Phần trên là kết quả so sánh thông lượng TCP – Reno với thông lượng cực đại. Tiếp theo là kết quả mô phỏng đối với TCP – ELFN. Mỗi đồ thị biểu diễn trung bình khoảng 50 lần thực hiện chạy mô phỏng.
Các biểu đồ dưới đây là kết quả thực hiện với khoảng thời gian phát gói tin thăm dò đường truyền là 2 giây. So sánh tương ứng với các hình (18, 19, 20, 21) với trường hợp TCP – Reno ta thấy đối với mỗi tốc độ khác nhau thông lượng trong trường hợp TCP – ELFN cao hơn hẳn. Nhận thấy rằng thông lượng của mọi node đều được cải thiện chứ không phải chỉ vài node như trong TCP – Reno. Thực nghiệm cho ta thấy hiệu suất phụ thuộc vào thời gian gửi gói tin thăm dò đường truyền. Nếu thời gian gửi gói tin thăm dò lớn hơn 30 giây, thông lượng bị giảm xuống dưới thông lượng của TCP – Reno.
Hình 22 – Thông lượng TCP – ELFN vận tốc = 2 m/s
0 500 1000 0
500 1000
Thông lượng cực đại (Kbps) Thông lượng đo được (Kbps)
Hình 23 – Thông lượng TCP – ELFN vận tốc =10 mét/giây
0 500 1000 0
500 1000
Thông lượng cực đại (Kbps) Thông lượng đo được (Kbps)
Hình 24 – Thông lượng TCP – ELFN với vận tốc các node bằng 20 m/s
0 500 1000 0
500 1000
Thông lượng cực đại (Kbps) Thông lượng đo được (Kbps)
Hình 25 – Thông lượng TCP – ELFN với vận tốc các node bằng 30 m/s
Khi thay đổi khoảng thời gian thực hiện phát gói tin thăm dò đường truyền, thông lượng cũng bị thay đổi theo. Kết quả cho thấy thông lượng giảm đi khi thời gian thăm dò đường truyền là 2 giây, 4 giây, 6 giây, 15 giây, 30 giây. Khi thời gian thăm dò lớn hơn hoặc bằng 30 giây thông lượng đã giảm xuống thấp hơn thông lượng của TCP – Reno.
0 500 1000 0
500 1000
Thông lượng cực đại (Kbps) Thông lượng đo được (Kbps)
Hình 26 - So sánh thông lượng của TCP – Reno với TCP – ELFN với khoảng thời gian thăm dò đường truyền khác nhau
Khi thay đổi kích thước của cửa sổ điều khiển sau khi thăm dò thành công và thời gian timeout đã không cải thiện được thông lượng (thực tế còn xấu đi) so với trường hợp ban đầu. Tuy nhiên có tăng so với TCP – Reno. Hình 27 minh hoạ khi kích thước cửa sổ là một gói tin giữ nguyên RTO và khi kích thước cửa sổ là một gói tin RTO bằng 6 giây.
Ta có nhận xét RTO thay đổi có ảnh hưởng nhiều đến thông lượng, trường hợp này làm thông lượng giảm đi nhanh hơn khi các node di chuyển với tốc độ cao. Kích thước cửa sổ thay đổi có làm thông lượng bị giảm nhưng khi các node di chuyển nhanh hơn thông lượng bị giảm chậm hơn.
0 10 20 30 Tốc độ trung bình (m/s) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 2s/ELFN 4s/ELFN 6s/ELFN 15s/ELFN 30s/ELFN TCP - Reno Tỷ lệ của thông lượng đo được với thông lượng cực đại
Hình 28 – So sánh hiệu suất TCP-ELFN khi thay đổi kích thước cửa sổ và thời gian RTO với TCP-Reno.
0 10 20 30 Tốc độ trung bình (m/s) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ELFN
Thay đổi cửa sổ Thay đổi của sổ và RTO
TCP chuẩn Tỷ lệ của thông lượng đo được với thông lượng cực đại
KẾT LUẬN
Những lợi ích của mạng không dây là rất to lớn nhưng trên thực tế mạng không dây còn có rất nhiều hạn chế, nhiều thách thức đặc biệt là về hiệu suất hoạt động của mạng. Đây là một vấn đề được các nhà khoa học và nhiều viện nghiên cứu trên thế giới rất quan tâm. Nhiều công trình nghiên cứu đã đề xuất những giải pháp rất có giá trị. Luận văn này trình bày một số kết quả thu được qua thực nghiệm mô phỏng nhằm phân tích hiệu suất hoạt động của ba giao thức định tuyến là AODV, DSDV và DSR. Tiếp đó phân tích hiệu và so sánh hiệu suất hoạt động của giao thức TCP-ELFN và giao thức TCP chuẩn.
