thường nhiều thời gian mô hình hóa phân tích không lâu mô Theo ý nghĩa định luật Murphy phương pháp đo đạc sử dụng thường xuyên hai phương pháp lại (Nếu việc diễn theo chiều hướng xấu, – Họa vộ đơn chí) Kết là, thời gian cần thiết dành cho đo đạc biến động nhiều ba kỹ thuật Điểm quan tâm tính sẵn sàng công cụ Các loại công cụ bao gồm: kỹ mô hình hóa, ngôn ngữ mô phỏng, thiết bị đo đạc Nhiều nhà phân tích hiệu thành thạo khéo léo mô hình hóa Họ không cần sử dụng tới hệ thống thật đắt tiền Những người khác không thành thạo lý thuyết hàng đợi lại quan tâm đến đo đạc mô Thiếu kiến thức ngôn ngữ kỹ thuật mô khiến nhiều nhà phân tích xa rời công cụ mô hữu dụng Mức độ xác đòi hỏi mối quan tâm khác Nhìn chung, mô hình hóa phân tích yêu cầu nhiều đơn giản hóa giả thiết kết trở nên xác nhà phân tích phải ngạc nhiên Các phương pháp mô kết hợp nhiều chi tiết, yếu tố yêu cầu giả thiết mô hình hóa phân tích thường gần với thực tế Các phương pháp đo đạc nghe gần thực tế kết lại thiếu xác, đơn giản có nhiều tham số môi trường tác động đến thử nghiệm, cấu hình hệ thống, loại tải làm việc, thời gian đo đạc Các tham số khoảng làm việc thay đổi hệ thống thực tế Do tính xác kết đo đạc thu thay đổi từ cao đến Cần phải mức độ xác tính đắn kết luận không đồng Một kết xác đến mười chữ số thập phân bị hiểu sai hay nhầm lẫn; dẫn tới kết luận sai Mục đích công việc nghiên cứu hiệu vừa để so sánh phương án khác vừa để tìm giá trị tham số tối ưu Các mô hình phân tích thường cung cấp nhìn tốt tác dụng tham số khác tương tác chúng Với phương pháp mô phỏng, tìm khoảng giá trị tham số cho tổ hợp tối ưu, thường rõ ràng tương xứng tham số với tham số khác Các phương pháp đo đạc kỹ thuật thể tính tương xứng tham số Thật không dễ khẳng định hiệu cải thiện kết vài thay đổi ngẫu nhiên môi trường hiệu chỉnh vài tham số định Chi phí cấp cho dự án yếu tố quan trọng Đo đạc đòi hỏi phải có thiết bị thật, dụng cụ đo đạc thời gian Đây kỹ thuật tốn kỹ thuật nêu Chi phí, kèm với khả dễ dàng thay đổi cấu hình, thường lí để phát triển phương pháp mô cho hệ thống đắt tiền Mô hình hóa phân tích đòi hỏi giấy bút chì (cộng với thời gian nhà phân tích) nên xem kỹ thuật rẻ Tính bán kết đánh giá lý lẽ quan trọng chọn xem xét chi phí, lao động phương pháp đo đạc Và kết dễ thuyết phục thực với hệ thống thực Nhiều người hoài nghi kết phân tích đơn giản họ không hiểu công nghệ thực kết cuối Trong thực tế, người phát triển kỹ thuật mô hình hóa phân tích thường kiểm chứng, xác nhận chúng cách sử dụng phương pháp mô đo lường thực Đôi việc sử dụng hai hay nhiều kỹ thuật đồng thời mang lại nhiều lợi ích Ví dụ, bạn sử dụng mô mô hình hóa phân tích để kiểm tra xác nhận kết riêng phương pháp Cho đến chưa chứng tội lỗi, người xem vô tội, nghĩa chưa xác nhận kiểm chứng kết đánh giá đáng nghi ngờ Điều đưa đến với quy tắc xác minh sau đây:  Không tin tưởng vào kết mô hình mô chúng xác nhận mô hình hóa phân tích hay đo đạc  Không tin tưởng vào kết mô hình phân tích xác nhận mô hình mô hay đo đạc  Không tin tưởng vào kết phương pháp đo đạc chúng xác nhận mô hình mô hay mô hình phân tích Trong thực tế , cần thiết quy tắc thứ cho việc xác nhận kết đo đạc nên nhấn mạnh quy tắc hay bị bỏ qua Phương pháp đo đạc dễ bị mắc lỗi thí nghiệm sai sót hai kỹ thuật Yêu cầu phép xác minh kết phải không trái với trực quan mong đợi Phương pháp xác minh gọi trực giác chuyên gia, thường sử dụng cho mô hình mô Phương pháp phương pháp khác sử dụng cho kết đo đạc phân tích Hai hay nhiều kỹ thuật sử dụng tiếp nối Ví dụ, trường hợp, mô hình phân tích đơn giản sử dụng để tìm khoảng phù hợp cho tham số hệ thống mô hình mô sử dụng sau để nghiên cứu hiệu thệ thống khoảng Điều làm giảm số trường hợp mà phép mô cần xét đến dẫn đến việc sử dụng tài nguyên hiệu 1.3- Ý nghĩa “Confidence interval” việc so sánh kết Từ tiếng Anh sample example bắt nguồn từ từ Pháp cổ essample Mặc dù hai từ riêng biệt, việc nhớ đến nguồn gốc chung chúng quan trọng Một mẫu (sample) đơn giản ví dụ (example) Một ví dụ thường không đủ để chứng minh giả thiết Tương tự vậy, mẫu thường không đủ để đưa phát biểu rõ ràng hệ thống Nhưng khác biệt thường bị bỏ quên Chúng ta thường đo đạc hệ thống với hay 10 tải làm việc (workloads) sau kết luận hệ thống tốt hệ thống Mục đích phần để củng cố khác biệt để thảo luận làm để sử dụng mẫu liệu để so sánh hai hệ thống nhiều Ý tưởng phát biểu xác không xác với thuộc tính tất hệ thống, tuyên bố xác suất khoảng thuộc tính hầu hết hệ thống tồn Khái niệm khoảng tin cậy (confidence interval) giới thiệu phần khái niệm mà nhà phân tích hiệu hệ thống cần biết để hiểu rõ vấn đề 1.3.1 Mẫu đối ngược với quần thể Giả sử viết chương trình máy tính để tạo vài triệu số ngẫu nhiên với thuộc tính cho trước, ví dụ có giá trị trung bình ¼ độ lệch chuẩn à Bây đưa số vào bình rút mẫu n số Giả thiết mẫu {x1, x 2, , x n} có giá trị trung bình mẫu Giá trị trung bình mẫu khác với à Để phân biệt hai giá trị đó, gọi giá trị trung bình mẫu ¼ gọi trung bình quần thể Từ quần thể ám tất số nằm bình Trong hầu hết vấn đề thực tế, thuộc tính quần thể (ví dụ giá trị trung bình quần thể , mục đích nhà phân tích ước lượng thuộc tính Ví dụ, thử nghiệm đo thời gian xử lý chương trình, giá trị trung bình mẫu rút từ mẫu đơn lẻ n giá trị ước lượng đơn giản giá trị trung bình Để xác định xác giá trị trung bình, cần thực lại thí nghiệm tới vô hạn lần, điều gần làm Các thuộc tính quần thể gọi tham số mẫu thử gọi thống kê Ví dụ, trung bình tập hợp tham số giá trị trung bình mẫu thống kê Ta cần phải phân biệt hai khái niệm tham số cố định (fixed) thống kê biến ngẫu nhiên