Giao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượng

Giao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượngGiao thức điều khiển tắt nghẽn đa đường tiết kiệm năng lượng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - PHẠM THỊ MỸ LINH GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN ĐA ĐƢỜNG TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH - 2016 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - PHẠM THỊ MỸ LINH GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN ĐA ĐƢỜNG TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG CHUYÊN NGÀNH : HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VÕ THỊ LƢU PHƢƠNG TP HỒ CHÍ MINH - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 06 năm 2016 Học viên thực luận văn Phạm Thị Mỹ Linh ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập trƣờng, em đ nhận đƣợc nhiều quan tâm, gi p đ qu Thầy Cô Khoa sau đại học Học viện Công nghệ ƣu Vi n Thông Cơ sở TP Hồ Chí Minh Xin chân thành cảm ơn qu Thầy Cô đ giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên môn tạo điều kiện tốt cho chúng em trình theo học Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn tới TS Võ Thị Lƣu Phƣơng, Khoa Công nghệ Thông tin – Trƣờng Đại Học Quốc Tế - Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, giáo viên trực tiếp hƣớng dẫn khoa học cho em Cô đ dành nhiều thời gian hƣớng dẫn em cách nghiên cứu, đọc tài liệu, cài đặt thuật toán gi p đ em việc xây dựng chƣơng trình, em xin chân thành cảm ơn Cô! Và cuối em xin bày tỏ lòng chân thành biết ơn tới l nh đạo khoa Công nghệ Thông tin – Học viện ƣu Vi n Thông Cơ sở TP Hồ Chí Minh bạn bè đồng nghiệp đ bên cạnh l c em khó khăn tạo điều kiện thuận lợi gi p em hoàn thành luận văn Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 06 năm 2016 Học viên thực luận văn Phạm Thị Mỹ Linh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT v DANH SÁCH HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU .1 Chƣơng - CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Giới thiệu giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng 1.2 Lợi ích, mục tiêu giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng 1.2.1 Lợi ích 1.2.2 Mục tiêu 1.3 Mô hình phân chia chức 1.4 Hoạt động giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng 1.4.1 Một số khái niệm .8 1.4.2 Khởi tạo kết nối MPTCP 1.4.3 Khởi tạo luồng với kết nối đa đƣờng 11 1.4.4 Truyền liệu MPTCP 12 1.4.5 Quản l đƣờng dẫn 18 1.4.6 Đóng kết nối MPTCP .21 1.5 Thách thức lƣợng MPTCP 22 1.6 Kết luận chƣơng 22 Chƣơng - CÁC GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN CÓ TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG HIỆN TẠI 23 2.1 Vấn đề tắc nghẽn mạng 23 2.1.1 Nguyên nhân gây tắt nghẽn .23 2.1.2 Khái niệm điều khiển tắc nghẽn 23 2.1.3 Tiêu chí đánh giá thuật toán 23 2.2 Thuật toán điều khiển tắc nghẽn giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng 24 2.2.1 Thuật toán MPTCP 24 2.2.2 Thuật toán mReno 25 2.3 Thuật toán điều khiển tắc nghẽn giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng có tiết kiệm lƣợng .26 iv 2.3.1 Các công việc liên quan .26 2.3.2 Hiệu lƣợng giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng cho thiết