Chương một, trình bày các khái niệm về mạng không dây không cấu trúc MANET. Chương hai của luận văn đã trình bày khái niệm về định tuyến trong mạng MANET. Giới thiệu hai loại giao thức định tuyến là: định tuyến trước (proactive) và định tuyến theo yêu cầu (reactive hay còn gọi là on- demand). Tiếp đó trình bày kết quả mô phỏng so sánh, phân tích hiệu suất hoạt động của ba giao thức định tuyến là: DSDV, AODV và DSR. Giao thức DSDV hoạt động tương đối tốt khi thời gian tạm dừng của các node lớn. Nhưng trong điều kiện các node trong mạng di chuyển liên tục(pause time nhỏ) hiệu suất hoạt động của giao thức DSDV giảm hẳn. Tỷ lệ các gói tin tới đích chỉ còn khoảng 70%. Đối với hai giao thức định tuyến On-demand là: AODV và DSR thì hiệu suất hoạt động tương đối cao và giường như nó không bị ảnh hưởng nhiều bởi trạng thái di chuyển của các node trong mạng. Đối với cả hai giao thức DSR và AODV thì tỷ lệ các gói tin tới đích là khoảng từ 85% đến 100%. Trong môi trường mạng mà các node có trạng thái di động cao thì các giao thức định tuyến trước (proactive) tỏ ra không
thích hợp, các giao thức định tuyến loại theo yêu cầu (On-demand) tỏ ra thích hợp và nổi trội hơn hẳn.
Phương pháp gửi cảnh báo khi mất đường truyền ELFN là một cải tiến của giao thức TCP nhằm phân biệt việc mất gói tin là do tắc nghẽn mạng hay là do mất đường truyền để từ đó TCP bên phát có những “ứng xử” hợp lý. Những kết quả mô phỏng cho thấy, TCP-ELFN đã tăng hiệu suất hoạt động một cách đáng kể.
Những tác nhân ảnh hưởng tới hiệu suất hoạt động của mạng có ở các tầng trong mô hình ISO-OSI kể từ tầng TCP trở xuống. Luận văn này đã phần nào xác định được một số ảnh hưởng của hai tầng đó là tầng giao vận (transport layer) và tầng mạng (network layer). Đó là sự bất cập của giao thức TCP chuẩn trong việc phân biệt tắc nghẽn mạng và mất kết nối. Và ảnh hưởng của hiệu suất hoạt động của các giao thức định tuyến tại tầng mạng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS.TS Vũ Duy Lợi – Mạng thông tin máy tính, kiến trúc, nguyên tắc và hiệu suất hoạt động. nxb Thế giới 2002.
[2] G. Holland and N.Vaidya “Analysis of tcp perfomance over mobile ad hoc networks” 1999.
[3] S. Floyd “Tcp and explicit congestion notification” ACM computer communication review 1999.
[4] B.S Bakshi, P. Krishna, D.K. Pradhan, and N.H. Vaidya, “Improving performance of TCP over wireless networks” in International Conf. Distributed Computing Systems, May 1997
[5] D.Johnson, D.A. Maltz, and J. Broch, “The Dynamic source routing protocol for mobile ad hoc networks”, Mobile Ad hoc Networks (MANET) Working Group, 1998
[6] C.E. Perkins and E.M. Royer, “Ad hoc on demand distance vector (AODV) routing”. 1998
[7] D. Clark, S. Shenker, L. Zhang: Supporting Real-time Applications in an Integrated Services Packet Network: Architecture and Mechanisms, in Proc. SIGCOM‟92, Baltimore, MD, August 1992
[8] Sally Floyd and Van Jacobson: Random Early Detection gateways for congestion avoidance, IEEE/ACM Trans. on Netwetworking Vol. 1, No. 4, August 1993, pp. 397-413
[9] L. Kleinrock: On the Modeling and Analysis of Computer Networks, in Proc. of the IEEE, Vol. 81, No. 8, August 1993
[10] S. Shenker, D. Clark, L. Zhang: A Scheduling Service Model and a Scheduling Architecture for an Intergrated Services Packet Network, submitted to ACM/IEEE Transaction on Networking, 1993
[11] L. Zhang, S. Deering, D. Estrin, S. Shenker, D. Zapala: RSVP: A New Resource ReSerVation Protocol, accepted for publication in IEEE Network, 1993
[12] R. Braden, D. Clark, S. Shenker: Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview, RFC 1633, 1994
