BÁO cáo lý THUYẾT môn mạng truyền thông máy tính 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ BÁO CÁO LÝ THUYẾT Mơn mạng truyền thơng máy tính Nhóm gồm thành viên: - Nguyễn Lâm Anh Phạm Minh Đức Phạm Xuân Thành Nguyễn Thanh Tùng MỤC LỤC I.Tổng quát chung: Lớp Điều khiển lưu lượng ( traffic control layer ) Nguyên tắc Hàng đợi IP ( theo NS-3 ) Priority queue NS3 FIFO ( first in first out ) - NS3 fifo_fast ( NS3 ) II Hàng đợi: Phương thức hoạt động Thành Phần chế làm việc Các công thức III.Hàng đợi ưu tiên: Cơ chế Nguyên tắc Các công thức IV.Hàng đợi không ưu tiên: Nguyên tắc Các công thức PHỤ LỤC: Tài liệu tham khảo I Tổng quát chung : Lớp Điều khiển lưu lượng ( traffic control layer ) - Lớp Kiểm sốt Lưu lượng nhằm đưa tính tương đương với Kiểm soát Lưu lượng Linux vào ns-3 Lớp Kiểm soát lưu lượng nằm thiết bị mạng (L2) giao thức mạng (ví dụ: IP) Nó chịu trách nhiệm xử lý gói tin thực hành động chúng: lập lịch, bỏ, đánh dấu, khống chế dung lượng, - Lớp Điều khiển lưu lượng chặn gói theo hướng xuống từ lớp mạng tới thiết bị mạng gói đến theo hướng ngược lại - Hiện tại, gói gửi xử lý lớp Điều khiển lưu lượng Đặc biệt, gói gửi xếp vào hàng quy tắc xếp hàng, thực nhiều hành động chúng Nguyên tắc Hàng đợi IP ( theo NS-3 ): - Hay gọi lập lịch mạng hay thuật toán hàng đợi " trọng tài " nút mạng truyền thơng chuyển mạch gói Nó quản lý chuỗi gói mạng hàng đợi truyền nhận ngăn xếp giao thức điều khiển giao diện mạng - Các gói tin nhận lớp Điều khiển lưu lượng ( Traffic control layer ) để truyền tới thiết bị mạng , gói tin chuyển tới nguyên tắc hàng đợi ( queue disc ) để thực lập lịch khống chế lưu lượng ( policing ) Một thiết bị mạng có ( root ) nguyên tắc hàng đợi cài đặt Việc cài đặt nguyên tắc hàng đợi thiết bị mạng không bắt buộc Nếu netdevice khơng có đĩa hàng đợi cài đặt đó, lớp điều khiển lưu lượng gửi gói trực tiếp đến thiết bị - Đối với Linux-NS3 , nguyên tắc hàng đợi biểu diễn hàng đợi đơn giản cấu trúc phức tạp , bắt buộc phải có thành phần sau hàng đợi (queue) , lưu trữ gói chờ truyền lớp ( classes ) , cho phép định nghĩa phương pháp xử lý khác cho phân đoạn giao thông khác lọc ( filters ) , xác định hàng đợi lớp mà gói sử dụng ( bonus ) class ko giống class C++ lập trình hướng đối tượng , linux sử dụng thuật ngữ classful queue disc classless queue disc - Mọi Nguyên Tắc thu thập số liệu thống kê tổng số gói / byte nhận từ lớp (trong trường hợp root ) từ " cha mẹ " (trong trường hợp nguyên tắc hàng đợi con), thêm vào hàng đợi ( enqueued ),xóa hàng đợi ( dequeued ),xếp lại ( requeued ),bỏ ( dropped ), bỏ trước thêm , bỏ sau xóa, đánh dấu lưu trữ nguyên tắc gửi đến thiết bị đến nguyên tắc mẹ Lưu ý gói bị xóa lại, tức sở hạ tầng kiểm soát lưu lượng giữ lại, thiết bị chưa sẵn sàng nhận chúng Các gói xếp lại phần nguyên tắc xếp hàng Các đặc điểm nhận dạng sau lưu giữ: dropped = dropped before