bị di động 28 2.3.3 Thuật toán ecMTCP 30 2.4 Kết luận chƣơng 31 Chƣơng - ĐỀ XUẤT GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN ĐA ĐƢỜNG TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG 32 3.1 Mô hình lƣợng .32 3.2 Mô hình thiết kế 33 3.3 Giao thức emReno 34 3.4 Giao thức emReno 35 3.5 Kết luận chƣơng 36 Chƣơng - KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 37 4.1 Giới thiệu phần mềm NS-2 37 4.2 Thực mô 37 4.2.1 Thông lƣợng 38 4.2.2 Cân tải 39 4.2.3 Đánh võng công .40 4.2.4 Hiệu lƣợng .43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 v DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Transmission Control Protocol/ Giao thức điều khiển truyền Internet protocol dẫn/ giao thức Internet Multipath Transmission Control Giao thức điều khiển truyền Protocol dẫn đa đƣờng IETF Internet Engineering Task Force Nhóm quản l kỹ thuật Internet NAT Network address translation TNG Transport next-generation Tầng vận chuyển hệ API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng NS2 Network Simulator Công cụ mô mạng SACK Selective Acknowledgements RTT Round trip time TCP/IP MPTCP iên dịch địa mạng áo nhận có chọn lọc Thời gian tr trọn vòng vi DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.1: Tốc độ trung bình (kbps) luồng 38 Bảng 4.2: Môi trƣờng thiết lập mô 43 vii DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: So sánh mô hình TCP mô hình MPTCP Hình 1.2: Kịch sử dụng MPTCP Hình 1.3: Quá trình khởi tạo phiên kết nối MPTCP 10 Hình 1.4: Bản tin Add Address 20 Hình 1.5: Bản tin Remove Address 20 Hình 3.1: Thiết bị di động với giao diện truy cập 4G, Wifi 33 Hình 4.1: Mô hình thiết kế 38 Hình 4.2: Cân tải thay đổi tỉ lệ gói hai giao thức 40 Hình 4.3: Tình trạng đánh võng thay đổi ε emReno 41 Hình 4.4: Tình trạng đánh võng thay đổi ε emReno 42 Hình 4.5: Tiết kiệm lƣợng giao thức emReno 44 Hình 4.6: Tiết kiệm lƣợng giao thức emReno 44 Hình 4.7: So sánh tiết kiệm lƣợng giao thức emReno emReno 45 MỞ ĐẦU Internet phát triển ngày, việc sử dụng internet tăng mạnh nhƣng nguồn tài nguyên băng thông không đƣợc sử dụng cách có hiệu TCP hầu nhƣ không thay đổi 20 năm có nhiều thay đổi hạ tầng mạng Internet, nhƣ hầu hết thiết bị di động ngày đƣợc trang bị đa giao diện truy cập 3G, 4G, Wifi… Tuy nhiên việc kết nối internet đƣợc điều khiển TCP TCP truyền thống sử dụng đƣờng dẫn để kết nối mạng Chính không tận dụng đƣợc lợi thiết bị đầu cuối này, đồng thời dẫn đến hạn chế việc điều khiển tắc nghẽn cân tải Nếu nguồn tài nguyên nhƣ băng thông đƣợc sử dụng đồng thời, trải nghiệm ngƣời dùng đƣợc cải thiện nhiều Những cải tiến nhƣ làm giảm chi phí đầu tƣ sở hạ tầng mạng ằng cách ứng dụng chia sẻ tài nguyên, tài nguyên sẵn có đƣợc gộp lại nhƣ nguồn tài nguyên dành cho ngƣời sử dụng Đ có nhiều giải pháp đƣợc đƣa ra, đáng ch giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng tổ chức IETF đ phát triển phần mở rộng đa đƣờng dẫn từ giao thức TCP, cho phép cặp đầu cuối sử dụng nhiều đƣờng dẫn để truyền gói tin kết nối Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng hứa hẹn việc cung cấp kết nối nhanh đáng tin cậy cho thiết bị di động cách tận dụng đa dạng kết nối môi trƣờng động Một mối quan tâm lớn việc sử dụng giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng thiết bị di động yêu cầu lƣợng cao cho việc trì hoạt động đa giao diện Phần lớn lƣợng thiết bị điện thoại di động đƣợc tiêu thụ truyền tải Để tối đa hóa thời gian sống pin, điều quan trọng phải nhận chi phí lƣợng cho bit đƣờng dẫn khác Trong số thiết bị, Wifi tiết kiệm lƣợng cho phạm vi thông lƣợng thấp 3G hiệu thông lƣợng cao Tuy nhiên, thiết bị có đa giao diện vật l mà liên tục thay đổi kết nối, việc lập lịch 34 ch trọng vào yêu cầu hiệu lƣợng với mục đích di chuyển lƣu lƣợng từ đƣờng dẫn có chi phí lƣợng cao sang đƣờng dẫn có chi phí lƣợng thấp mà không ảnh hƣởng thông lƣợng Giả sử luồng mạng di động truyền nhận liệu tập đƣờng dẫn cố định Trong giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng, luồng r ứng với cửa sổ tắc nghẽn wr kết hợp với cửa sổ tắc nghẽn luồng khác nguồn Gọi xr xs lần lƣợt tốc độ luồng r s tốc độ luồng s 3.3 Giao thức emReno Thuật toán mReno đƣợc đề xuất [6] kiểm soát cửa sổ tắt nghẽn nhƣ sau:  Với ACK nhận đƣợc , tăng cửa sổ tắc nghẽn lƣợng (3.1)  Với lần gói, giảm cửa sổ tắc nghẽn xuống nửa (3.2) số có giá trị nhỏ đƣợc thêm vào mô hình NUM để giảm thiểu tình trạng đánh võng Với = dẫn đến tình trạng đánh võng luồng số trƣờng hợp đặc biệt Tuy nhiên, chọn giá trị nghi thân thiện Vì vậy, chọn giá trị Tham số cao lại thích = 0.1 cho giao thức đƣợc cập nhật sau khoảng thời gian (3.3) với Dr RTT đƣờng dẫn r luồng s Với cách điều khiển cửa sổ tắc nghẽn nhƣ trên, mReno đ đƣợc chứng minh đáp ứng ba tiêu chuẩn giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng, cải thiện thông lƣợng, cân tải TCP thân thiện Trong phần này, ch ng phát triển giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng hiệu lƣợng dựa thuật toán mReno Ch ng cố định 35 phần giảm sửa đổi phần tăng, giảm phần tăng cửa sổ tắc nghẽn đƣờng dẫn tiêu thụ lƣợng cao ngƣợc lại tăng phần tăng đƣờng dẫn tiêu thụ lƣợng thấp Đối với yêu cầu lƣợng hiệu quả, ch ng đề xuất chế điều khiển nhận thức lƣợng, việc tăng cửa sổ tắc nghẽn tỉ lệ nghịch với chi phí lƣợng đƣờng, nghĩa đƣờng dẫn với chi phí lƣợng cao tích cực việc tăng cửa sổ tắc nghẽn Để điều khiển phần tăng nhƣ đ mô tả trên, ta nhân phần tăng với lƣợng link_energy lấy cảm hứng từ cách tính trung bình điều hòa ∑ với tổng số subflow luồng s Ví dụ, e1 > e2 < > 1, nghĩa giảm phần tăng đƣờng dẫn cách nhân thông số với phần tăng đƣờng dẫn tăng phần tăng đƣờng dẫn Do đó, cửa sổ tắc nghẽn giao thức đƣợc cập nhật lại nhƣ sau:  Với ACK nhận đƣợc, tăng cửa sổ tắc nghẽn lƣợng (3.4)  Với lần gói, giảm cửa sổ tắc nghẽn xuống nửa (3.5) 3.4 Giao thức emReno Tƣơng tự nhƣ emReno 1, giao thức emReno sử dụng thuật toán mReno làm Ch ng cố định phần giảm sửa đổi phần tăng Tuy nhiên khác với giao thức đề xuất chế kiểm soát nhận thức lƣợng cách nhân phần tăng với lƣợng link_energy, phần ta đề xuất chế nhận thức lƣợng khác cách cập nhật lại tham số Theo [6] đƣợc tính theo công thức luồng 36 với RTT đƣờng dẫn r luồng s RTT tối thiểu tất luồng Ta có hàm chức TCP đơn đƣờng ⁄ trọng số cửa sổ tắc nghẽn ảnh hƣởng đến Do đó, RTT nhỏ cho thấy ƣu tiên cao việc nhận băng thông, tức RTT cao tốc độ giảm đƣờng r Tham số lƣợng đƣợc xem lƣợng tiêu hao đƣờng dẫn r, lƣợng tiêu hao nhỏ tập luồng Lấy tƣởng