Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho IP xanh

Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Style Definition: TOC 1: Font: 10 pt, Check spelling and grammar, All caps, Right: cm, Space Before: pt, After: pt, Line spacing single, Tab stops: Not at 15 cm Formatted - NGUYỄN NGỌC LOAN Formatted: Font: pt NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MẠNG CHO MẠNG IP XANH Formatted: Font: 20 pt LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRƢƠNG THU HƢƠNG Formatted: Font: 16 pt Formatted: Font: 16 pt, Bold Formatted: Font: 16 pt, Bold Formatted: Font: 41 pt Formatted: Centered Hà Nội – Năm 2013 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Formatted: Font: Times New Roman, Font color: Auto Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, nội dung luận văn kết tìm tòi, nghiên cứu, sƣu tầm từ nhiều nguồn tài liệu liên hệ với thực tiễn Các số liệu luận văn trung thực không chép từ luận văn đề tài nghiên cứu trƣớc Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung trình bày Tác giả NGUYỄN NGỌC LOAN Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 LỜI NÓI ĐẦU Hiện công nghệ thông tin ngày phát triển mạnh mẽ Nhu cầu sử dụng dịch vụ, tiện ích mạng ngày tăng Để truyền tải thông tin, thiết bị mạng cần phải tiêu thụ lƣợng lớn lƣợng Do đó, việc giảm thiểu tiêu thụ lƣợng không cần thiết trở thành mối quan tâm lớn mạng Đã có nhiều giải pháp tiết kiệm lƣợng đƣợc đƣa để cải thiện hiệu hoạt động mạng, giảm đƣợc chi phí lƣợng không cần thiết, thƣờng đƣợc gọi “greening” kỹ thuật giao thức mạng Vì vậy, đề tài “Mạng IP xanh” đƣợc thực nhằm nghiên cứu phƣơng pháp tiết kiệm lƣợng mạng IP core với mục đích tiết kiệm lƣợng, cải thiện hiệu năng, qua đạt đƣợc lợi ích tiềm kinh tế tác động đáng mong đợi đến môi trƣờng Trong trình thực đề tài, hạn chế tảng kiến thức, kinh nghiệm nghiên cứu, với hạn chế mặt thời gian nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy cô tham gia đóng góp, phê bình để đồ án em đƣợc hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn cô giáo TS.Trƣơng Thu Hƣơng hƣớng dẫn em thực luận văn Cô giúp đỡ, tận tình bảo em nghiên cứu học tập Đồng thời xin cảm ơn chân thành tới bạn nhóm cô hƣớng dẫn giúp đỡ chia nhiều kiến thức để thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bố mẹ, anh em, tảng, ngƣời theo sát, chăm sóc động viên cho suốt đời Dù nào, thành đạt đƣợc thiếu công ơn sinh thành dạy dỗ gia đình Hà Nội, tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Ngọc Loan Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 19 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG XANH 1.1.Tổng quát mạng xanh 1.2.