Ví dụ, lấy hai mẫu n phần tử từ tập phân phối bình thường với trung bình ¼ độ lệch chuẩn Ã, kỳ vọng mẫu x1 x2 hai mẫu khác Trong thực tế, rút nhiều mẫu đưa hàm phân bố cho giá trị trung bình mẫu Không có phân bố cho giá trị trung bình quần thể Nó cố định xác định xem xét toàn quần thể Thông thường, ký hiệu Hy Lạp ¼ hay à thường dùng để tham số, ký hiệu tiếng Anh x s dùng để thống kê 1.3.2 Khoảng tin cậy cho giá trị trung bình Mỗi giá trị trung bình mẫu đánh giá giá trị trung bình quần thể Đưa k mẫu, có k đánh giá đánh giá khác Vấn đề lấy đánh giá cho giá trị tủng bình quần thể từ k đánh giá Trong thực tế, lấy đánh giá hoàn hảo cho giá trị trung bình quần thể từ số hữu hạn mẫu có độ kích thước hữu hạn Điều tốt làm lấy biên xác suất Từ đó, lấy biên, ví dụ, c1 c2, có xác suất cao, - ±, mà kỳ vọng lý thuyết nằm khoảng (c1,c2): Probability{c1d¼dc2} = - ± Khoảng (c1,c2) gọi khoảng tin cậy cho giá trị trung bình quần thể , ± gọi mức ý nghĩa (significant level), 100(1 - ±) gọi mức tin cậy (confidence level), (1 - ±) gọi hệ số tin cậy (confidence coefficient) Chú ý mức tin cậy thường biểu diễn dạng phần trăm thường gần đến giá trị 100%, ví dụ, 90% hay 95%; mức ý nghĩa biểu diễn phân số thường có giá trị gần 0, ví dụ 0.05 hay 0.1 Một cách để xác định khoảng tin cậy 90% sử dụng 5% 95% giá trị trung bình mẫu làm biên Ví dụ, lấy k mẫu, tìm giá trị trung bình mẫu, xếp chúng theo thứ tự tăng dần lấy tập xếp phần tử thứ [1+0.05(k-1)] [1+0.95(k-1)] Có điều may mắn không cần thiết phải lấy nhiều mẫu Có thể xác định khoảng tin cậy từ mẫu, định lý giới hạn trung tâm cho ta xác định phân phối giá trị trung bình mẫu Định lý phát biểu giá trị mẫu {x1, x2, , xn} độc lập lấy từ tập có giá trị trung bình ¼ độ lệch chuẩn à giá trị trung bình mẫu mẫu có phân phối thường xấp xỉ với giá trị trung bình ¼ độ lệch chuẩn  / n x : N ( , / n ) Độ lệch chuẩn giá trị trung bình mẫu gọi sai số chuẩn Sai số chuẩn khác với độ lệch chuẩn tập Nếu độ lệch chuẩn tập Ã, sai số chuẩn  / n Từ biểu thức trên, dễ thấy kích thước mẫu n tăng lên sai số chuẩn giảm xuống Sử dụng định lý giới hạn trung tâm, khoảng tin cậy 100(1 - ±)% cho trung bình quần thể đưa ra: ( x  z1 /2 s / n , x  z1 /2 s / n ) Ở đây, x giá trị trung bình mẫu, s độ lệch chuẩn mẫu, n độ lớn mẫu, z1-±/2 điểm phân vị (1 -±/2) đại lượng ngẫu nhiên Ví dụ Với mẫu ví dụ 12.4, kỳ vọng x = 3.90, độ lệch chuẩn s = 0.95 n = 32: 3.90 m(1.645)(0.95) / 32 Một khoảng tin cậy 90% cho kỳ vọng = (3.62, 4.17) Chúng ta phát biểu với khoảng tin cậy 90% trung bình tập nằm khoảng 3.62 4.17 Xác suất sai phát biểu 10% Có nghĩa là, lấy 100 mẫu đưa khoảng tin cậy cho mẫu hình 13.1, 90 mẫu có khoảng tin cậy chứa giá trị trung bình lý thuyết 10 mẫu giá trị trung bình lý thuyết không nằm khoảng tin cậy Tương tự vậy: Khoảng tin cậy 95% cho kỳ vọng = 3.90 m(1.960)(0.95) / 32 = (3.57, 4.23) Khoảng tin cậy 99% cho giá trị trung bình = 3.90 m(2.576)(0.95) / 32 = (3.46, 4.33) Hình 1.3.2 Ý nghĩa khoảng tin cậy Khoảng tin cậy đề cập áp dụng cho mẫu lớn có độ lớn (kích thước) lớn 30 giá trị Với mẫu nhỏ, khoảng tin cậy xây dựng giá trị đến từ tập phân bố chuẩn Với mẫu khoảng tin cậy 100(1 - ±)% đưa ra: ( x  t[1 / 2;n 1] s / n , x  t[1 / 2;n 1] s / n ) Ở t[1-±/2;n-1] điểm phân vị (1 - ±/2) biến ngẫu nhiên t với n – bậc tự Các điểm phân vị liệt kê bảng A.4 phụ lục Khoảng dựa thật với mẫu từ tập chuẩn N (  ,  ), ( x   ) / ( / n) có phân bố N(0,1) (n  1) s /  có phân bố chi bình phương (phân bố x2) với n – bậc tự do, ( x   ) / s / n có phân bố t với n – 10 4.3.1 Tải làm việc gì? Các hệ thống máy tính tồn thành phần xử lý tải làm việc, nơi mà phụ thuộc cách hệ thống mô hình hoá, thành phần tải làm việc là: (1) công việc, chương trình, hay nhiệm vụ; (2) giao dịch nghi vấn; hay (3) yêu cầu vào/ra yêu cầu thứ nhớ Mỗi loại chuỗi yêu cầu dịch vụ sử dụng tài nguyên hệ thống Ví dụ, cho công việc hay nhiệm vụ thành phần tải làm việc Một công việc (một chương trình) chuỗi yêu cầu thời gian CPU (sự bùng lên CPU) tác vụ vào/ra (sự chuyển giao khối liệu vào từ thiết bị I/O ổ đĩa) Thêm vào đó, công việc yêu cầu việc sử dụng khối nhớ Trong số hệ thống đại, nhiều công việc thực lúc, có tranh chấp nguồn tài nguyên Đáp ứng hệ thống (các thời gian đáp ứng công việc) phản ảnh khả hệ thống thoả mãn yêu cầu đối lập cho việc sử dụng nguồn tài nguyên 4.3.2 Mô hình hoá thành phần hệ thống Các hệ thống máy tính bao gồm phần cứng phần mềm Ngoài có hệ điều hành quản lý việc truy cập vào thành phần này; đại diện cho chế điều khiển nhằm đảm bảo xác tính hiệu hoạt động hệ thống Trong mô hình mô hệ thống vậy, tất thành phần quan trọng, quy luật điều khiển truy cập vào chúng, phải đặc tả xác muốn đạt đánh giá đáp ứng hệ thống Các thành phần phần cứng Phần cứng quan trọng hệ thống máy tính CPU thiết bị ngoại vi Bộ nhớ điểm then chốt cho hoạt động hệ thống, hầu hết hệ thống đại, nhớ không lớn thường thành phần để xác định khả đáp ứng hệ thống Tuy nhiên, việc kết hợp hoạt động nhớ vào mô hình thường nhiệm vụ khó Và phần quan trọng thường hay bị bỏ qua việc liên nối phần cứng (gọi bus), thường dùng để kiên kết CPU thiết bị vào/ra với nhớ Việc mô hình hoá thành phần phần cứng hiển nhiên chúng đại diện cho nguồn tài nguyên tĩnh Vấn đề phải mô hình hoá cách xác loại truy nhập song song nối tiếp có tất thành phần Các thành phần phần mềm Các thành phần phần mềm khó đặc tả Ví như, thành phần phần mềm chuỗi dài hành động quy luật hoạt động phức tạp Thêm vào đó, số thành phần cấp nhà cung cấp thứ 3, hoạt động nội chúng không phơi bày mô hình hoá hệ thống Có lớp thành phần phần mềm tìm thấy hệ thống