MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu Internet đã phát triển trong thập kỷ qua, đã đạt được số lượng lớn người dùng và bao gồm một số công nghệ mới. Các thế hệ máy tính, thiết bị di động ngày càng phổ biến, trong khi phương tiện truyền dẫn không đồng nhất. Mạng không dây có đặc điểm khác so với mạng có dây, các thiết bị di động có những nhu cầu và hạn chế hơn so với máy tính để bàn. Các đặc tính của các liên kết không dây khác biệt đáng kể so với các đặc tính của các liên kết mạng có dây bởi vì dữ liệu thường bị mất do môi trường bất ổn trong đó các liên kết không dây hoạt động. TCP ban đầu được thiết kế cho các mạng có dây, nơi mất dữ liệu giả định là chỉ có tắc nghẽn. Giả định này dẫn đến hiệu năng kém của TCP trong một môi trường không dây.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN CHÍ THÂN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HOẠT ĐỘNG CỦA GIAO THỨC TCP VÀ SNOOP TCP TRONG MẠNG WIRED - CUM - WIRELESS ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Chuyên ngành: Công nghệ thông tin Mã ngành: 60480201 Người hướng dẫn: TS Phan Anh Phong Vinh, tháng 9/2017 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Kết luận: đồng ý/ không đồng ý cho bảo vệ Đề cương CHTS đợt tháng 9/2017 Vinh, ngày …… tháng …… năm 20… Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT Kết luận: đồng ý/ không đồng ý cho tiếp tục triển khai đề tài CHTS để bảo vệ đợt tháng 9/2017 Vinh, ngày …… tháng …… năm 201… Hội đồng xét duyệt Thư ký MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU TCP LAN … VIẾT TẮT Transmission Control Protocol Local Area Network MỞ ĐẦU Sự cần thiết vấn đề nghiên cứu Internet phát triển thập kỷ qua, đạt số lượng lớn người dùng bao gồm số công nghệ Các hệ máy tính, thiết bị di động ngày phổ biến, phương tiện truyền dẫn không đồng Mạng không dây có đặc điểm khác so với mạng có dây, thiết bị di động có nhu cầu hạn chế so với máy tính để bàn Các đặc tính liên kết khơng dây khác biệt đáng kể so với đặc tính liên kết mạng có dây liệu thường bị mơi trường bất ổn liên kết không dây hoạt động TCP ban đầu thiết kế cho mạng có dây, nơi liệu giả định có tắc nghẽn Giả định dẫn đến hiệu TCP môi trường không dây Cùng với phát triển công nghệ thơng tin, đặc biệt cơng nghệ mạng máy tính, loại ứng dụng khác mạng ngày phong phú đa dạng Mỗi loại ứng dụng có đặc trưng riêng yêu cầu phục vụ, vậy, việc tìm giải pháp cho giao thức cải tiến giao thức có ln nhà nghiên cứu quan tâm, nhằm đạt hiệu cao cho loại ứng dụng Tuy nhiên, giao thức đời cần có kiểm định chất lượng truyền tải nghiêm ngặt, cần phải đánh giá để chọn giao thức tốt số giao thức đề xuất Công việc đánh giá gọi đánh giá hiệu suất giao thức cách thức thực đánh giá gọi phương pháp đánh giá hiệu suất giao thức Các hệ máy tính, thiết bị di động ngày phổ biến, phương tiện truyền dẫn khơng đồng Những thách thức cần phải đáp ứng để cung cấp dịch vụ vận chuyển tin cậy đến tất máy tính mà khơng phân biệt loại kết nối mạng sử dụng Do đó, nhiều chế đề xuất để cải thiện hiệu suất TCP qua liên kết không dây Một chế proxy tăng cường hiệu năng, chẳng hạn giao thức Snoop Tuy nhiên Snoop sử dụng độc lập mà cần phải kết hợp với TCP TCP phục vụ tốt Internet có dây gần 20 năm, lại chưa sẵn sàng môi trường mạng wired-cum-wireless Hiên nay, theo tơi biết có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề này, đặc biệt nước ngoài, nước phát triển việc đánh giá hiệu hệ thống mạng, hệ thống wired – cum – wireless phổ biến, số đề tài nghiên cứu nước nước như: - Trong nước: Nguyễn Ngọc Dũng (2008), “Nghiên cứu khả tương tác với mạng thực mô NS-2”, Trường Đại học Công nghệ, năm 2008; Vũ Duy Lợi (2002), Mạng thơng tin máy tính; Nguyễn Đình Việt (2003), Đánh giá hiệu suất mạng thơng tin máy tính, Luận án tiến sỹ tốn học; Phạm Đình Nguyên, Đặng Quốc Anh (2002), Quy hoạch mạng viễn thông, Đại học Cần Thơ; Lê Tuấn Anh (2015), Xây dựng công cụ đánh giá chất lượng wifi, Đại học Cần Thơ; Nguyễn Trung Hiếu (2011), Đánh giá hiệu mạng, Đại học Cần Thơ; … - Ngoài nước: A survey of TCP in wired-cum-wireless