Động thúc đẩy mục tiêu để nghiên cứu mạng xanh 1.2.1.Lý để nghiên cứu mạng xanh? 1.2.2.Tiết kiệm lƣợng đâu? 1.2.3.Phân loại phƣơng pháp mạng xanh 1.3.Chiến lƣợc mạng xanh CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG NGN 2.1.Tổng quan kiến trúc mạng NGN 2.1.1.Lớp dịch vụ 10 2.1.2.Lớp vận chuyển 10 2.2.Một số mô hình kiến trúc mạng NGN 10 2.2.1.Kiến trúc mạng NGN Siemens 10 2.2.2.Kiến trúc mạng NGN Alcatel 12 2.3.Triển khai mạng NGN Việt Nam 13 2.3.1.Lớp truy nhập 14 2.3.2.Lớp chuyển tải 15 2.3.3.Lớp điều khiển 15 2.3.4.Lớp dịch vụ/ứng dụng: 16 CHƢƠNG 3: LƢU LƢỢNG VÀ MÔ HÌNH LƢU LƢỢNG TRONG MẠNG IP CORE 1918 3.1.Giới thiệu chung lƣu lƣợng mạng 1918 3.2.Mô hình lƣu lƣợng 2322 3.2.1.Giới thiệu Self – Similarity 2423 3.2.2.Hàm phân bố Heavy-tailed 2524 3.2.3.Kết luận 2827 CHƢƠNG 4: CÁC PHƢƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG TRONG MẠNG IP CORE 3029 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 4.1.Phƣơng pháp tiết kiệm lƣợng sử dụng giao thức định tuyến GDRP-PS 3029 4.1.1.Giới thiệu chung 3029 4.1.2.Giao thức GDRP-PS 3231 4.1.3.Kết luận 4039 4.2.Phƣơng pháp tiết kiệm lƣợng dựa vào kiểm tra độ tin cậy gói tin 4140 4.2.1.Giới thiệu chung 4140 4.2.2.Mô hình lƣợng 4241 4.2.3.Tính toán vấn đề 4443 4.2.4.Kết thí nghiệm 4544 4.2.5.Kết luận 4746 4.3.Phƣơng pháp Green TE: kỹ thuật lƣu lƣợng tiết kiệm lƣợng 4746 4.3.1.Giới thiệu chung 4847 4.3.2.Ý tƣởng giả định 5049 4.3.3.Mô hình GreenTE 5251 4.3.4.Các vấn đề triển khai 5756 4.3.5.Đánh giá 5958 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 7069 5.1 Giới thiệu chung phần mềm OMNET++ 7069 5.1.1 Các thành phần OMNeT++ 7069 5.1.2.Thƣ viện hỗ trợ INET 7170 5.2 Kịch mô 7170 5.3 Kết mô 7271 5.3.1 Mô phát lƣu lƣợng 7271 5.3.2 Mô mạng sử dụng giao thức định tuyến OSPF 7372 5.3 Kết luận 7372 KẾT LUẬN 7573 TÀI LIỆU THAM KHẢO 7674 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng I: Nhu cầu lƣu lƣợng cao điểm không cao điểm 3938Field Code Changed Bảng II: Các thông số tiêu thụ lƣợng Watts, với thành phần mạng Field Code Changed khác 4342 Bảng III: Cấu hình router Cisco 12000 5150Field Code Changed Bảng IV: Lƣợng tiêu thụ lƣợng Router Cisco 12000 5251Field Code Changed Bảng V: Danh sách ký hiệu đƣợc sử dụng 5453Field Code Changed Bảng VI: Các mô hình mạng đƣợc sử dụng để đánh giá 5958Field Code Changed Bảng VII: Tiêu thụ lƣợng line-card 6160Field Code Changed Bảng VIII: Xu hƣớng tiết kiệm lƣợng mạng AT&T với chế độ basic Field Code Changed +e2e với 21%MLU OSPF 6968 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.0.1: Mức độ tiêu thụ lƣợng loại thiết bị mạng khác vào năm 2002 Hình 1.0.2: Tiêu thụ lƣợng hàm mức độ sử dụng Hình 1.0.3: Lƣu vết tối ƣu hóa điểm hoạt động cụ thể Hình 2.0.1: Tổng quan kiến trúc mạng NGN Hình 2.0.2: Giải pháp NGN Siemens 11 Hình 2.0.3: Mô hình mạng hệ sau Alcatel 12 Hình 2.0.4: Các lớp giải pháp SURPASS SIEMENS 13 Hình 2.0.5: Vị trí Media Gateway mô hình SURPASS SIEMENS 14 Hình 2.0.6: Mô hình ứng dụng MSAN giải pháp SIEMENS 15 Hình 2.0.7: Softswitch mô hình SURPASS SIEMENS 16 Hình 3.0.1: Thông lƣợng mạng mối quan hệ với lƣu lƣợng đầu vào 2019 Hình 3.0.2: Phân bố Pareto thƣờng đƣợc sử dụng cho VoIP, FTP, HTTP 2625 Hình 3.0.3: Phân bố Weilbul đƣợc sử dụng cho lƣu lƣợng FTP 2726 Hình 3.0.4: Phân bố Log-Normal đƣợc sử dụng phổ biến Call – Center, LAN… 2726 Hình 3.0.5: Phân bố theo kích cỡ TCP suốt 1h PoP phân bố khác thích hợp với liệu 2827 Hình 3.0.6: Phân bố theo Inter – Arrival time lƣu lƣợng UDP suốt 1h PoP phân bố Pareto – Exponential thích hợp với liệu 2827 Hình 4.0.1: Mạng tốc độ cao với router lõi router biên 3231 Hình 4.0.2: Hai trạng thái router tiết kiệm lƣợng 3332 Hình 4.0.3: Topo mạng node 3837 Hình 4.0.4: Router C3 sleep không cao điểm 3938 Hình 4.0.5: Router C3 C4 sleep không cao điểm 4039 Hình 4.0.6: Các mô hình khác tiêu thụ lƣợng thiết bị mạng, đƣợc biểu diễn hàm tham số độ sử dụng thiết bị 4342 Hình 4.0.7: Mô hình mạng mô 4645 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Hình 4.0.8: Độ sử dụng trung bình độ sử dụng cao mạng Abilene 5049 Hình 4.0.9: Mục tiêu kỹ thuật lƣu lƣợng khác 5150 Hình 4.0.10: Xu hƣớng tiết kiệm lƣợng mạng Abilene vào 05.09.2004 6160 Hình 4.0.11: Xu hƣớng tiết kiệm lƣợng mạng G'EANT vào 05.05.2005 6261 Hình 4.0.12: Xu hƣớng tiết kiệm lƣợng mạng Sprint AT&T 6362 Hình 4.0.13: Hàm CDF MLU mạng Abilene vào 05.05.2004 6463 Hình 4.0.14: Hàm CDF MLU mạng G'EANT vào 05.05.2005(k=100) 6463 Hình 4.0.15: Hàm CDF MLU mạng G'EANT vào 05.05.2005(k=100) trƣớc sau cân tải 6564 Hình 4.0.16: Hàm CDF trễ gói tin mạng G'EANT (k=100) 6665 Hình 4.0.17: Hàm CDF trễ gói tin mạng Sprint (k=100) 6665 Hình 4.0.18: Chiều dài hàng đợi cho mạng Abilene với điều kiện lƣu lƣợng khác 6766 Hình 4.0.19: Số lƣợng đƣờng MPLS mạng Abilene với basic+nd+lb 6766 Hình 4.0.20: Số lƣợng đƣờng MPLS mạng G'EANT với basic+nd+lb 6867 Hình 4.0.21: Xu hƣớng tiết kiệm lƣợng mạng G'EANT với giá trị k khác 6867 Hình 5.0.1: Giao diện IDE OMNET++ đƣợc import INET 7170 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG   LUẬN V N TỐT NGHIỆPCAO HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MẠNG CHO MẠNG IP XANH Sinh viên thực : NGUYỄN NGỌC LOAN Lớp 11BKTTT3 Giảng viên hƣớng dẫn : TS TRƢƠNG THU HƢƠNG Cán phản biện : Hà Nội, 09 – 2013 Nguyễn Ngọc Loan – 11BKTTT3 Formatted: Indent: Left: cm, First line: cm Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 C Mô hình Rocketfuel Hình 4.0.12: Xu hướng tiết kiệm lượng mạng Sprint AT&T Với mô hình mạng lớn nhƣ Sprint AT & T, có đƣợc giải pháp tối ƣu thời gian hợp lý Để giải vấn đề này, ta bắt buộc CPLEX phải chấm dứt sau 300 giây Kết không tối ƣu nhƣng bảo đảm đáp ứng đƣợc hạn chế Hình 4.0.12Hình 4.0.12 biểu diễn tiết kiệm Formatted: Font: Not Bold lƣợng Sprint AT & T điều kiện lƣu lƣợng khác Ta tạo ma trận lƣu lƣợng cho mạng cách sử dụng mô hình trọng lực, thu nhỏ để có đƣợc tải lƣu lƣợng khác Biểu đồ cho thấy tỷ lệ tiết kiệm lƣợng giảm tăng tải lƣu lƣợng; nhƣng mạng lƣới hoạt động bình thƣờng mà MLU dƣới 40%, GreenTE tiết kiệm lƣợng đƣợc ổn định Sprint cho thấy lƣợng tiết kiệm đƣợc cao liên quan đến việc dƣ thừa kết nối nhiều AT&T ( 3.23 2.57 kết nối node) 4.3.5.3 Độ sử dụng liên kết GreenTE ảnh hƣởng đến độ sử dụng liên kết ví dụ nhƣ số liên kết đƣợc sử dụng để truyền tải Trong phần này, ta đánh giá tác động GreenTE vào việc