bao gồm tất dịch vụ cung cấp cho chương trình người dùng Môt ví dụ hệ thống quản lý sở liệu (DBMSdatabase management system) Rất nhiều ứng dụng hệ thống yêu cầu dịch vụ từ DBMS Tuy nhiên, có giới hạn số lượng yêu cầu mà DBMS nắm giữ cách đồng thời Cũng server bị giới hạn khả đáp ứng công việc mà phải đòi hỏi truy cập liệu thông qua DBMS Các thành phần phần mềm khác tác động đến khả đáp ứng hệ thống máy tính bao gồm giám sát trình giao dịch, hệ thống truy cập mạng server tập tin từ xa Nếu thành phần mạng xác định nút thắt cổ chai đáp ứng hệ thống mô hình hoá, nổ lực đặc biệt yêu cầu để đảm bảo biểu diễn đặc trưng thành phần có giá trị Ví dụ, DBMS thương mại thành phần quan trọng hệ thống, việc mô hình hệ thống đòi hỏi mô hình mô DBMS Để kết hợp thành phần vào hệ thống, mô hình hoá phải thực bước sau:  Thu thập thông tin thêm từ nhà cung cấp từ nguồn khác 67  Thực vài nghiên cứu đo lường hộp đen, để suy đặc tính DBMS  Đạt mô hình mô tiền tiền cấu trúc DBMS Một khía cạnh khác thành phần phần mềm mô hình quan trọng tập quy luật quản lý điều khiển cung cấp thành phần khác Các quy luật quy tắc có hệ điều hành (có nhiệm vụ điều khiển hoạt động toàn hệ thống) có thành phần đề cập Chúng đặc tả ưu tiên, quy tắc lên lịch, quản lý nguồn tài nguyên, quy tắc thoả thuận với xung đột tải (ví dụ, chiều dài hàng đợi tối đa thiết bị vào/ra) Phụ thuộc vào mức độ chi tiết mô hình, quy luật thành phần quan trọng phát triển mô hình hệ thống xác 4.3.3 Hoạt động không đồng Nhằm cải tiến việc sử dụng nguồn tài nguyên hệ thống, hệ thống đại thường khuyến khích kiểu không đồng Nguyên tắc chương trình nhập vào hoạt động vào/ra cách song song với ứng dụng liên tục CPU Một mô hình hệ thống phải đạt kiểu hoạt động song song không đồng Một mô hướng trình cung cấp tảng cho mô hình thực thi mà thành phần hoạt động cách không đồng 4.3.4 Những cân bằng: Chi tiết so với giá Mục đích mô hình hệ thống, nói cách đơn giản nhất, để tạo khoảng thời gian đáp ứng cho thành phần tải làm việc Những khoảng thời gian sau sử dụng để cung cấp ước tính cần thiết để tạo phán đoán đáp ứng hệ thống Một khoảng thời gian đáp ứng tiêu biểu bao gồm hay nhiều khoảng con, mà khoảng có khoảng trễ khoảng phục vụ vài nguồn tài nguyên Một hệ thống mức cao có vài nguồn tài nguyên, kết khoảng thời gian đáp ứng có vài khoảng Ví mô hình thực thi nhanh , kết ước lượng khoảng thời gian đáp ứng lại không xác Nhằm nâng cao tính xác, nguồn tài nguyên mức cao định nghĩa lại cho phù hợp với lựa chọn nguồn tài nguyên mức thấp Khi làm điều này, trước khoảng thời gian phục vụ đơn lẻ nguồn tài nguyên chuỗi khoảng thời gian phục vụ trễ cho nguồn tài nguyên thấp Điều thu đặc trưng xác tài nguyên; giá trị gia tăng số lượng kiện mô phỏng, mà chạy lâu với mô hình cũ Một ví dụ, mô hình cấp cao, hoạt động vào_ra mô hình hoá khoảng thời gian phục vụ đơn lẻ Trong mô hình tài nguyên vào/ra đơn lẻ, chương trình lấy chúng, cách liên tiếp, phục vụ tài nguyên Thiết bị đầu vào/đầu thực tế thành phần kết nối hỗ trợ phức tạp hơn; việc nắm rõ phức tạp mô hình cho ta ước lượng tốt thời gian yêu cầu chương trình để hoàn thành yêu cầu vào/ra Một mô hình phức tạp có bus, điều khiển, nhiều ổ đĩa Mô hình xử lý nhiều yêu cầu song song cho ước lượng xác thời gian đáp ứng nguồn tài nguyên vào/ra Tất mô hình hệ thống đặc trưng cho cân gia tăng mức độ chi tiết gia tăng tính thực thi Các hệ thống tốt hướng đến cân mục đích trái ngược 4.3.5 Những kết mô hình Một mô hình hệ thống dùng theo cách riêng biệt [LaKe91]: (1) cung cấp ước lượng giá trị đầu cho hoạt động hệ thống “trạng thái vững vàng” (2) cung cấp ước lượng giá trị đầu cho hoạt động hệ thống thông qua khoảng thời gian đặc tả ( ví dụ cho phép dịch giờ) Những vấn đề việc cung cấp ước lương xác hai trường hợp nhau, kỹ thuật để thoả mãn vấn đề (Law and Kelton, 1991) 68 Các mô hình hệ thống máy tính đưa thêm vài vấn đề nhiệm vụ cung cấp ước lượng đáng tin biến đầu Những điều xuất phát từ thực tế hệ thống máy tính thật lớn phức tạp nhiều Thêm vào đó, vài thành phần quan trọng không nhìn thấy sẵn, việc tạo đặc trưng xác cho cách hoạt động khó Vì việc xác nhận cấu trúc hoạt động đặc tả mô hình tín hiệu ý nghĩa phát triển Trong số trường hợp đạt kết đầu cho việc kiểm tra tải làm việc thường dùng để tham số hoá mô hình tải làm việc Trong trường hợp này, kết từ mô hình xác nhận hoàn toàn Trong trường hợp khác, nhà phát triển mô hình bị bắt buộc phải xem lại thiết kế việc bổ sung lại mô hình, nhằm kiểm tra tính xác thực kết 4.4 Hệ thống truyền thông Mọi dự án nhằm phát triển mô hình mô hệ thống truyền thông phân chia theo hai loại hình công việc chính: (1) xây dựng mô hình tải làm việc (2) xây dựng mô hình hệ thống mạng 4.4.1 Tải làm việc gì? Về bản, mô hình tải làm việc hệ thống truyền thông mô tả lưu lượng truyền tin hệ thống truyền thông Việc mô tả rõ ràng dựa vào nghiên cứu thông qua việc theo dõi hệ thống thực thiết bị đo, có mang tính thống kê ngẫu nhiên đưa kết từ nhóm hàm phân phối xác suất Dù dạng việc mô tả tải làm việc phải biểu thị xác lưu lượng truyền tin hệ thống xác định Việc xác nhận tải làm việc trình đảm bảo tính xác hợp lí việc lập phần mô tả tải Thậm chí, mô hình hệ thống mạng tin cậy không đem lại kết chúng thực với tải làm việc không hợp lệ “nạp vào, đưa ra” Việc xây dựng xác nhận tải làm việc phần quan trọng việc xây dựng mô hình mô hệ thống truyền thông Mô hình trình điều khiên tải làm việc đưa thông tin tới hệ thống truyền thông nhằm phân phối chúng hệ thống mạng Vấn đề cần quan tâm lưu lượng thông tin truyền không gian thời gian mạng Một lượng thông tin phần luồng