tƣơng tự nhƣ RTT, lƣợng tiêu thụ đƣờng r lớn tốc độ băng thông nhỏ ngƣợc lại Vì vậy, tham số đƣợc cập nhật lại nhƣ bên dƣới: Do đó, cửa sổ tắc nghẽn giao thức emReno đƣợc cập nhật lại nhƣ sau:  Với ACK source , tăng cửa sổ tắc nghẽn lƣợng (3.6)  Với lần gói source , giảm cửa sổ tắc nghẽn xuống nửa (3.7) 3.5 Kết luận chƣơng Trong chƣơng này, ch ng đ đề xuất hai giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng tiết kiệm lƣợng đƣợc nâng cấp từ thuật toán mReno gọi emReno emReno Lƣu lƣợng di chuyển từ đƣờng có chi phí lƣợng cao sang đƣờng có chi phí lƣợng thấp mà không ảnh hƣởng thông lƣợng, đồng thời đảm bảo công cân tải 37 Chƣơng - KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Giới thiệu phần mềm NS-2 NS-2 phần mềm mô mạng điều khiển kiện riêng rẽ hƣớng đối tƣợng, đƣợc phát triển UC erkely, viết ngôn ngữ C++ OTcl NS hữu ích cho việc mô mạng diện rộng (WAN) mạng local (LAN) ốn lợi ích lớn NS-2 phải kể đến là:  Kiểm tra tính ổn định giao thức mạng tồn  Đánh giá giao thức mạng trƣớc đƣa vào sử dụng  Thực thi mô hình mạng lớn mà thực thi thực tế  Mô nhiều loại mạng khác Mặc dù NS-2 phần mềm m nguồn mở có sẵn cho Windows 32 Linux, nhƣng luận văn này, ch ng đề cập đến việc cài đặt nhƣ thực thi NS-2 môi trƣờng Linux 4.2 Thực mô Trong phần ch ng mô tả thông số cài đặt cho mô tác động đến hiệu suất giao thức đ đề xuất Ta đánh giá bốn mục tiêu thiết kế giao thức cải thiện thông lƣợng, cân tải, TCP thân thiện lƣợng hiệu Ch ng sử dụng NS-2 với tùy chọn SACK để chạy mô Kích thƣớc gói liệu 1000bytes Thời gian thực nghiệm 1000 giây Để tránh tình trạng đánh võng, ch ng chọn = 0.1 Chi phí lƣợng số đơn vị thời gian cho trƣớc không thay đổi suốt trình chạy thực nghiệm 38 (a) (b) Hình 4.1: Mô hình thiết kế 4.2.1 T ông lư ng Ch ng đánh giá thông lƣợng giao thức cách xem xét mô hình mạng nhƣ mô tả hình 2a, luồng emReno cạnh tranh với nhiều TCP đơn đƣờng link link Ta giả định đƣờng dẫn có chi phí lƣợng thấp đƣờng dẫn Link có 10 luồng TCP đơn đƣờng link có 12 luồng TCP đơn đƣờng ăng thông link link lần lƣợt 50 Mbps, độ tr truyền lần lƣợt 50ms 100ms Xác suất gói link 0.8% link 0.1% Bảng 4.1: Tốc độ trung bình (kbps) c a luồng MPTCP ecMTCP mReno emReno-case1 emReno-case2 MP1 1.35 1.30 1.91 3.14 3.11 MP2 1.47 0.37 0.44 1.42 1.70 MP 3.96 3.91 4.55 5.19 6.01 SP1 4.59 4.61 4.54 4.39 4.37 SP2 3.77 3.78 3.734 3.83 3.78 39 Thông lƣợng tất subflow flow đƣợc thể Bảng 4.1 Tốc độ trung bình subflow giao thức MP1, MP2 = (3.14, 1.42) Mbps, giao thức MP1, MP2 = (3.11, 1.7) Mbps, tổng tốc độ trung bình MP giao thức giao thức lần lƣợt 5.19 6.01, TCP đơn đƣờng link giao thức (SP1, SP2) = (4.39, 3.83) Mbps giao thức (SP1, SP2) = (4.37, 3.78) Mbps Theo kết trên, giao thức giao thức hỗ trợ việc sử dụng đồng thời TCP đơn đƣờng TCP đa đƣờng, thông lƣợng luồng multipath cao luồng TCP đơn đƣờng nhƣng đáp ứng việc luồng link không vƣợt tốc độ luồng đơn đƣờng Do đó, hai giao thức đề xuất thỏa mãn mục tiêu cải thiện thông lƣợng truyền dẫn 4.2.2 Cân tải Trong thí nghiệm này, xem xét khả di chuyển lƣu lƣợng khỏi liên kết tắc nghẽn giao thức đ đề xuất thông qua kịch mô nhƣ Hình 4.1 ăng thông độ tr truyền tƣơng ứng 5Mbps 60ms Chi phí lƣợng đƣờng dẫn nhƣ không đổi suốt trình chạy mô Kết thể