sử dụng liên kết Cụ thể, ta độ sử dụng liên kết tối đa mạng bị ảnh hƣởng chế định tuyến khác nhƣ A Abilene: Ta vẽ CDF MLU Abilene ngày Hình 4.0.13Hình 4.0.13 Khi tải lƣu lƣợng nhẹ, MLU luôn dƣới 20% cho tất chế định tuyến MCFTE đạt đƣợc cân tải tối ƣu hoạt động với biên thấp đối 63 Formatted: Font: 13 pt Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 với MLU Cơ chế basic + lb gần với MCFTE có đƣờng dẫn đƣợc chọn đủ để cân tải Hình vẽ cho thấy basic+ nd + lb basic + e2e + lb để đạt đƣợc MLU tƣơng tự nhƣ OSPF mạng tải nhẹ Hình 4.0.13: Hàm CDF MLU mạng Abilene vào 05.05.2004 B G'EANT: CDF MLU G'EANT suốt ngày đƣợc thể Hình 4.0.14Hình 4.0.14 MLU lớn khoảng 90% OSPF đƣợc tạo liên kết đơn hot –spot, GreenTE chuyển lƣu lƣợng kết nối để tránh tắc nghẽn GreenTE đạt đƣợc MLU tƣơng tự nhƣ MCFTE tiết kiệm đƣợc lƣợng đáng kể Hình 4.0.14: Hàm CDF MLU mạng G'EANT vào 05.05.2005(k=100) Hình 4.0.15Hình 4.0.15 cho thấy so sánh MLU trƣớc sau tối ƣu hóa cân tải Trƣớc thực cân tải, 40% liên kết có độ sử dụng 50% Điều ngƣời giải tập trung vào việc đƣa liên kết Formatted: Font: 13 pt 64 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 sleep miễn MLU không lớn 50% Tối ƣu hóa cân tải hiệu làm giảm MLU mạng Hình 4.0.15: Hàm CDF MLU mạng G'EANT vào 05.05.2005(k=100) trước sau cân tải 4.3.5.4 Trễ Khi phần lƣu lƣợng đƣợc định tuyến qua đƣờng ngắn nhất, GreenTE làm tăng trễ gói tin Trong phần này, ta ƣớc lƣợng trễ truyền dẫn gây trễ gói tin mạng không tắc nghẽn Hàng đợi trễ đƣợc xem xét phần Hình 4.0.16Hình 4.0.16 Hình 4.0.17Hình 4.0.17 CDF trễ gói với mạng G’EANT Sprint Các kết cho cấu trúc mạng tƣơng tự Formatted: Font: Not Bold Formatted: Font: Not Bold không đƣợc hiển thị Với mạng G’EANT, ta chọn ma trận lƣu lƣợng có MLU với giao thức OSPF khoảng 50%; cho Sprint ta cấu hình ma trận lƣu lƣợng đƣợc khởi tạo để MLU với giao thức OSPF khoảng 50% Kể tải trọng liên kết phản ánh chiều dài liên kết tất thí nghiệm, OSPF thực đƣa giới hạn dƣới cho trễ gói Hình vẽ cho thấy GreenTE đạt đƣợc trễ gói giới hạn mong muốn Với mạng G’EANT, chế basic+E2E + lb gần với OSPF basic + nd+lb với hầu hết lƣu lƣợng truy cập, chế độ basic + nd+ lb bao gồm trƣờng hợp xấu không lớn trễ lâu OSPF VỚi mạng Sprint, ba đƣờng cong gần khác cấu trúc liên kết lớn hơn, có nhiều đƣờng cho cặp OD mà có trễ gần với đƣờng truyền ngắn Formatted: Font: 13 pt 65 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Hình 4.0.16: Hàm CDF trễ gói tin mạng G'EANT (k=100) Hình 4.0.17: Hàm CDF trễ gói tin mạng Sprint (k=100) 4.3.5.5Chiều dài hàng đợi Khi GreenTE sử dụng liên kết để truyền tải lƣợng lƣu lƣợng hàng đợi gói tin bị ảnh hƣởng Ta sử dụng ns2 để đánh giá trễ hàng đợi dùng OSPF GreenTE Ta chọn ma trận lƣu lƣợng giống cho Abilene để tạo tải lƣu lƣợng khác Ta chạy thí nghiệm phút thu thập chiều dài hàng đợi trung bình liên kết giây Hình 4.0.18Hình 4.0.18 phần trăm trung bình phần trăm thứ 99 độ dài hàng đợi cho mạng Abilene với điều kiện lƣu lƣợng khác Chiều dài hàng đợi với định