thông tin lớn với điểm nguồn xác định trước hay nhiều điểm đích Thông tin truyền tới điểm đích gọi “ unicast traffic” thông tin truyền tới nhiều điểm đích gọi “ multicast traffic”, truyền tới tất điểm đích gọi “broadcast traffic” Khi gửi tới hay nhiều điểm đích, thông tin hình thức mẩu thông tin, chia nhỏ hay kết hợp thêm với thông tin khác, mẩu thông tin khác kết hợp hay phân tách nhiều lần trình truyền tin hệ thống Những xảy với thông tin sau truyền vào hệ thống công việc mô hình hệ thống Mô hình hệ thống mô tả loại hình thông tin thời gian thời điểm chúng vào hệ thống Với cách hiểu vậy, tải làm việc chịu trách nhiệm cung cấp kích thích, hệ thống đưa phản hồi Một phần thiết kế trình mô xác định loại hình kích thích phù hợp nhất, qua tạo tra phản hồi tương ứng Bởi hệ thống mạng thực tế thường cấu tạo theo lớp đặc điểm tải làm việc bị ảnh hưởng nhiều lớp chọn cho trình mô trực tiếp Ví dụ, nghiên cứu mối liên kết vật lý việc kích thích biểu mức thấp phân lớp (ví dụ đơn vị liệu vật lí) , đó, nghiên cứu việc hoạt động sở liệu phân bố hoạt động hệ thống đó, việc kích thích mức cao (truy vấn sở liệu) Nếu lớp chọn cho việc mô cao, ta phải biểu diễn nhiều phân lớp mô hình mạng, đó, việc lựa chọn phân lớp ảnh hưởng lớn tới việc thực toàn mô hình 69 Nếu ta tính toán đến phân lớp thấp lý thuyết, cần phải có kinh nghiệm để đưa định chi tiết nên bỏ phần nên xuất mô hình Đơn vị liệu logic lớn nhiều so với đơn vị liệu vật lý truyền qua đường liên kết, nhiên xảy điều ngược lại Lấy ví dụ việc liệu truyền qua Ethernet ATM: gói liệu truyền qua Ethernet đạt kích thước hàng Kilobytes liệu qua ATM vài chục bytes Mặt khác, so sánh lượng liệu qua ATM SONET ta thấy cấu trúc SONET lưu số lượng lớn tế bào ATM Nếu số lượng thông tin giảm bậc độ lớn điều mong chờ biết việc giảm độ lớn thực mà không làm xác trình mô Việc xác định điều chỉnh phụ thuộc vào thuộc tính hoạt động mạng quan trọng để tính toán, thật khó để đưa quy luật cụ thể Mô hình tải làm việc tiếp nhận thông tin vào hệ thống mạng thông tin phải có thuộc tính chủ yếu sau:  Thời gian bắt đầu  Điểm bắt đầu  Điểm kết thúc  Đặc điểm thông tin (kích thước, quyền ưu tiên.v.v.v) Thông thường, thời gian xuất phát ( cung địa điểm kết thúc) lượng thông tin tiếp nhận tính toán từ hàm phân phối xác suất Đúng khoảng thời gian điểm xuất phát thông tin thời điểm xác định trước tính toán hàm phân phối xác suất Việc lựa chọn xác phân bố khoảng thời gian xuất phát mặt quan trọng việc xác nhận tải làm việc Bởi hệ thống truyền thông thường phân tích hệ thống chờ mà hầu hết xử lý toán học với khoảng thời gian phân phối tính theo hàm mũ Việc phân phối theo hàm mũ thường lựa chọn dù không lựa chọn đắn Điều ứng dụng địa điểm xuất phát thông tin trình Poisson (không có nhớ) nhiên lưu lượng thông tin đa phương tiện đa dạng giọng nói chuỗi video nén lại đặc điểm trình Markov Một trình Poisson trình Markov phi Poisson với khoảng thời gian chuyển tiếp trung bình thông tin mang lại kết khác hoạt động hệ thống mạng lưu thông bị nghẽn nút mạng 4.4.2 Mạng giao thức mạng Mô hình mạng nửa lại vấn đề, với mô hình tải cấu tạo nên mô hình hệ thống truyền thông Mạng thường thể biểu đồ với nút, liên kết liên kết nhiều điểm hay bus coi liên kết mạng siêu biểu đồ Thông thường, nút đầu cuối nút nguồn nút đích, nút khác nút chuyển mạch nút định tuyến cấu trúc biểu đồ trở nên phức tạp tính đến giao thức mạng, đăc biệt tính đến việc phân lớp phần mềm cấu trúc mạng ngày 70 Hình 4.1 Các topology thông th ường mạng lưới Mô hình tương kết nút mạng liên kết mạng cấu tạo nên topo mạng viêc thiết kế topo mạng phức tạp đặc biệt bao gồm thời gian thiết kế thời gian mô đắt, lúc tránh đươc Các topo mạng đơn giản bình thường thường thấy thể hình 20.1 Không cần thiết có phân biệt topo mạng logic topo mạng vật lý Như ví dụ hình 20.2a, mạng logic vòng thiết kế mạng vật lý vòng, chuỗi ( xen kẽ không xen kẽ) hay mạng Mạng token ring phổ biến thường xem mạng hình sao, thiết kế vật lý mạng theo kiểu vòng cồng kềnh dễ sai sót Sự khác topo vật lý topo logic có ý nghĩa Nếu trì hoãn tín hiệu truyền quan trọng topo vật lý cần phải ý mô hình mạng ví dụ mạng ethernet thiết kế theo kiểu bus, tác động va chạm nhóm bị ảnh hưởng vị trí tương đối phân tách nút đường truyền trì hoãn tín hiệu đầu nút 4.4.3 Quy định dịch vụ nhớ đệm, kênh chuyển mạch Hoạt động hệ thống truyền thông bị ảnh hưởng lớn việc lựa chọn quy định dịch vụ quy định dịch vụ thay đổi mức độ đơn giản việc thực ( phụ thuộc vào việc lựa chọn công cụ thư viện) hoạt động tính toán thời gian mô Việc cân yếu tố kỹ thuật chống lại việc áp dụng quy định dịch vụ tối ưu mặt lý thuyết, thời gian mô việc thiết kế mạng thực tế 71 Hình 4.2: Các topology logic topology vật lý mạng lưới Một số quy định dịch vụ phổ biến áp dụng cho nhớ đệm truyền thông: - First come, first served (FCFS), gọi First in, first out (FIFO) - Thứ tự ưu tiên, dựa việc ưu tiên thông điệp đơn giản hoạc thuộc tính thông điệp (vd thời gian hình thành hay số tham số chất lượng dịch vụ (QoS)liên quan đến thông điệp, kênh hay đích) - Thứ tự ngẫu nhiên, hoàn toàn ngẫu nhiên(phân phối đồng bộ) thiên thuộc tính thông điệp thời gian chờ) Điều quan trọng FCFS trường hợp đặc biệt thứ tự ưu tiên, quy định ưu tiên thời gian chờ Tương tự, thứ tự ưu tiện coi trường hợp đăc biệt thứ tự tiền định, ngược lại với thứ tự ngẫu nhiên Các kiến trúc sư hệ thống truyền thông quan tâm đến việc lựa chọn thứ tự dịch vụ làm tối ưu trị số mạng hoạt động mạng chi phí cho mạng lượng đa chiều, thông số kỹ thuật trị số phù hợp đơn giản ( đơn chiều) Trong số trường hợp, có số thứ tự dịch vụ chứng minh tối ưu cho mục tiêu thiết kế định, thường người ta mong muốn mô hoạt động thứ tự tối ưu không tối ưu Điều đặc biệt chi phí hay mức độ phức tạp việc áp dụng thứ tự tối ưu cao Đối với việc quản lý nhớ đệm, cần xem xét (1) gửi thông điệp tới nhớ đệm, (2) ghi nhớ thông điệp nhớ đệm, (3) chuyển thông điệp khỏi nhớ đệm (một cách bình thường không bình thường) Việc chuyển thông điệp tới nhớ đệm phụ thuộc vào trạng thái nhớ đệm (ví dụ.trọn vẹn hay không chọn vẹn, việc ưu tiên thông điệp vùng đêm hay thông điệp chuyển đến nhớ đệm, vv) thuộc tính thông điệp chuyển đến nhớ đệm Việc ghi nhớ thông điệp bao gồm việc xếp lại nội dung nhớ đệm dựa tham số động, bao gồm thời gian chờ thông điệp nhớ đệm việc chuyển thông điệp khỏi nhớ đệm xuất bình thường thông điệp thực bất bình thường thông điệp bị từ chối hạn dịch vụ, quyền ưu tiên thông điệp, hay yếu tố Thông thường, nhớ đệm sử dụng kết hợp với chuyển mạch để lưu trữ thông điệp trình chuyển thông điệp từ kênh đến tới nhiều kênh Những điều cản trở phức tạp liên quan đến việc chuyển mạch thông điệp có ảnh hưởng lớn đến chiến lược quản lý nhớ đệm nhớ đệm sử dụng cổng đầu vào(inputbufered switch), cổng đầu ra( output-bufered switch), đầu vào đầu chuyển mạch, hay giai đoạn trung gian chuyển mạch nhiều giai đoạn 72 Phụ lục : So sánh, đánh giá lựa chọn chương trình mô mạng Tác giả: Tổng hợp từ nhiều nguồn Dịch thuật: Tô Thành Công, Hà Tất Thành Biên tập: Vũ Thúy Vân Các tiêu chí đánh giá chương trình mô mạng Cần xem xét đặc điểm sau chương trình mô mạng để lựa chọn chương trình mô mạng thích hợp cho dự án nghiên cứu cá nhân Loại mô hỗ trợ Có loại mô phổ biến: mô kiện rời rạc, mô theo vết (trace driven) mô Monte Một loại khác đưa lưu lượng trực tiếp vào chương trình mô và/hoặc đưa lưu lượng từ chương trình mô vào mạng thật Trên thực tế, đặc điểm giống giả lập mô Hỗ trợ chạy tảng khác Sẽ hưu ích có chương trình mô chạy tảng khác nhau, cụ thể hệ điều hành linux windows Trong trường hợp mô có tải tính toán nặng, cần quan tâm tới khả xử lí đa nhiệm, song song, hay phân tán Hỗ trợ việc tạo topo mạng Hai loại tạo topo mạng dùng tập lệnh đặc biệt, ngôn ngữ lập cấu hình giao diện đồ họa Các chương trình mô cần có khả tạo topo mạng phân cấp, không phân cấp topo mạng ngẫu nhiên Hỗ trợ việc tạo quản lí profile lưu lượng Các chương trình mô cần phát liệu tuân theo vài phân bố cụ thể (ví dụ Poisson hay phân bố nhận từ quan sát thực tế vể lưu lượng ) Một chương trình mô tốt thường có hệ thống phát lưu lượng Mặt khác, cần phải có công cụ nhằm mô tả sơ lược lưu lượng phát tính toán số thống kê cần thiết để đưa kết luận Hỗ trợ giám sát Trong trình mô phỏng, có lợi giám sát hoạt động mạng luồng, nút mạng hay tổng quát số tiêu chí tổng hợp Việc giám sát trợ giúp giao diện đồ họa Kết giám sát ghi vào file nhằm tạo liệu để so sánh sau hay chạy lại mô phục vụ mục đích nghiên cứu hoạt xảy Module cho giao thức OSI, mô hình di động truyền lan sóng vô tuyến Các module OSI đáng ý: Các giao thức định tuyến lớp mạng, hoạt động ổn định lớp MAC, lới vật lí lớp đường truyền (link) Tại lớp ứng dụng hay lớp phiên, có lẽ cần ứng dụng kiểu FTP đủ Tại lớp vận chuyển, cẩn hỗ trợ TCP UDP Sẽ có lợi chương trình mô có module di động nghiên cứu so sánh dễ nhà nghiên cứu khác có xu hướng sử dụng module Truyền lan sóng vô tuyến chương trình mô thường thực trực tiếp dựa kết chuẩn từ nghiên cứu điện từ Một mô hình truyền lan sóng vô tuyến xác cần xem xét đến yếu tố hình thái đặc tính vật lý môi trường Các vấn đề cân đối, khả mở rộng, khả điều chỉnh tính mềm dẻo/ linh hoạt 73 Các chương trình mô phải có kiến trúc module thực mở mà đó, thành phần dễ dàng chuyển đổi hai trạng thái bật tắt, mô hình thời thay hay chỉnh sửa, kiến trúc module bổ sung mô hình Khả mở rộng vấn đề quan trọng Về nguyên lí, tất chương trình mô cho phép thêm nhiều nút mạng để tăng tải tính toán mẫu lưu lượng mặt động mạng (các thành phần di động, nút mạng xuất hiện/ biến mất, đường bị lỗi vân vân) Tuy nhiên, thực tế, vài chương trình mô cân đối tốt tiêu trên, đó, cần nhận hạn chế chương trình mô Tính khả dụng rộng rãi Thiết kế phần mềm chương trình mô công cụ lập trình dùng chương trình mô có tác động lớn đến tính khả dụng Lợi ích giao diện đồ họa tăng tốc thao tác chương trình mô coi ưu điểm Cuối cùng, chất lượng chung tài liệu sẵn có hỗ trợ kĩ thuật yếu tố quan trọng để học cách sử dụng điều khiển chương trình mô cách hiệu nhanh chóng Mức độ cộng đồng mạng chấp nhận chương trình mô Việc chọn lựa chương trình mô sử dụng rộng rãi chấp nhận cộng đồng mạng cho phép tạo kết dễ so sánh với kết trình bày tài liệu có, khía cạnh đó, kết dễ giới khoa học chấp nhận Loại quyền phần mềm Rõ ràng theo lí thuyết chương trình mô miễn phí tiện lợi Tuy nhiên cần xem xét, lựa chọn chương trình mô thương mại chúng có nhiều ưu điểm chiến lược chương trình mô miễn phí OPNET, GloMoSim/QualNet, NS-2 OMNeT++ xem ứng cử viên sáng giá Tiếp theo đây, thảo luận đặc điểm phần mềm mức độ tổng quát quan điểm tiêu chí lựa chọn bảng 2- Giới thiệu chương trình mô mạng 2.1 OPNET OPNET (Optimized Network Engineering Tools) công cụ "có phí" tập đoàn công nghệ OPNET [2] dùng cho việc mô hình hóa mô mạng thông tin, thiết bị giao thức OPNET chương trình mô Windows sử dụng rộng rãi Nó xây dựng dựa ngôn ngữ C++ cung cấp môi trường ảo cho việc mô hình hóa, phân tích dự đoán hiệu mạng, giúp mô hình hóa xác ứng dụng, máy chủ nhiều công nghệ mạng Các giao thức thiết bị thường xuyên cập nhật nhằm theo kịp xu hướng phát triển nhanh chóng công nghệ mạng OPNET sử dụng bơi nhiều tổ chức thương mại, tổ chức phủ trường đại học toàn giới Có nhiều tính đa dạng cho người dùng OPNET Bao gồm: - Tạo chỉnh sửa mạng nút mạng - Tạo chỉnh sửa trình chạy nút - Phân tích kết mô tạo biểu đồ hiệu - Định nghĩa trình toán học việc dùng công cụ phân tích Các tính làm cho OPNET linh hoạt cung cấp khả mô loại hình mạng truyền thông Tạo mô topo mạng đơn giản dễ dàng với việc sử dụng thành phần kéo & thả cài đặt định trước Có thể quản lí mạng với hàng trăm nút 74 mang Tuy nhiên, với người bắt đầu, học để sử dụng triệt để OPNET nhằm triển khai giao thức có đôi chút khó khăn; người dùng cần làm quen với phương pháp ngôn ngữ hướng đối tượng C++, kiến thức mạng Phương pháp mô hình hóa OPNET tổ chức theo cấu trúc phân cấp Ở mức thấp nhất, mức độ hoàn toàn điều chỉnh được, mô hình Process xây dựng FSM (Finite State Machine - cấu có số trạng thái giới hạn ) Trạng thái chuyển dịch cụ thể hóa cách sinh động cách sử dụng hình vẽ lưu đồ chuyển dịch trạng thái, điều kiện xác định diễn biến trạng thái lập trình Proto-C, ngôn ngữ tương tự C Các mô hình Process, module kèm OPNET (các module nguồn đích, phát lưu lượng, hàng đợi, module vô tuyến ) sau cấu hình với bảng lựa chọn tổ chức thành lưu đồ dòng liệu thể nút mạng cách dùng biên tập nút kiểu đồ họa (graphical Node Editor) Trình biên tập mạng đồ họa, nút link lựa chọn để xây dựng topo mạng truyền thông The Modeling libraries are included with OPNET Modeler and OPNET Planner and contain protocols and environments (e.g., ATM, TCP, IP, Frame Relay, FDDI, Ethernet, IEEE 802.11, support for wireless), link models such as point-to-point and bus, queuing service disciplines such as First-in-First-Out (FIFO), Last-In-First-Out (LIFO), priority non-preemptive queuing, shortest first job, round-robin or preempt and resume Các thư viện mô hình hóa kèm OPNET Modeler OPNET Planner, có chứa giao thức môi trường (Ví dụ: ATM, TCP,IP Frame Relay, FDDI, Ethernet, IEEE 820.11 thông tin không dây), mô hình đường truyền điểm - điểm, bus, quy tắc dịch vụ hàng đợi FIFO, LIFO, Ưu tiền không chèn, round robin v…v 2.2 GloMoSim/QuaNet GloMoSim [3] thư viện mô có khả mở rộng thiết kế phòng thí nghiệm máy tính UCLA để hỗ trợ việc nghiên cứu mô hình mạng quy mô lớn lớn tới hàng triệu nút, cách sử dụng đồng thời trình thực phân phối and/or tập hợp máy tính song song khác nha (có nghĩa phân phối chia sẻ nhớ) Nó thiết kế cho mạng vô tuyến hệ thống mạng diện rộng Nhưng thời điểm hỗ trợ cho giao thức mạng vô tuyến GloMoSim thư viện cho ngôn ngữ mô theo kiện rời rạc song song dựa C – gọi PARSEC [4] Một đặc trưng quan trọng bật PARSEC khả thực mô hình mô kiện rời rạc cách mô vài giao thức không đồng khác loạt kiến trúc song song GloMoSim xây dựng theo hướng tiếp cận tầng phân chia mô hình OSI Thông thường, API hai mô hình thuộc chồng giao thức gần định nghĩa trước để hỗ trợ cho thành phần cấu trúc chúng Các API rõ việc trao đổi cung cấp thông số tầng liền kề Nó cho phép tích hợp cách nhanh chóng mô hình phát triển tầng khác người khác Hiện nay, mã hoạt động thực tế tích hợp dễ dàng vào GloMoSim Nếu tất các mô hình giao thức tuân thủ cách chặt chẽ theo API định nghĩa cho tầng hoán đổi mô hình giao thức tần mà chỉnh sửa mô hình lại ngăn xếp Đó việc thực modul có khả so sánh tính quán giao thức mức độ khác chi tiết tầng Để thực chương trình GloMoSim, cần phải có trình biên dịch PARSEC Để phát triển giao thức GloMoSim, người sử dụng nên có hiểu biết rõ ràng PARSEC, 75 người dùng không cần phải hiểu biết mức độ chuyên môn sâu Đối với đa số giao thức khả thêm vào vài hàm PARSEC viết hoàn toàn mã C Một số giao thức phát triểncho lớp, giao thức tầng triển khai với mức độ chi tiết khác đặc điểm thực GloMoSim Telnet ftp, CBR, HTTP chép file hệ thống có liên quan đến úng dụng Trong mô hình đề cập đến tầng truyền tải (transport layer) có khả thực được, ví dụ như: TCP (FreeBSD), UDP, TCP (tahoe) Đối với định tuyến theo kiểu unicast thuật toán sử dụng là: AODV, Bellman-ford, DSR, Fisheye, Flooding, LAR, NS DSDV, OSPF, WRP/ Các mô hình sử dụng cho tầng MAC CSMA, IEEE 802.11, FAMA, MACA Sóng vô tuyến chung sử dụng ăng ten đa hướng có khả chiếm giữ Sự truyền sóng vô tuyến mô thông qua vùng trống, mô hình Rayleigh, mô hình Ricean mô hình SIRCIM (bao gồm vật cản, tình nhà) Mô hình di động bao gồm nhiều loại basic Random waypoint, Random drunken, ECRV, BBN, Pathloss matrix, di động nhóm GloMoSim có kiến trúc phân lớp Quá trình mô tập hợp nút mạng, với nút mạng tham số giao thức số liệu thống kê Đổi lại, lớp đối tượng với biến cấu trúc chúng Các tin trao đổi chéo gữa nút tầng với mức yêu cầu nhóm mức độ chi tiết Sự đồng kiện đảm bảo việc tự lập lịch (bộ định thời – timer) tin Thư viện với tập hợp hàm đơn giản xây dựng API chuẩn, dùng để tạo ra, truyền tải thao tác thông tin Các kiểu kiện : tin Các nút, lớp tạo cách khác dễ dàng Kiến trúc bên GloMoSim thiết kế để phát triển môi trường mô theo modul có khả mở rộng mạng với hàng nghìn/hàng triệu nút khác dễ dàng chuyển đổi môi trường tính toán song song/phân phối Các yêu cầu tính chất mở rộng tính modul hóa làm cho việc thiết kế thư viện gặp khó khăn GloMoSim cho hệ thống mạng phân tách thành nhóm phân vùng, thực thể đơn định nghĩa để mô lớp đơn toàn chồng giao thức tất nút hệ thống mạng thuộc phân vùng Sự tương tác thực thể tuân theo API tương ứng QualNet: Phiên thương mại GloMoSim GloMoSim miễn phí, sử dụng tự mà không cần trả phí cho mục đích giáo dục, nghiên cứu tổ chức phi lợi nhuận Tuy nhiên tài liệu gửi với GloMoSim (thậm chí tài liệu hướng dẫn cho người sử dụng) Tập hợp công cụ có khả tăng tốc để tạo topo, để giám