environments K Pentikousis H Badr Department of Computer Science State University of New York at Stony Brook {kostas, badr}@cs.sunysb.edu; Kostas Pentikousis "TCP in wired-cumwireless environments" Department of Computer Science,State University of New York ,2002; K Pentikousis, “TCP in wired-cum-wireless environments,” in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 3, no 4, Fourth Quarter 2000; V Jacobson, R Braden, and D Borman, “TCP extensions for high performance,” RFC 1323, May 1992; V Zhang and G Feng, “A new method to improve the TCP performance of in wireless Communication, cellular University of networks,” National Key Laboratory Electronic Science and Technology of China, 2009;S Tiyyagura et al “an improved snoop for tcp reno and tcp sack in wired-cum- wireless”, Indian Journal of Computer Science and Engineering, 2014 M Kaur, A S Dhaliwal “Enhancement of TCP performance with the help of Snoop protocol in Wired cum Wireless network”, International Journal of Computer Science and Network Security, September 2015 Trong viết này, việc thực giao thức TCP Snoop TCP, mức liên kết nhận thức TCP qua mạng không dây TCP truyền thống so sánh cách sử dụng sở hạ tầng có dây Tất mơ thực mô mạng (NS-2) Các kết mô tập trung vào số hiệu suất quan trọng thơng lượng, kiểm sốt tắc nghẽn, thời gian trễ cuối tỷ lệ gói; việc lựa chọn phương pháp snoop TCP nhằm cải thiện hiệu giao thức TCP mạng có đường truyền khơng dây chặng cuối kết nối người gửi người nhận Lựa chọn có hai ưu điểm bật là: khơng đòi hỏi phải thay đổi chế điều khiển đầu cuối - đầu cuối TCP không cần phải sửa đổi giao thức TCP/IP cài đặt máy tính mạng Internet, lý việc lựa chọn giao thức TCP SNOOP TCP để đánh giá hiệu hoạt động mạng Mặt khác, nhiều hệ thống mạng gặp phải tình trạng tắc nghẽn, không ổn định cần khắc phục, nên Tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá hiệu hoạt động giao thức TCP SNOOP TCP mạng wired-cumwireless” để vận dụng vào thực tế thông qua mô Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu để hiểu rõ hiệu hoạt động mơ hình mạng wired-cumwireless, cụ thể đánh giá hiệu hoạt động mạng có dây mạng khơng dây sử dụng cơng cụ mơ hệ thống mạng, từ vận dụng vào thực tế Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: - Giao thức TCP - Giao thức SNOOP TCP - Mạng Wired - cum - wireless - Kiểm soát tắc nghẽn - Thời gian trễ cuối tỷ lệ gói - Cơng cụ mơ mạng NS2 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu giao thức TCP Snoop TCP mạng wired-cum-wireless để ứng dụng vào việc đánh giá hiệu hoạt động hệ thống mạng có dây khơng dây sử dụng cơng cụ mơ hình mơ Nội dung nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu giao thức truyền tin mạng máy tính có dây khơng dây 4.2 Nghiên cứu đánh giá hiệu mạng máy tính 4.3 Nghiên cứu phương pháp điều khiển tắc nghẽn mạng máy tính 4.4 Nghiên cứu, đánh giá hiệu hoạt động giao thức TCP Snoop TCP 4.5 Sử dụng công cụ NS-2 mô hệ thống mạng 4.6 Đánh giá hiệu TCP SNOOP TCP mạng wired-cum-wireless dựa vào mô hệ thống mạng Kết cấu luận văn Ngoài phần mở đầu phần kết luận, luận văn xếp theo bố cục sau đây: Chương 1: Tổng quan đánh giá hiệu mạng máy tính Chương 2: Giao thức TCP SNOOP TCP Chương 3: Đánh giá hiệu hệ thống mạng máy tính sử dụng mô CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG MÁY TÍNH Chương tổng quan tìm hiểu mạng máy tính, phân loại hệ thống mạng, so sánh ưu-nhược điểm hệ thống mơ hình mạng wired-cumwireless 1.1 Cơ mạng máy tính 1.2 Mạng wired-cum-wireless 1.3 Sự cần thiết việc đánh giá hiệu mạng wired-cum-wireless 1.4 Kết luận chương CHƯƠNG GIAO THỨC TCP VÀ SNOOP TCP Chương nghiên cứu, tìm hiểu sâu hiệu hoạt động giao thức TCP SNOOP TCP mạng có dây mạng khơng dây 2.1 Giao thức TCP 2.1.1 Các chức TCP 2.1.2 Cơ chế điều khiển tắc nghẽn mạng TCP 2.1.3 Hiệu TCP mạng có dây 2.2 Hiệu TCP mạng không dây 2.