tuyến GreenTE OSPF gần giống với MLU định tuyến OSPF nhỏ 30% Khi mạng tải nặng chiều 66 Formatted: Font: 13 pt Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 dài hàng đợi với GreenTE rõ ràng lớn so với OSPF Tuy nhiên giá trị tuyệt đối chiều dài hàng đợi ảnh hƣởng GreenTE hàng đợi trễ nhỏ Hình 4.0.18: Chiều dài hàng đợi cho mạng Abilene với điều kiện lưu lượng khác 4.3.5.6Tính ổn định định tuyến Chuyển từ cấu hình định tuyến sang cấu hình khác gây nhiều vấn đề ví dụ nhƣ gói tin Trong phần ta giao thức GreenTE tƣơng đối ổn định tác động tiêu cực điều chỉnh định tuyến đƣợc hạn chế Ta lựa chọn ma trận lƣu lƣợng cao điểm ngày(từ 9h-10h cho mạng Abilene 10h-13h cho mạng G’EANT) Hình 4.0.19Hình 4.0.19 Formatted: Font: Not Bold Hình 4.0.20Hình 4.0.20 cho thấy trung bình 70% đƣờng MPLS đƣợc giữ không Formatted: Font: Not Bold đổi suốt trình chuyển đổi định tuyến dƣới chế basic + nd +lb Điều ma trận lƣu lƣợng không thay đổi đáng kể cấu hình Hình 4.0.19: Số lượng đường MPLS mạng Abilene với basic+nd+lb Formatted: Font: 13 pt 67 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Hình 4.0.20: Số lượng đường MPLS mạng G'EANT với basic+nd+lb 4.3.5.7Dự đoán thực tế Hình 4.0.21: Xu hướng tiết kiệm lượng mạng G'EANT với giá trị k khác Hình 4.0.21Hình 4.0.21 lƣợng tiết kiệm đƣợc tăng dần k tăng Formatted: Font: Not Bold Tuy nhiên, k tăng tƣơng đƣơng với thời gian tính toán tăng Khi k đủ lớn(khoảng 20) việc tăng k tiết kiệm đƣợc lƣợng không đáng kể Vì GreenTE đạt đƣợc lƣợng tiết kiệm tối ƣu miễn k lớn hợp lý Khi thời gian tính toán dài cho cấu trúc mạng lớn nhƣ Sprint AT & T, ta phải buộc CPLEX dừng lại sau 300 giây Bảng VIIIBảng VIII cho thấy, thời Formatted: Font: Not Bold gian tính toán tăng đáng kể k tăng Tuy nhiên, k = 20, đạt đƣợc khoảng 96% lƣợng tiết kiệm giới hạn thời gian tính toán 300 giây Formatted: Font: 13 pt 68 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Bảng VIII: Xu hướng tiết kiệm lượng mạng AT&T với chế độ basic +e2e với 21%MLU OSPF Giá trị k 10 20 20 Thời gian tính toán 65s 5747s 100892s 300s Trạng thái Tối ƣu Tối ƣu Tối ƣu Không tối ƣu Công suất tiết kiêm 11.90% 17.54% 19.79% 18.99% Formatted: Font: 13 pt Formatted: Level Formatted: Font: 13 pt Formatted: Level Formatted: Font: 13 pt Formatted: Level 4.3.6 K.3.6 tố Dự phòng đƣờng truyền cao độ sử dụng liên kết thấp mạng lƣới rộng lớn cung cấp hội cho kỹ thuật tiết kiệm lƣợng mạng Bằng cách chuyển lƣu lƣợng truy cập vào số lƣợng hơncác đƣờng dẫn, Formatted: Font: 13 pt Formatted: Level Formatted: Font: 13 pt Formatted: Level Formatted: Font: 13 pt ngƣời ta giải phóng số liên kết để chúng sleep để tiết kiệm lƣợng Mô hình GreenTE tối đa hóa số lƣợng liên kết đƣợc đƣa vào sleep với hạn chế việc sử dụng liên kết chiều dài đƣờng truyền, đồng thời cân tải mạng Việc đánh giá dựa cấu trúc liên kết mạng thực ma trận lƣu lƣợng GreenTE đạt đƣợc tiết kiệm lƣợng đáng kể với tác động nhỏ hiệu suất mạng Tiếp theo giới thiệu số kết mô đƣợc nghiên cứu thực Formatted: Font: 13 