Hệ thống gồm 8 nút, trong đó R1, R2, CORE đóng vai trò là router trên đƣờng đi, S1, S2, S3, S4 là nguồn phát và DEST là đích.
Với mục đích minh họa các chiến lƣợc quản lý hàng đợi để chống tắc nghẽn, hệ thống đƣợc thiết kế nhƣ trên với nhiều nguồn phát tới đích, đi qua mạng có điểm nút cổ chai là đƣờng truyền (link) nối nút CORE và nút R2 với băng thông thấp. Tất cả các đƣờng truyền đều là song công với thời gian đáp ứng và băng thông nhƣ trên hình vẽ.
Mỗi nguồn S1, S2, S3 đƣợc gắn với 1 thực thể gửi (nguồn) của giao thức TCP, mỗi thực thể gửi TCP lại đƣợc gắn với một nguồn sinh lƣu lƣợng của ứng dụng FTP, đó là: ftp(1,1) ; ftp(1,2); ftp(1,3); ftp(2,1).... Nguồn sinh lƣu lƣợng trên nút S4 phát dữ liệu với tốc độ không đổi - CBR bằng giao thức UDP. Nguồn S3 và S4 nằm trên nút nỗi với các đƣờng truyền có băng thông lớn nhằm mục đích tạo ra các thời điểm bùng phát, truyền nhiều dữ liệu làm ngập nút cổ chai.
Các thông số quan trọng khác: kích thƣớc cửa sổ tối đa của các luồng TCP: 50; kích thƣớc các gói tin: 100 byte.
Router ghi nhãn CORE là nơi sẽ xảy ra tắc nghẽn, ta sẽ triển khai các dịch vụ quản lý hàng đợi tại đó để so sánh đặc tính của các chiến lƣợc quản lý hàng đợi.
4.3. Kịch bản mô phỏng
Trong các thí nghiệm mô phỏng DropTail, RED, WRED sử dụng chung 1 kịch bản mô phỏng (tô-pô mạng, các nguồn sinh lƣu lƣợng, các thời điểm bắt đầu, kết thúc truyền, kích thƣớc hàng đợi...). Mục tiêu của kịch bản là nhằm tạo ra ngữ cảnh thuận lợi cho việc quan sát trạng thái của hệ thống nhƣ: số gói tin trong hàng đợi, phục hồi tốc độ truyền giữa các nguồn, số gói tin bị mất… khi hệ thống trong trạng thái bình thƣờng và khi có xảy ra tắc nghẽn.
Với mỗi một giao thức, ta có 3 kịch bản nhƣ sau:
− Kịch bản 1: Tăng cƣờng độ tắc nghẽn với các nguồn phát TCP
Giây 0.1, 10 và 20 lần lƣợt các nguồn S1, S2, S3 bắt đầu truyền 1 luồng ftp tƣơng ứng.
Tại giây 20, lúc S3 bắt đầu truyền thì tổng băng thông của 3 nguồn đã bắt đầu lớn hơn băng thông của nút cổ chai (3Mbps), nhƣng do có hàng đợi nên vẫn trong phạm vi xử lý đƣợc của router CORE.
Đến giây 30, tại nguồn S3 thì 2 luồng ftp(3,2) và ftp(3,3) cùng lúc truyền và chiếm hết băng thông 5Mbps của link S4-R1. Từ đó tạo nên thời điểm tắc nghẽn ở nút cổ chai.
Đến giây 40, cả 3 luồng TCP tại S3 đều đột ngột dừng truyền, mô tả burst dữ liệu đã hết. Từ đó ta sẽ quan sát sự phục hồi về tốc độ truyền của S1 và S2. Code: $ns at 0.1 "$ftp(1,1) start" $ns at 10 "$ftp(2,1) start" $ns at 20 "$ftp(3,1) start" $ns at 30 "$ftp(3,2) start" $ns at 30 "$ftp(3,3) start" $ns at 40 "$ftp(3,1) stop" $ns at 40 "$ftp(3,2) stop" $ns at 40 "$ftp(3,3) stop"
− Kịch bản 2: Tăng cƣờng độ tắc nghẽn với nguồn phát UDP
Thí nghiệm này có 2 phần: theo dõi, so sánh sự thay đổi khi có sự bùng phát về lƣu lƣợng UDP trong 2 trƣờng hợp UDP: khi các luồng TCP đang chạy ổn định và khi các luồng TCP cũng đang tắc nghẽn.
Thí nghiệm thực hiện với thông lƣợng của luồng UDP là 5Mbps. Trong khi đó băng thông của nút cổ chai chỉ là 3Mbps. Tình trạng tắc nghẽn sẽ xảy ra tại link CORE-R2, các gói tin sẽ đƣợc cache trong queue của router Core.
Code: $ns at 0.1 "$ftp(1,1) start" $ns at 0.1 "$ftp(2,1) start" $ns at 10 "$ftp(3,1) start" $ns at 20 "$cbr4 start" $ns at 30 "$cbr4 stop" $ns at 40 "$ftp(3,1) stop"
- Kịch bản 3: Luồng ƣu tiên bắt đầu chạy khi đang có tắc nghẽn
Kịch bản này chỉ áp dụng với cơ chế WRED với chức năng đặt ƣu tiên truyền dữ liệu theo nguồn phát.
Khi mạng bị tắc nghẽn bởi nguồn CBR cbr4, các luồng dữ liệu TCP với độ ƣu tiên khác nhau lần lƣợt đƣợc phát. Sau một thời gian thì luồng gây tắc
nghẽn CBR dừng truyền, từ đó ta sẽ quan sát đƣợc độ phục hồi của hệ thống. Code: $ns at 0.1 "$cbr4 start" $ns at 0.1 "$ftp(2,1) start" $ns at 10 "$ftp(1,1) start" $ns at 20 "$ftp(3,1) start" $ns at 20 "$ftp(3,2) start" $ns at 20 "$ftp(3,3) start" $ns at 30 "$cbr4 stop" $ns at 40 "$ftp(2,1) stop"
4.4. Đánh giá hiệu năng truyền thông đa phương tiện khi sử dụng DropTail và RED
4.4.1 Kịch bản 1: Tăng cường độ tắc nghẽn với các nguồn phát TCP a. Kết quả
Ta theo dõi 2 giải thuật DropTail và RED dựa trên 3 tham số: tỉ lệ packet mất, kích thƣớc hàng đợi và thông lƣợng sử dụng.