Hình 4.2 (Hình 4.2.a thể cân tải giao thức emReno Hình 4.2.b thể cân tải giao thức emReno 2) Lƣu lƣợng thay đổi khả gói hai đƣờng khác cân hai vùng trƣờng hợp khả gói hai đƣờng 40 (a) (b) Hình 4.2: Cân tải thay đổi tỉ lệ gói tr n hai giao thức 4.2.3 Đán võng công Trong thí nghiệm này, giao thức emReno giao thức emReno cho thấy giảm tƣợng đánh võng ăng thông độ tr truyền tƣơng ứng 5Mbps 60ms Chi phí lƣợng đƣờng dẫn nhƣ không đổi suốt trình chạy mô Trong Hình 4.3 Hình 4.4, ε = 0, hai đƣờng chia sẻ liên kết công ổn định, nhiên tƣợng đánh võng xảy ra, thông lƣợng tăng nhanh chóng thời gian đầu đƣờng dẫn sau giảm tốc độ thay đổi sang đƣờng 2, biến động ngẫu nhiên không kỳ hạn Khi cài đặt thông số ε lớn tƣợng đánh võng giảm đáng kể, nhiên việc tăng thông số ε để giảm đánh võng đồng nghĩa với việc đánh đổi công Đặc biệt ε = tốc độ đƣờng dẫn gấp đôi tốc độ đƣờng dẫn Trong thí 41 nghiệm này, ch ng chọn ε = 0.01 có tính ổn định với cân gần Hình 4.3: Tình trạng đánh võng thay đổi ε emReno 42 Hình 4.4: Tình trạng đánh võng thay đổi ε emReno 43 4.2.4 Hiệu lư ng Trong phần này, ch ng xem xét mức độ tiêu thụ điện cách so sánh mức tiêu thụ lƣợng giao thức đ đề xuất với thuật toán mReno truyền tải tập tin kích thƣớc 1G Ch ng sử dụng mô hình hai đƣờng multipath nhƣ mô tả Hình 4.1(b) Môi trƣờng thiết lập cho mô khác đƣợc mô tả Bảng 4.2, biểu di n thay đổi điều kiện mạng Bảng 4.2: Môi trƣờng thiết lập mô ID Link Link Xác suất gói (%) EQ 5Mbps, 60ms 5Mbps, 60ms p1 = 0.01, p2 = 0.01 CG 10Mbps, 60ms 5Mbps, 60ms p1 = 0.01, p2 = 0.01 PL 5Mbps, 60ms 5Mbps, 60ms p1 = 0.01, p2 = 0.02 PG 5Mbps, 60ms 5Mbps, 60ms p1 = 0.02, p2 = 0.01 HE 5Mbps, 60ms 5Mbps, 240ms p1 = 0.02, p2 = 0.01 Trong Hình 4.5 Hình 4.6 cho thấy thay đổi chi phí lƣợng to lớn hai giao thức điều kiện mạng thay đổi nhƣ thay đổi lƣợng tiêu thụ đƣờng, đặc biệt điện tiết kiệm nhiều cách biệt lớn chi phí lƣợng hai đƣờng Ta thấy lƣợng đƣợc tiết kiệm nhiều thông lƣợng di chuyển qua đƣờng dẫn có chi phí lƣợng thấp hơn, đƣờng dẫn (các điều kiện mạng thay đổi nhƣ dung lƣợng liên kết n t cổ chai lớn hơn, RTT ngắn hơn, tốc độ gói thấp hơn…) Do đó, lƣợng hiệu việc phụ thuộc vào đƣờng có chi phí lƣợng thấp, bị ảnh hƣởng lớn tỷ lệ gói, RTT, tắc nghẽn mạng, dung lƣợng liên kết… 44 Hình 4.5: Tiết kiệm lƣợng tr n giao thức emReno Hình 4.6: Tiết kiệm lƣợng tr n giao thức emReno 45 Hình 4.7: So sánh tiết kiệm lƣợng giao thức emReno emReno Hình 4.7 so sánh khả tiết kiệm lƣợng giao thức emReno giao thức emReno Theo Hình 4.7 ta nhận thấy, lƣợng hai đƣờng e1:e2 cách biệt khả tiết kiệm lƣợng hai giao thức cao Đồng thời thông qua mô khác nhau, cho ch ng ta thấy lƣợng tiêu thụ đƣờng dẫn, điều kiện mạng ảnh hƣởng lớn đến hiệu lƣợng Ví dụ mô EQ, băng thông độ tr truyền hai liên kết link link 5Mbps 60ms, xác suất gói đƣờng multipath xác xuất gói đƣờng multipath 0.01%, nhƣng lƣợng đƣờng cao lƣợng đƣờng tƣơng ứng mô theo tỉ lệ tăng dần e1:e2=3/4, e1:e2=1/2, e1:e2=1/6, e1:e2=1/10 Theo Hình 4.5 ta thấy giao thức tiết kiệm lƣợng hiệu nhiều so với giao thức Tuy nhiên thay đổi điều kiện mạng, nhƣ thay đổi băng thông, xác suất gói, độ tr truyền kết hợp yếu tố lại với hiệu lƣợng thay đổi Cụ thể nhƣ mô CG thông số nhƣ xác suất gói, 46 độ tr truyền hai