enqueue + dropped after dequeue received = dropped before enqueue + enqueued queued = enqueued - dequeued sent = dequeued - dropped after dequeue (- if there is a requeued packet) Priority queue NS3 : - PrioQueueDisc thực sách ưu tiên nghiêm ngặt, gói xóa từ băng tần băng tần có mức ưu tiên cao trống PrioQueueDisc classful queue disc có số lượng băng tần tùy ý, dải xử lý loại queue disc Dung lượng PrioQueueDisc khơng giới hạn; gói loại bỏ queue disc (có thể có dung lượng hạn chế) Nếu khơng có lọc gói cài đặt phân loại gói, gói xếp vào hàng ưu tiên dựa mức ưu tiên , sử dụng mục mảng gọi priomap - Nếu người dùng không thêm lớp queue disc trước queue disc khởi tạo, ba đĩa hàng đợi kiểu FifoQueueDisc tự động thêm vào Cần lưu ý PrioQueueDisc cần hai đĩa xếp hàng FIFO ( first in first out ) - NS3 : - Cấu trúc liệu hàng đợi tuân theo phương pháp First-In-First-Out, tức liệu nhập vào truy cập - đối vs NS-3 - linux , Các gói xếp hàng đợi nội nhất, triển khai dạng hàng đợi DropTail Dung lượng hàng đợi định dạng gói byte, tùy thuộc vào giá trị thuộc tính fifo_fast ( NS3) - pfifo_fast queue disc mặc định bật hệ thống Linux Các gói xếp vào hàng ba dải ưu tiên (được thực dạng hàng đợi FIFO droptail) dựa mức độ ưu tiên chúng II Hàng đợi: 1.Phương Thức Hoạt Động:  Lý thuyết hàng đợi nảy sinh cách tự nhiên việc nghiên cứu chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói  Trong mạng chuyển mạch kênh, gọi đến chuyển mạch ngẫu nhiên, gọi giữ kênh khoảng thời gian ngẫu nhiên Trong mạng chuyển mạch gói, gói tin với chiều dài khác qua mạng, tài nguyên mạng (các chuyển mạch,kết nối chia sẻ cho gói) Các tin định tuyến đến node Thời gian sử dụng đệm (trễ hàng đợi) vấn đề quan trọng truyền dẫn thông tin Thời gian phụ thuộc vào thời gian xử lý, độ dài tin hay thời gian chờ xử lý chưa có tài nguyên sử dụng  Trong ứng dụng tương tác thời gian thực thời gian trả lời trung bình xem tiêu chuẩn quan trọng ứng dụng khác thơng lượng lại điều quan trọng Việc mơ tả hàng đợi theo lý thuyết tốn học phức tạp => nên ta mô tả chúng theo mơ hình đơn giản sử dụng mạng IP 2.Thành Phần chế làm việc:  Tin tức (có thể gói tin hay tin) đến hệ thống để yêu cầu phục vụ Nếu server rỗi gói tin phục vụ lập tức, ngược lại chúng lưu giữ hàng đợi Khi rời khỏi hàng đợi gói xử lý  Các tham số hàng đợi:  Các gói tin đến hàng đợi với tốc độ thay đổi λ với chu trình poisson, thời giạ phục vụ có phân bố mũ tốc độ µ (thực chất thời gian trung bình mà gói tin rời khỏi hàng đợi) Khi gói đến hệ thống tăng hiệu suất sử dụng hệ thống tăng, dẫn tới tắc nghẽn có khả xảy  Tại λmax kích thước hàng đợi dài khơng thể kiểm soát Trong thực tế thời gian trả lời yêu cầu kích thước hàng đợi giới hạn tốc độ đầu vào thông tin 70-90% so với λmax theo lý thuyết 3.Các công thức: Một số cơng thức tính tốn: +) Average queue length: +) Average system time III.Hàng đợi ưu tiên: 