sát hoạt động hệ thống, để phân tích kết mô bổ xung hay tổng quát để thiết kế đặc đặc điểm cho tương tác môi trường mô hạn chế QualNet bổ sung phần thiếu sót GloMoSim QualNet[5] sản phẩm thương mại có nguồn gốc từ Scalable Network Technologies, nơi bắt nguồn GloMoSim Tuy nhiên, QualNet nạp thêm vào nhiều tính đánh giá cao so với GloMoSim QualNet có mở rộng mô hình giao thức thực thi xác cho mạng hữu tuyến mạng vô tuyến/ không dây (nội hạt, vệ tinh, mạng ad hoc, mạng cellular) , số lượng lớn tư liệu hỗ trợ kỹ thuật Ba thư viện dùng là: +) Một thư viện chuẩn cung cấp hầu hết mô hình giao thức cần thiết giành cho hai hướng nghiên cứu hướng thương mại, hoạt động mạng hữu tuyến mạng không dây +) Một thư viện MANET cung cấp thêm thành phần cụ thể cho mạng ad hoc khác thư viện chuẩn tồn khác 76 +) Môt thư viện QoS bao gồm giao thức chuyên dùng cho chất lượng dịch vụ QualNet bao gồm mô hình độ cao số hoá - DEM (Digital Elevation Model) để tạo nút sóng vô tuyến chuyển động địa hình không phẳng với đặc tính xạ radio Mô phỏng, hay thân chương trình mô thiết kế để cung cấp mô hình mạng có độ trung thực cao với hàng vạn nút có lưu lượng tính di động cao Thêm vào QualNet đưa phát triển song song việc quản lý thực thi song song 2.3 OMNeT++ OMNet++ mã nguồn mở, thành phần chương trình mô xây dựng tảng C++ Nó cung cấp thư viện mô C++ hỗ trợ giao diện đồ hoạ (cho phép chỉnh sửa mạng hình vẽ, hỗ trợ hình ảnh động) Chương trình mô sử dụng để: thực mô lưu lượng mạng viễn thông, tạo mô hình giao thức, xây dựng mô hình hàng đợi mạng, xây dựng vi xử lý đa nhiệm hệ thống phân tán khác, kiểm tra lại kiến trúc phần cứng, đánh giá khía cạnh hiệu suất hệ thống phần mềm phúc tạp , nói chung việc tạo mô hình hệ thống khác gắn với thành phần tích cực mà chúng giao tiếp với việc gửi tin Về môt số mặt OMNet++ khác so với phần mềm mô nói OMNet++ không thiết kế chuyên cho mạng viễn thông, mà tổng quát nhiều Thực tế OMNet++ phần mềm (được phát triển từ năm 1998), điều cho thấy OMNet++ có modul giao thức (về mạng ) kèm chương trình mô nói trước nhiều Trên khía cạnh khác, OMNeT++ thiết kế cẩn phương diện phần mềm, kết sản phẩm tổ chức tốt hơn, mêm dẻo dễ dàng sử dụng so với phần mềm mô khác, mà phần mềm dựa sản phẩm phần mềm khái niệm thiết kế cũ Một mô hình OMNeT++ hệ thống (vd: mạng…) bao gồm modul phân cấp lồng Độ sâu việc lồng ghép modul giới hạn, cho phép người sử dụng ánh xạ đế cấu trúc logic thực tế mô hình cấu trúc mô Các modul giao tiếp với thông qua việc truyền thông báo Các thông báo chứa cấu trúc liệu phức tạp tùy ý Các modul gửi thông báo trực tiếp đến đích dọc theo đường dẫn định trước thông qua cổng kết nối, mà đường gán cho đặc tính băng thông, độ trễ tỉ lệ lỗi Các module có thông số mà dùng để tùy chỉnh hoạt động nó, điều tạo nên tính linh hoạt topo mạng module giao tiếp với giống việc chia sẻ biến Các modul thấp module phân cấp cung cấp người sử dụng, modul chứa thuật toán Trong trình thực mô phỏng, modul đơn chạy song song với modul khác, chúng thi hành thường trình phụ (đôi gọi trình nhẹ tải) Để viết vài module đơn, đòi hỏi người sử dụng phải biết lập trình C++ OMNeT++ có định hướng thiết kế hướng đối tượng chặt chẽ Người dùng dùng khái niệm việc lập trình hướng đối tượng cách tự để mở rộng chức chương trình mô Các chương trình mô OMNeT++ có đặc tính khác giao diện người người dùng cho mục đích khác như: gỡ rối, thể thực thi khối công việc Giao diện đồ họa giúp cho người sử dụng nhìn thấy bên mô hình, cho phép họ bắt đầu/ ngừng thực mô can thiệp vào bên mô hình cách thay đổi 77 biến đối tượng Thư viện đồ họa liên kết với chương trình gỡ rối/bám vết trở thành chương trình mô thực thi Lựa chọn cho phép tất người dùng – người tạo đối tượng nhìn thấy đối tượng ( sửa đổi nó) giao diện đồ họa thông qua cửa sổ kiểm soát OMNeT++ hỗ trợ mô song song thông qua việc sử dụng thư viện giao tiếp MPI PVM3 Trong trường hợp tổng quát, OMNeT++ giống với PARSEC (Parallel Simulation Environment for Complex Systems ), mềm dẻo hơn, linh hoạt môi trường phong phú OMNeT++ với tập hợp rộng lớn lớp bao hàm đại diện cho cấu trúc liệu (vd: hàng đợi, mảng… ), lớp thu thập liệu, lớp xác xuất lớp thống kê (vd: Các biểu đồ cột, phân phối theo luật số mũ), lớp phát nhanh lớp phát kết xác Các file đầu file text mà sau vài trình xử lí đơn giản, chuyển thành tập tin mang tính thống kê toán học chuẩn OMNeT++ với giao thức internet bao gồm: IP, TCP, UDP, RTP vài giao thức hỗ trợ cho chất lượng dịch vụ bản, đề liên quan đến mạng vô tuyến, modul mô tầng thấp mạng GSM, vài modul mở đầu dành cho nút có tính chuyển động, lan truyền sóng vô tuyến, thuật toán định tuyến (AODV) truyền thông vô tuyến nói chung 2.4 NS-2 Chương trình mô mạng NS [7] có nguồn gốc từ U.C.Berkely/LBNL, NS chương trình mô kiện rời rạc hướng đối tượng có mục tiêu tiến hành nghiên cứu hoạt động mạng phần mềm miễn phí NS-2 sử dụng rộng rãi cộng đồng nghiên cứu hoạt động mạng, dựa thừa nhận rộng rãi NS-2 công cụ thử nghiệm cho ý tưởng mới, giao thức, thuật toán phân phối NS2 luôn nhận bao gồm đóng góp quan trọng từ nhà nghiên cứu Ngày nay, NS-2 thích hợp với mạng chuyển mạch gói mạng vô tuyến (ad hoc, local and satellite), sử dụng chủ yếu cho việc mô quy mô nhỏ hàng đợi, thuật toán định tuyến, giao thức truyền tải, điều khiển tắc nghẽn vài công việc có liên qua đến đa đường (multicast) Nó cung cấp hỗ trợ quan trọng dành cho mô TCP, định tuyến giao thức đa đường (multicast) thông qua mạng hữu tuyến mạng vô tuyến NS-2 thích hợp không hợp cho việc mô mà cho giả lập, điều có nghĩa đưa chương trình mô vào mạng thực tế Những