đƣờng multipath nhƣ nhau, thay đổi điều kiện mạng băng thông link 10Mbps băng thông link 5Mbps, mô PG thay đổi xác suất gói p1:p2 = 2, mô HE kết hợp thay đổi hai yếu tố xác suất gói độ tr truyền Năng lƣợng hai đƣờng mô giữ theo tỉ lệ tăng dần e1:e2=3/4, e1:e2=1/2, e1:e2=1/6, e1:e2=1/10 Dựa vào Hình 4.7 ta d dàng nhận thấy, thay đổi điều kiện mạng nhƣ mô tả bên chênh lệch lƣợng hai đƣờng không đáng kể, khả tiết kiệm lƣợng giao thức hiệu giao thức Tuy nhiên, lƣợng hai đƣờng có cách biệt nhƣ e1:e2=1/6, e1:e2=1/10 giao thức lại hiệu giao thức việc tiết kiệm lƣợng 4.3 Kết luận chƣơng Trong chƣơng này, ch ng đ thực mô để chứng minh tính chất giao thức emReno giao thức emReno 2, nhƣ so sánh mục tiêu hai giao thức với thuật toán sẵn có nhƣ MPTCP, ecMTCP, mReno Kết thông qua mô đ chứng minh đƣợc giao thức đề xuất tiêu thụ lƣợng so với giao thức khác đáp ứng đƣợc ba yêu cầu giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng thông thƣờng Chƣơng cung cấp so sánh lƣợng tiêu thụ giao thức giao thức Dƣới điều kiện mạng nhƣ hai đƣờng giao thức tiết kiệm lƣợng so với giao thức Tuy nhiên thay đổi điều kiện mạng, lƣợng hai đƣờng có chênh lệch không đáng kể giao thức tiết kiệm lƣợng hiệu giao thức 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, khoa học kỹ thuật nay, nhu cầu thông tin liên lạc ngày mở rộng Nó đôi với nhu cầu đòi hỏi cao chất lƣợng dịch vụ Đối với nhà khai thác mạng nâng cao chất lƣợng dịch vụ đồng nghĩa với khả tăng khả cạnh tranh Điều đƣợc ví nhƣ điều tất yếu mà nhà khai thác phải làm tốt để tồn Cùng với đời nhiều giao diện truy cập vật l , điều th c đẩy việc nghiên cứu giao thức, công nghệ nhằm mang lại hạ tầng mạng cải thiện băng thông nhƣ điều tiết đƣợc tƣợng nghẽn mạng Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng hứa hẹn việc cung cấp kết nối nhanh đáng tin cậy cho thiết bị di động cách tận dụng đa dạng kết nối môi trƣờng động Có nhiều thuật toán đƣợc đề xuất dựa giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng, nhiên vấn đề lƣợng chƣa đƣợc quan tâm đ ng mức Vì vậy, việc thiết kế giao thức truyền tải có cân thông minh hiệu suất sử dụng băng thông lƣợng tiêu thụ điều cấp bách Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ, đ giải đƣợc mục tiêu đề xuất hai giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng có tiết kiệm lƣợng Các kết qua mô cho thấy hai thuật toán đề xuất tiêu thụ lƣợng so với giao thức khác đáp ứng đƣợc yêu cầu giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng thông thƣờng cải thiện thông lƣợng, công cho TCP đơn đƣờng đa đƣờng, cân tải Định hƣớng nghi n cứu phát triển Trong thời gian tới, tìm hiểu sâu thêm cách thức hoạt động , giải pháp để làm giảm lƣợng tiêu thụ đƣờng 48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Ford, C Raiciu, M Handley, S.Barre and J.Iyengar (2011), “Architectural Guidelines for Multipath TCP Development”, RFC 6182 [2] C Pluntke, L Eggert, and N Kiukkonen (2011), “Saving mobile device energy with multipath tcp”, Proc 6th ACM MobiArch, pp 1-6 [3] A P Miettinen and J K Nurminen (2010), “Energy Efficiency of Mobile Clients in Cloud Computing”, In Proc USENIX HotCloud, pp 1-4 [4] A Ford, C Raiciu, M Handley, O Bonaventure (2013), “TCP extensions for