Khi cho các giá trị τ giảm dần, sau khi thực hiện mô phỏng với các trờng
hợp khác nhau ta thu đợc các kết quả tơng ứng nh bảng 1 Bảng 1: Giá trị thu đợc sau các lần mô phỏng
τ (ms) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.8
Traffic sent (Mb/s) 1.5 1.8 2.4 3.2 4.7 9.3 11.8 Traffic received (Mb/s) 1.5 1.8 2.4 3.2 4.7 6.9 7.0
Có thể thấy rằng khi τ giảm thì lu lợng phát và nhận của mạng đều tăng.
Điều này đợc chứng minh khi so sánh lu lợng nhận tơng ứng với các giá trị khác nhau của τ nh hình 3.3
Hình 3.3: So sánh lu lợng nhận trong các trờng hợp tải khác nhau
Mối quan hệ giữa Traffic sent và Traffic received tới τ đợc thể hiện nh hình vẽ 3.4.
Với đồ thị Traffic sent ta thấy thông lợng cực đại đạt đợc khoảng 11.8Mb/s khi τ =0.8ms. Trong trờng hợp này tải tạo ra tại mỗi trạm đợc tính
theo công thức:
100(bytes/packet)*8(bits/byte)*1(packet)/0.0008(sec)=1Mb/s Và tải lu lợng trên toàn mạng là:
1(Mb/s/node)*12(node)=12Mb/s.
Quan sát đồ thị Traffic received ta thấy thông lợng của hệ thống chỉ đạt tối đa là 7Mb/s ngay cả khi tải mà mạng tạo ra vẫn tiếp tục tăng. Trạng thái bão hoà này là do dung lợng mạng bị giới hạn (10Mb/s). Vì vậy để
tránh sự mất mát gói tin không mong muốn trên hệ thống cần điều khiển tắc nghẽn bằng cách duy trì số gói tạo ra trong mạng nằm ở dới mức mà mạng đó có thể cho phép. Hình 3.4: ảnh hởng của τ đến lu lợng phát và nhận của mạng 1 2 3 4 5 6 7 10-0.6 10-0.5 10-0.4 10-0.3 10-0.2 10-0.1 Traffic Received (Mb/s) L o g (U ti li z a ti o n )
Hình 3.5: Quan hệ giữa lu lợng nhận và hiệu năng của mạng
Có thể biểu diễn mối hệ giữa lu lợng nhận (Traffic received) và hiệu năng (Utilization) của mạng khi giá trị của hiệu năng đợc biểu diễn theo thang logarit nh hình 3.5. Ta thấy rằng khi lu lợng nhận còn thấp thì hiệu năng tăng tuyến tính, tuy nhiên khi tải cao thì hiệu năng của mạng chỉ đạt ở
mức nhất định, hệ thống không bao giờ đạt đợc hiệu năng 100%. Hub luôn luôn phát gói tin nó nhận đợc từ một cổng ra tất cả các cổng khác, vì vậy có thể xảy ra xung đột, đặc biệt là trong điều kiện tải cao. Do đó mạng yêu cầu phải phát lại các gói bị xung đột. Số gói phát lại càng nhiều thì tải của hệ thống càng tăng do số gói cần phát của hệ thống lúc này gồm cả các gói phát không thành công lẫn các gói mới tạo ra. Vì vậy thông lợng luôn nhỏ hơn dung lợng của hệ thống và hiệu năng luôn nhỏ hơn 100%. Trong các giá trị tải tạo ra trên ta thấy hiệu năng lớn nhất là 0.88, hay nói cách khác thông lợng của hệ thống đạt đợc 88% so với dung lợng của nó cho phép.
Ngoài thông lợng của mạng, độ trễ cũng có ảnh hởng lớn đến hiệu năng của mạng. Độ trễ có thể do nhiều nguyên nhân gây ra nhng chủ yếu là do trễ hàng chờ, nó quyết định đến trễ của toàn mạng. Việc xếp hàng xảy ra khi số lợng các gói tin cần truyền qua mạng tăng và vợt quá khả năng xử lý của mạng. Có thể thấy rằng trễ của mạng càng tăng khi tải lớn và ổn định hơn trong trờng hợp tải nhỏ. Hình 3.6 biểu diễn độ trễ của mạng trong hai trờng hợp tải cao (τ =0.001) và tải thấp (τ =0.004)
Trong trờng hợp tải còn thấp thì hầu nh khi hub nhận đợc gói tin nào đều đợc phát ngay ra các cổng và đến đợc trạm nhận, do đó trễ trong trờng hợp này chỉ là trễ truyền dẫn và coi nh sấp xỉ bằng 0; khi tải lớn, có thể vợt quá dung lợng cho phép của hệ thống, do đó các gói tin phải xếp hàng trong bộ đệm để chờ đến lợt phát đi, mặt khác tính chất truy nhập ngẫu nhiên có thể gây xung đột và xác suất phát lại gói tin ngày càng tăng nên trễ của gói tin trên toàn mạng tăng nhanh.
Quan sát độ trễ của hệ thống trong trờng hợp tải nhỏ thể hiện nh hình 3.7 ta có thể thấy độ trễ là rất nhỏ, các đỉnh trễ ở đây tơng ứng với các gói tin phải truyền lại khi có xung đột. Mật độ các gói truyền trên mạng càng cao thì tần suất xảy ra xung đột càng lớn, do đó khi tăng lu lợng (giảm τ )
thì trễ tăng.
Hình 3.7: Trễ của hệ thống khi tải nhỏ (τ =0.004)
Trễ vẫn tiếp tục tăng theo thời gian mô phỏng trong trờng hợp tải cao. Nh đã tính ở trên, tải tạo ra ở mỗi node là 1Mb/s và tổng tải của mạng là 12Mb/s đã vợt quá so với dung lợng mạng đợc thiết kế (10Mb/s). Số các gói cần truyền lớn hơn dung lợng của hệ thống nên độ dài hàng chờ tiếp tục tăng và vào một lúc nào đó bộ đệm nhanh chóng trở nên đầy và bão hoà,
các gói tạo mới sẽ bị mất. Trong khi hệ thống đang cố gắng khắc phục hiện tợng trên thì các trạm vẫn tiếp tục phát ra các gói mới, do vậy độ trễ tiếp tục tăng cao (nh trờng hợp tải cao ở hình 3.6).
Nhận xét
Hiệu năng của một mạng Ethernet đợc đánh giá thông qua hai tham số là độ trễ và thông lợng. Độ trễ và thông lợng có thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhng các phân tích ở trên sẽ là cơ sở để chúng ta có thể tác động vào các yếu tố nh thời gian đến của gói, kích thớc gói tin, và có thể nâng cấp đờng truyền hay nâng cao khả năng xử lý của hệ thống nhờ thay thế Hub bằng các thiết bị khác có khả năng cho phép thông lợng của hệ thống cao hơn nh Switch để cải thiện chất l… ợng mạng.