pt 69 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Formatted: Font: Bold CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Formatted: Centered Chƣơng thực mô lại mạng IP core có sử dụng giao thức định tuyến tiết kiệm lƣợng GDRP-PS nhƣ đề cập chƣơng Việc mô đƣợc thực phần mềm Omnet++ với gói phần mềm hỗ trợ mô mạng mã nguồn mở INET 5.1 Giới thiệu chung phần mềm OMNET++ OMNeT++ viết tắt cụm từ Objective Modular Network Testbed in C++ [1][11] OMNeT++ ứng dụng cung cấp cho ngƣời sử dụng môi trƣờng Formatted: Font: 13 pt để tiến hành mô hoạt động mạng, hệ thống thông tin phức tạp, mạng kiểu hàng đợi hay kiến trúc phần cứng OMNeT++ cung cấp sẵn thành phần tƣơng ứng với mô hình thực tế Các thành phần (còn đƣợc gọi module) đƣợc lập trình theo ngôn ngữ C++, sau đƣợc tập hợp lại thành thành phần hay mô hình lớn ngôn ngữ bậc cao (NED) OMNeT++ hỗ trợ giao diện đồ hoạ, tƣơng ứng với mô hình cấu trúc đồng thời phần nhân mô (simulation kernel) module OMNeT++ dễ dàng nhúng vào ứng dụng khác 5.1.1 Các thành phần OMNeT++  Thƣ viện phần nhân mô (simulation kernel)  Trình biên dịch cho ngôn ngữ mô tả hình trạng (topology description language) - NED (ned)  Trình biên tập đồ hoạ (graphical network editor) cho file NED (GNED)  Giao diện đồ hoạ thực mô phỏng, liên kết bên file thực  mô (Tkenv)  Giao diện dòng lệnh thực mô (Cmdenv)  Công cụ (giao diện đồ hoạ) vẽ đồ thị kết vector đầu (Plove)  Công cụ (giao diện đồ hoạ) mô tả kết vô hƣớng đầu (Scalars) Formatted: Font: 13 pt 70 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013  Công cụ tài liệu hoá mô hình  Các tiện ích khác  Các tài liệu hƣớng dẫn, ví dụ mô 5.1.2 Thƣ viện hỗ trợ INET INET framework gói phần mềm mô mạng thông tin mã nguồn mở cho môi trƣờng mô Omnet++ INET có chứa mô hình cho giao thức mạng không dây có dây, bao gồm: UDP, TCP, SCTP, IP, IPv6, 802.11, MPLS, OSPF… Hình 5.0.221: Giao diện IDE OMNET++ import INET Formatted: Level 5.2 Kịch mô Với mục đích hƣớng tới việc mô mô hình mạng lõi IP có sử dụng giao thức định tuyến tiết kiệm lƣợng GDRP, em tiến hành xây dựng mô hình mạng có thành phần nhƣ sau:  Một phát lƣu lƣợng theo phân bố weibull Formatted: Font: 13 pt 71 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013  Một controller điều khiển mạng(đóng vai trò nhƣ nút điều phối) Tại cao điểm, giao thức đƣợc sử dụng mạng giao thức OSPF, không cao điểm có sử dụng giao thức GDRP-PS kết hợp với giao thức OSPF để tắt số router nhằm tiết kiệm lƣợng Tuy nhiên, thời gian có hạn, nên đồ án dừng lại mức mô đƣợc mạng sử dụng giao thức OSPF cao điểm với phát lƣu lƣợng, chƣa nghiên cứu đƣợc sâu việc mô mạng sử dụng giao thức GDRP-PS 5.3 Kết mô 5.3.1 Mô phát lƣu lƣợng Nguồn phát lƣu lƣợng gồm có nút “gen” phát lƣu lƣợng, hàng đợi “fifo” nút “sink” nhận lƣu lƣợng Node “gen” phát lƣu lƣợng theo phân bố weibull Mô hình nguồn phát nhƣ sau: Kết mô phát lƣu lƣợng theo phân bố weibull Formatted: Font: 13 pt 72 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 : 5.3.2 Mô mạng sử