multipath operation with multiple addresses”, RFC 6824 [5] Wischik D, Raiciu C, Greenhalgh A, Handley M (2011), “Design, implementation and evaluation of congestion control for multipath tcp”, Proc 8th USENIX SDI, pp 8-8 [6] Vo P Luu, Le T Anh, Lee S., Hong C S., Kim B., & Song H (2014), “mReno: a practical multipath congestion control for communication networks”, Computing, 96(3), pp 189-205 [7] Lim Y S., Chen Y C., Nahum E M., Towsley D., & Gibbens R J (2014), “How green is multipath TCP for mobile devices?”, In Proceedings of the 4th workshop on All things cellular: operations, applications, & challenges, pp 3-8 [8] Q Peng, A Walid, J Hwang, and S H Low (2015), “Multipath TCP: Analysis design and implementation”, IEEE/ACM Trans Netw [9] Q Peng, A Walid, M Chen, S H Low (2014), “Energy Efficient Multipath TCP for Mobile Devices”, In Proc of ACM MobiArch, pp 257–266 [10] J Huang, Q Feng, A Gerber, Z M Mao, S Sen, and O Spatscheck (2012), “A close examination of performance and power characteristics of 4G LTE networks”, In Proc of ACM Mobisys, pp 225-238 [11] Le T Anh, Choong S Hong, Md A Razzaque, S Lee, and H Jung (2012), “ecMTCP: An Energy-Aware Congestion Control Algorithm for Multipath TCP”, IEEE Communications Letters, vol 16, no 2, pp 275-277 [...]... cứu Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng tiết kiệm năng lƣợng” Luận văn gồm 4 chƣơng tập trung nghiên cứu những vấn đề sau: Chƣơng 1 Tổng quan về giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng Cung cấp cái nhìn tổng quan về l thuyết giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng trên các mục tiêu thiết kế của giao thức này, mô hình kiến tr c chung, cách thức hoạt động cũng nhƣ điều khiển tắc nghẽn trên giao thức. .. đồng thời Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng hoạt động giống nhƣ TCP và mở rộng thêm các giao diện lập trình ứng dụng nhằm cung cấp thêm chức năng điều khiển cho các ứng dụng của giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng [1] Một kết nối của giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng là tập hợp của nhiều luồng con mà mỗi luồng con điều khiển một đƣờng và sử dụng cửa sổ điều khiển tắc nghẽn để điều chỉnh... chính mà giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng cần phải hƣớng tới Các mục tiêu này bao gồm mục tiêu về chức năng - dịch vụ và tính năng mà giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng cung cấp, và các mục tiêu về khả năng tƣơng thích - ảnh hƣởng của giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng đến các giao thức hay hệ thống đang tồn tại khác [1] Mục tiêu về chức năng Trong việc hỗ trợ sử dụng truyền dẫn đa đƣờng... nhƣ điều khiển tắc nghẽn trên giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng Chƣơng 2 - Các giao thức điều khiển tắc nghẽn có tiết kiệm năng lƣợng hiện tại Trong chƣơng này sẽ nêu chi tiết hai thuật toán điều khiển tắc nghẽn có tiết kiệm năng lƣợng hiện tại là thuật toán ecMTCP của nhóm tác giả Tuan Anh Le, và các thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng có nhận thức năng lƣợng cho thiết bị di động do nhóm... dẫn, giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng có hai mục tiêu chức năng nhƣ sau:  Cải