1.Nguyên Tắc  Kĩ thuật sử dụng trường hợp đa hàng đợi, hàng đợi có mức ưu tiên khác nhau, hàng đợi có mức ưu tiên cao ưu tiên phục vụ trước Khi có tắc nghén xảy gói hàng đợi có độ ưu tiên thấp bị loại bỏ  Hàng đợi có độ ưu tiên cao phục vụ trước hàng đợi rỗng, sau hàng đợi có độ ưu tiên thấp phục vụ  Các gói phân loại dựa tiêu chuẩn phân loại người sử dụng, đặt số hàng đợi đầu với độ ưu tiên: độ ưu tiên cao, trung bình, bình thường (khơng ưu tiên), ưu tiên thấp  Các gói khơng ấn định độ ưu tiên đưa tới hàng đợi bình thường Cơ chế:  Các gói phân loại kĩ thuật PQ Các gói phân loại theo: - Loại giao thức giao thức - Giao diện đầu vào - Kích thước gói tin - Các Fragment - Danh sách truy nhập Sau cần hai chế sau:  Một phân loại có nhiệm vụ kiểm tra phần header gói tin để định xem gói nên đưa vào hàng đợi  Bộ lập lịch có nhiệm vụ làm rỗng hàng đợi, bắt đầu hàng đợi có độ ưu tiên cao sau đến hàng đợi trung bình, hàng đợi trung bình, cuối hàng đợi có độ ưu tiên thấp Các hàng đợi phục vụ khơng cịn gói chúng lúc lập lịch chuyển sang hàng đợi khác Một số công thức hàng đợi ưu tiên: giả sử có tin 2, tin ưu tiên tuyệt đối 3.Các công thức Average queue length: Average system time: IV.Hàng đợi không ưu tiên: 1.Nguyên tắc:  Dịch vụ khách hàng phục vụ hoàn thành khách hàng có mức độ ưu tiên cao đến nơi  Mỗi lớp ưu tiên có hàng đợi (logic) riêng biệt  Khi máy chủ trở nên miễn phí, khách hàng từ người đứng đầu ưu tiên cao không trống hàng đợi vào máy chủ 2.Các công thức:  Một số cơng thức tính tốn:  Để tìm hiểu thêm thuật tốn hàng đợi khơng ưu tiên , file queue-discs-benchmark.cc NS-3 cung cấp chi tiết thuật toán vs phương thức PHỤ LỤC: Tài liệu tham khảo - Báo cáo có sử dụng, tham khảo hình ảnh, khái niệm công thức từ nguồn sau đây: - https://www.nsnam.org/docs/models/html/traffic-control-layer.html https://www.nsnam.org/docs/models/html/queue-discs.html https://www.nsnam.org/docs/models/html/fifo.html https://www.nsnam.org/docs/models/html/pfifo-fast.html https://www.nsnam.org/docs/models/html/prio.html Tham khảo Queue khác : https://www.nsnam.org/docs/models/html/tbf.html https://www.nsnam.org/docs/models/html/red.html https://www.nsnam.org/docs/models/html/codel.html Code: queue-discs-benchmark.cc , pfifo-fast-queue-disc-test-suite.cc ... gọi lập lịch mạng hay thuật toán hàng đợi " trọng tài " nút mạng truyền thơng chuyển mạch gói Nó quản lý chuỗi gói mạng hàng đợi truyền nhận ngăn xếp giao thức điều khiển giao diện mạng - Các... Lưu lượng nhằm đưa tính tương đương với Kiểm sốt Lưu lượng Linux vào ns-3 Lớp Kiểm soát lưu lượng nằm thiết bị mạng (L2) giao thức mạng (ví dụ: IP) Nó chịu trách nhiệm xử lý gói tin thực hành... gian sử dụng đệm (trễ hàng đợi) vấn đề quan trọng truyền dẫn thông tin Thời gian phụ thuộc vào thời gian xử lý, độ dài tin hay thời gian chờ xử lý chưa có tài nguyên sử dụng  Trong ứng dụng tương