dụng giao thức định tuyến OSPF Mạng mô sử dụng giao thức OSPF để truyền gói tin, bao gồm nút: N1, N2, R1, R2 nhƣ sau: Kết mô mạng: 5.3 Kết luận Có thể thấy Omnet++ công cụ mô mạng mạnh, hỗ trợ tốt cho việc mô mạng thực tế, ý tƣởng cụ thể nhƣ topo mạng mới, giao thức mới, ứng dụng mới, đánh giá hiệu mạng, tạo lƣu lƣợng mạng theo phân bố…Đó lí em lựa chọn nghiên cứu tìm hiểu, thực mô mạng với Omnet++ Hiện đề tài mô đƣợc mạng sử dụng giao thức OSPF, tƣơng lai thiết kế mô đƣợc hệ thống hoàn chỉnh, nghiên cứu chi tiết tiết kiệm lƣợng mạng IP xanh Formatted: Font: 13 pt 73 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Formatted: Font: 13 pt 74 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Formatted: Font: Bold KẾT LUẬN Formatted: Centered Nhu cầu lƣợng ngày tăng lên nguồn tài nguyên có hạn, phải biết sử dụng phân bổ hợp lý nguồn tài nguyên Tiết kiệm lƣợng nghĩa vụ trách nhiệm nhân loại điều ảnh hƣởng đến phát triển giới sau Đặc biệt việc tiết kiệm lƣợng cho hệ thống tiêu thụ lƣợng khổng lồ nhƣ mạng IP core Tiết kiệm lƣợng tiêu thụ làm giảm đƣợc đáng kể chi phí hoạt động mạng đem lại lợi ích cho chủ sở hữu mà cho ngƣời sử dụng chi phí dịch vụ giảm Hơn tiết kiệm lƣợng mạng mang lại lợi ích lớn môi trƣờng giảm đƣợc lƣợng khí thải carbon gây tác động mạnh đến nóng lên trái đất Luận văn nghiên cứu số giải pháp tiết kiệm lƣợng đƣợc nghiên cứu, trình bày mô mạng lõi sử dụng giao thức OSPF Do thời gian hạn chế, nên việc nghiên cứu chƣa đƣợc sâu Em hy vọng đề tài đƣợc nghiên cứu kỹ lƣỡng hơn, nhằm nghiên cứu phƣơng pháp tiết kiệm lƣợng, vấn đề cấp bách Formatted: Font: 13 pt 75 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 Formatted: Font: 14 pt, Bold TÀI LIỆU THAM KHẢO Formatted: Font: 14 pt Formatted: Centered Formatted: Font: Bold [1] Aruna Prem Bianzino, Claude Chaudet, Dario Rossi, Jean-Louis Rougier “A Survey of Green Networking Research”, 2010 Formatted: Bullets and Numbering [2] Google.com [2] simen [3] Nguyễn Hữu Thanh “Giáo trình môn sở mạng thông tin” [4] Balakrishnan Chandrasekaran “Survey of Network Traffic Models” [5] Harish Kapri “Network Traffic Data Analysis”,2011 [6] Kin-Hon Ho, Chi-Chung Cheung “Green Distributed Routing Protocol for Sleep Coordination in Wired Core Network” [7] Aruna Prem Bianzino, Claude Chaudet, Federico Larroca, Dario Rossi, Jean-Louis Rougier “Energy-Aware Routing: a Reality Check”,2010 [8] Mingui Zhang, Cheng Yi, Bin Liu, Beichuan Zhang “Green TE: Power – Aware Traffic Engineering” [9] Vern Paxson and Sally Floyd -Wide-Area Traffic ": The Failure of Poisson Modeling" - Lawrence Berkeley Laboratory and EECS Division, University of California, Berkeley, 1985 [10] Timo Viipuri, “Traffic Analysis and Modeling of IP Core Networks” [11] Google.com M Al-Fares, A Loukissas, and A.Vahdat “A Scalable, Commodity Data CenterNetworkArchitecture”.In ACM SIGCOMM, pages 63-74, 2008 Formatted: Font: 13 pt 76 Nghiên cứu kỹ thuật mạng cho mạng IP xanh _09/2013 PHỤ LỤC Formatted: Font: 13 pt 77