thiện thông lƣợng: Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng phải hỗ trợ việc sử dụng đồng thời nhiều đƣờng dẫn Một kết nối của giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng có thông lƣợng không đƣợc thấp hơn thông lƣợng của một kết nối TCP đơn lẻ trên đƣờng dẫn tốt nhất  Cải thiện khả năng phục hồi: giao thức điều khiển. .. tiêu an ninh cho giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng là cung cấp một dịch vụ không kém an toàn hơn so với TCP thông thƣờng Điều này sẽ đạt đƣợc thông qua sự kết hợp cơ chế bảo mật của 6 TCP hiện tại (có thể sửa đổi để phù hợp với mở rộng giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng) và cơ chế bảo mật của truyền dẫn đa đƣờng 1.3 Mô hình phân chia chức năng Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng sử dụng... Chƣơng 3 - đề xuất giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng có tiết kiệm năng lƣợng mới Trong chƣơng này sẽ đề xuất một nhận thức về năng lƣợng cho việc điều khiển tắc nghẽn, sao cho chuyển lƣu lƣợng từ các đƣờng tắc nghẽn sang các con đƣờng trống hơn cũng nhƣ từ các đƣờng dẫn có chi phí năng lƣợng cao sang đƣờng dẫn có chi phí năng lƣợng thấp hơn từ đó đạt đƣợc cân bằng tải và tiết kiệm năng lƣợng Chƣơng... Giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng ra đời nhằm cải thiện thông lƣợng và tăng khả năng điều khiển tắc nghẽn so với TCP thông thƣờng Nó còn đặc biệt hữu ích trong bối cảnh mạng không dây, mà việc sử dụng đồng thời nhiều giao diện vật l nhƣ wifi, 3G, 4G đang ngày càng phổ biến hiện nay Kiến tr c của giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng là giao thức mở rộng các đặc điểm từ giao thức TCP, cho phép... trƣớc đƣợc các phƣơng pháp điều khiển luồng khác nhau sẽ đƣợc triển khai trong giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng, với mỗi phƣơng pháp nhắm đến những đặc điểm khác nhau của giao thức nhƣ là chia sẻ tài nguyên, tính công bằng hay tính ổn định Liên quan đến thuật toán sử dụng, mục đích khi thiết kế giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng là cung cấp sự triển khai điều khiển tắc nghẽn, đƣa ra những thông... các giao thức truyền tải có sự cân bằng thông minh giữa hiệu suất sử dụng băng thông và năng lƣợng tiêu thụ là điều cấp bách hiện nay 1.6 Kết luận chƣơng 1 Trong chƣơng này đ cung cấp cái nhìn tổng quan về l thuyết giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng trên các lợi ích, mục tiêu thiết kế của giao thức này, mô hình kiến tr c chung, cũng nhƣ cách thức hoạt động trên giao thức điều khiển tắc nghẽn đa ... đa đƣờng mục tiêu thiết kế giao thức này, mô hình kiến tr c chung, cách thức hoạt động nhƣ điều khiển tắc nghẽn giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng Chƣơng - Các giao thức điều khiển tắc nghẽn. .. mở rộng thêm giao diện lập trình ứng dụng nhằm cung cấp thêm chức điều khiển cho ứng dụng giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng [1] Một kết nối giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng tập hợp... luồng điều khiển đƣờng sử dụng cửa sổ điều khiển tắc nghẽn để điều chỉnh tốc độ đƣờng 4 1.2 Lợi ch, mục ti u c a giao thức điều khiển tắc nghẽn đa đƣờng 1.2.1 c Các dự phòng cung cấp giao thức điều