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ lỗi bit cao 2.2.2 Ảnh hưởng di động 2.2.3 Ảnh hưởng băng thông thấp biến đổi 2.3 Giao thức SNOOP TCP 2.3.1 I-TCP (Indirect TCP) 2.3.2 Snoop TCP 2.4 Kết luận chương CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG MẠNG MÁY TÍNH SỬ DỤNG MƠ PHỎNG Chương tổ chức đánh giá hiệu hoạt động hệ thống mạng máy tính thơng qua việc sử dụng phần mềm mô ns-2 3.1 Hệ thống mạng máy tính 3.2 Các kịch thử nghiệm đánh giá hiệu mạng 3.3 Công cụ mô NS2 3.4 Kết đánh giá hiệu mạng với NS2 3.5 Kết luận chương KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Nguyễn Đình Việt (2003), “Đánh giá hiệu suất mạng thơng tin máy tính”, Luận án tiến sỹ toán học [2] Vũ Duy Lợi, Nguyễn Đình Việt (2002), "Điều khiển lưu lượng số liệu mạng thơng tin máy tính", Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia: Các vấn đề chọn lọc CNTT, (Hải Phòng 6/2001), 104-112, NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Vũ Duy Lợi, Nguyễn Đình Việt (2003), "Đánh giá hiệu suất hoạt động Snoop TCP mạng không đồng phương pháp mô phỏng", Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Quốc gia lần thứ Nghiên cứu, Phát triển Ứng dụng Công nghệ Thông tin Truyền thông (ICT.rda), Hà nội, 22-23/2/2003, 429-436, NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Phạm Đình Nguyên, Đặng Quốc Anh (2002), Quy hoạch mạng viễn thông, Đại học Cần Thơ [5] Lê Tuấn Anh (2015), Xây dựng công cụ đánh giá chất lượng wifi , Đại học Cần Thơ [6] Nguyễn Trung Hiếu (2011), Đánh giá hiệu mạng, Đại học Cần Thơ Tài liệu tiếng anh [1] Md Ehtesamul Haque and Md Humayun "TCP Congestion control in Heterogeneous Network “Kabir Department of Computer Science and Engineering Bangladesh University of Engineering and Technology, Dhaka 1000, Bangladesh [2] Christina Parsa and J.J Garcia-Luna”Improving TCP Congestion Control over Internets with Heterogeneous Transmission Media “Aceves Computer Engineering Department [3] Dimitrios Koutsonikolas, Jagadeesh Dyaberi et.allOn TCP Throughput and Window Size in Multihop Wireless Network Testbed ,Center for Wireless Systems and Applications,Purdue University [4] Mr Manish, D.Chawhan, Dr Avichal R.Kapur "Performance Enhancement of TCP Using ECN and Snoop Protocol for Wi-Max Network" Shri Ramdeobaba Kamla Nehru College of Engg, International Journal of Computer Applications [5] Ashish Natani, Jagannadha, Jakilinki,et.all "TCP for Wireless Networks" Computer Science Program,University of Texas at Dallas, Richardson, November 12, 2001 [6] Network advanced modeling in NS-2, Giovanni Perbellini, 2005 [7] Kostas Pentikousis "TCP in wired-cum-wireless environments" Department of Computer Science,State University of New York ,2002 10 [8] Cheng Tien Ee, Ruzena Bajscy Congestion Control and Fairness for Many-to-One Ruting in Sensor Networks "Electrical Engineering and Computer Science University of California, Berkeley, November 2004 11 TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Các nội dung, công việc Thời gian thực (bắt đầu - kết khúc) - Xây dựng đề cương luận văn 8-9/2017 - Tìm hiểu mạng Kết dự kiến Đề cương luận văn máy tính, phân loại hệ thống mạng, so sánh ưunhược điểm hệ thống 10/2017 – 11/2018 Chương Luận văn mơ hình mạng wired-cumwireless - Nghiên cứu, tìm hiểu sâu hiệu hoạt động giao thức TCP SNOOP TCP 12/2017 – 01/2018 mạng có dây mạng Chương Luận văn không dây - Đánh giá hiệu hoạt động hệ thống mạng máy tính Sở Lao động – Thương binh Xã hội tỉnh 01/2018 – 02/2018 Hậu Giang thông qua việc sử Chương Luận văn dụng phần mềm mô ns5 - Viết báo cáo luận văn 02/2018 – 03/2018 12 Luận văn tốt nghiệp ... nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: - Giao thức TCP - Giao thức SNOOP TCP - Mạng Wired - cum - wireless - Kiểm soát tắc nghẽn - Thời gian trễ cuối tỷ lệ gói - Cơng cụ mơ mạng NS2 3.2 Phạm vi nghiên... thống mạng, so sánh ưu-nhược điểm hệ thống mơ hình mạng wired-cumwireless 1.1 Cơ mạng máy tính 1.2 Mạng wired-cum-wireless 1.3 Sự cần thiết việc đánh giá hiệu mạng wired-cum-wireless 1.4 Kết luận... ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Các nội dung, công việc Thời gian thực (bắt đầu - kết khúc) - Xây dựng đề cương luận văn 8-9 /2017 - Tìm hiểu mạng Kết dự kiến Đề cương luận văn máy tính, phân loại hệ thống