đối tượng chương trình mô có khả đưa lưu lượng thực vào chương trình mô đưa phần lưu lượng chương trình mô vào mạng thực tế Nhưng tiếc rằng, với kiến trúc phần mềm việc thêm thành phần chỉnh sửa điểm hạn chế không dễ dàng Điều có nghĩa khả thực kiểm tra thuật toán hay kịch mô NS-2 yếu so với phần mềm mô khác Ngoài NS-2 không cân đối (scale) tốt số lượng nút mạng theo báo cáo NS-2 tính toán chậm Kiến trúc NS-2 bám sát mô hình OSI Mô hình mạng đặc trung cho quan hệ yếu tố mạng Bao gồm nút liên kết Các phát lưu lượng loại đơn lưu lượng hay đa lưu lượng bao gồm phát kiểu thống kê cá kiểu điển hình khác FTP telnet gán cho nút Thêm vào đó, hoạt động mạng giao thức truyền tải mô thao tác gán tác nhân thích hợp vào nút có liên quan Mã nguồn ns phân chia thành C++(đóng vai trò lõi chương trình) OTcL, đối tượng mở rộng MIT với TcL, dành cho việc cấu hình 78 đoạn mã mô Sự kết hợp hai ngôn ngữ tạo thỏa hiệp tính hiệu tính dễ dàng sử dụng Gói phần mềm cung cấp trình biên dịch lớp phân cấp đối tượng viết C++ việc dịch lớp phân cấp đối tượng viết TCL, sau thống thành trình biên dịch Người sử dụng tạo đối tượng biên dịch TCL Các đối tương ánh xạ trình trao đổi đối tương trình biên dịch phân cấp Các thị TCL cung cấp cách linh hoạt có quyền hạn mạnh mẽ thông qua việc mô phỏng( bắt đầu dừng kiện, cố mạng, trình tập hợp số liệu cấu hình mạng) Bộ biên dịch Tcl cung cấp câu lệnh để tạo liên kết nút topo mạng, kết hợp agents với nút Việc thực mô NS2 bao gồm bước: (1) Thực giao thức cách thêm tổ hợp mã C++ mã Tcl vào mã nguồn NS-2 (2) Mô tả việc mô kịch OTcl; (3) chạy chương trình mô (4) phân tích tệp tin bám vết sinh Việc thực giao thức đòi hỏi phải bổ xung thêm mã C++ cho chức giao thức này, điều tương tự việc cập nhật thêm từ khóa cho file cấu hình NS-2 Otcl cách hợp lệ dành cho NS-2, điều giúp nhận biết giao thức tham số mặc định Mã C++ miêu tả tham số phương thức, điều tạo nên tính sẵn sàng thực thi thực kịch OTcl Quá trình mô cấu hình, điều khiển vận hành thông qua việc sử dụng giao diện đồ họa cung cấp lớp mô OTcl Lớp cung cấp thủ tục để tạo quản lý topo, khởi tạo định dạng gói lựa chọn lịch làm việc Nó lưu trữ dẫn bên phần tử topo Người sử dụng tạo topo sử dụng OTcl thông qua việc sử dụng nút lớp độc lập liên kết, lớp độc lập liên kết đưa vài bước khởi đầu đơn giản Các topo mạng tùy ý, gồm có định tuyến, liên kết kênh truyền chung, xác định cách liệt kê nút mạng đường nối nút tập tin topo sử dụng vài phát/tạo nút sinh mạng xây dựng cho NS-2 (Tiers GT-ITM) Để thu thập liệu đầu hay liệu vết chương trình mô phỏng, NS-2 sử dụng, hai loại thông tin vết ghi gói tin tới, đi, bị loại khỏi đường truyền hàng đợi, thông tin giám sát - số đếm ghi nhiều số đáng ý số gói tin byte tới, v…v Chúng kết hợp lại với gói tin luồng Chương trình NAM Tcl/Tk dựa công cụ hoạt hình động, sử dụng cho việc quan sát tập tin ghi kiện trình xử lý bổ xung, phân tích thực lại trình mô (thậm chí NAM sử dụng với chương trình mô miễn định dạng liệu c quan tâm) NS-2 phần mềm mô phổ biến sử dụng cho việc nghiên cứu lĩnh vực mạng Ad hoc NS-2 có đầy đủ trang thiết bị cho giao thức, mô hình, thuật toán, công cụ thêm vào, miễn phí Bởi vậy, xét tính chấp nhận khoa học, số lượng công cụ/ modul giá thành NS2 có lẽ lựa chọn lý tưởng Các gợi ý cho lựa chọn chương trình mô mạng thích hợp Có điều chắn rằng, chương trình mô xem xét thực đáp ứng toàn yêu cầu đặc trưng phù hợp với kế hoạch mục tiêu riêng lẻ Tuy nhiên, chương trình mô tốt chương trình có khả hài hòa khía cạnh 79 số thành phần xây dựng từ trước, khả modul hóa, khả mở rộng, khả chỉnh sửa, giá thành vv Cụ thể, chương trình mô tốt thường kèm với: Một tập hợp lớn mô hình, giao thức thuật toán xây dựng từ trước Một mức độ thừa nhận cao từ cộng đồng khoa học Có khả cân đối (scaleability) tốt Thiết kế phần mềm phải tốt có tính modul cao Mức độ thỏa đáng tính tiện lợi, tính sửa đổi tính mở rộng Sự tiên tiến đồ hoạ công cụ toán học dành cho việc xây dựng thử nghiệm, giám sát xử lý bổ xung Tài liệu hướng dẫn cụ thể Khả thực song song và/hoặc phân tán Khả xác định mô hình 3D thực tế cho môi trường 10 Chi phí hợp lí trường hợp ngân sách bị giới hạn Bảng So sánh định tính OPNET, QualNet, OMNeT++ NS-2 Đặc điểm chương OPNET trình mô mạng QualNet OMNET++ NS2 Các kiểu mô hỗ trợ Sự kiện rời rạc Sự kiện rời rạc Nền tảng tính toán Song song/phân tán Các topo Cấu trúc phân cấp Song song / phân tán Cấu trúc phân cấp Sự kiện rời Sự kiện rời rạc rạc Song song Phân tán Công cụ định nghĩa topo Đồ họa Đồ họa Bộ sinh liệu lưu lượng Quá trình tạo lưu lượng Hỗ trợ giám sát Các modul dành cho tầng mô hình OSI Tính linh hoạt mô hình Mô hình dành cho truyền sóng Tính sửa đổi mở rộng Có Có Đồ họa Có Có Có Đồ họa Có Cấu trúc Cấu trúc phân cấp thống Đồ họa Kịch cấu hình Có Có Có Có Đồ họa Đồ họa Có Có Có Có Có Có Có Có Có Có Có Độ co giãn Tính dễ sử dụng Sự thừa nhận khoa học Loại giấy phép phần mềm Có không Khó thay đổi Có Hỗ trợ thay đổi tỉ Có Khó thay lệ lớn đổi Khó với người Bình thường Khó với bắt đầu người bắt đầu Được thừa nhận Được thừa nhận Được thừa Được thừa nhận nhận Thu phí Thu phí Miễn phí Miễn phí 80 Tài liệu tham khảo [1] Gianni A Di Caro, “Analysis of simulation environments for mobile ad hoc networks” [2] OPNET Simulator, http://www.opnet.com [3] GloMoSim, http://pcl.cs.ucla.edu/projects/glomosim/ [4] Parallel Simulation Environment for Complex Systems (PARSEC), http://pcl.cs.ucla.edu/projects/parsec/ [5] QualNet Simulator, http://www.scalable-networks.com [6] OMNET++, http://www.omnetpp.org/ … [7] Network Simulator, http://www.isi.edu/nsnam/ns/ 81