[13] S. Floyd and V. Jacobson: Link-sharing and Resource Management Models for Packet networks, IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 3, No. 4, August 1995, pp. 365-386
[14] R. Braden, L. Zhang, S. Berson, S. Herzog, S. Jamin: Resource Reservation Protocol RSVP, RFC 2205, 1997
[15] S. Schenker et al.: Specification of Guaranteed Quality Of Service, RFC 2212, Sept. 1997
[16] M. Casoni, J. S. Turner: On the Performance of Early Packet Discard, IEEE JSAC, Vol. 15, No. 5, June 1997, pp. 892-902
[17] A. Bakre and B. R. Badrinath (1997), “Implementation and Performance Evaluation of Indirect TCP”, IEEE Transaction on Computer, 46(3), March 1997
[18] T. Lakshman and U. Madhow: The Performance of TCP/IP for Networks with high Bandwidth-Delay Products and Random Loss, IEEE/ACM Transation on Networking, 5(3), pp. 336-350, June 1997
[19] T. Lakshman et. al.: Window-based Error Recovery and Flow Control with a slow Acknowledgment Channel: A Study of TCP/IP Performance, in Proc. of INFOCOM‟97, pp. 1199-1209, 1997
[20] J. Heidemann et. al.: Modeling the Performance of HTTTP Over Several Transport Protocols, ACM/IEEE Transaction on Networking, 5(5), pp. 616-630, October 1997
[21] H. Balakrishnan, Venkata N. Padmanabhan, Srinivasan Seshan, and Randy H. Katz, “A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links”, IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING, 5(6), DECEMBER 1997
[22] ITU-T Recommendation H.323, “Packet-based multimedia communication systems”, Feb 1998
[23] S. Blake, D. Blake, M. Carlson, E. Davies, Z. Wang, W. Weiss, An Architecture for Differentiated Services, RFC 2475, Dec. 1998
[24] A. Schill, Distributed Platforms, Techn. Report, Computer Science Dept., Dresden University of Technology, Germany, 1998, http://www.ibdr.inf.tu-dresden.de
[25] V.P. Kumar, T.V. Lakshman, D. Stiliadis: Beyond Best Effort: Router Architectures for the Differentiated Services of Tomorrow’s Internet, IEEE Communication Magazine, May 1998, pp. 152-164
[26] T. V. Lakshman, D. Stiliadis: Packet Classification Algorithms for Gigabit Internet Router, TR. 113470-980202-02T, Lucent Technologies Bell Labs, Jan. 1998
[27] D. Clark, W. Fang: Explicit Allocation of Best Effort Packet Delivery Service, IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 6, No. 4, August 1998, pp. 362-373
[28] L. Rossides et. al.: Fuzzy RED: Congestion Control for TCP/IP Diff- Serv, in Proc. of Melecon 2000, Cyprus, April 2000
[29] V. N. Padmanabhan, R. H. Katz: TCP Fast Start: A Technique For Speeding Up Web Transfers, in Proc. IEEE Globecom ‟98 Internet Mini- conference, Sedney, Australia, Nov. 1998
[30] J. Padhye, V. Firoiu, D. Towsley and J. Kurose: Modeling TCP throughput: a simple model and its empirical validation, Technical Report UMASS-CS-TR-1998-08
[31] Y. Zhang et el.: A Measurement of TCP Over Long-Delay Network, in Proc. of the 6th Int. Conference on Telecommunication Systems, Modeling, and Analysis, March 1998
[32] K. Ratnam and I. Matta, “Effect of Local Retransmission at Wireless Access Points on the Round Trip Time Estimation of TCP”, Proc. IEEE 31st Annual Simulation Symposium „98, Boston, MA, April 1998.
[33] Y. Lapid, R. Rom and M. Sidi: Analyis of Discarding Policies in High-Speed Networks, IEEE JSAC, Vol. 16, No. 5, June 1998, pp. 764-777 [34] T. V. Lakshman, D. Stiliadis: Packet Classification Algorithms for Gigabit Internet Router, TR. 113470-980202-02T, Lucent Technologies Bell Labs, Jan. 1998
[35] V.P. Kumar, T.V. Lakshman, D. Stiliadis: Beyond Best Effort: Router Architectures for the Differentiated Services of Tomorrow’s Internet, IEEE Communication Magazine, May 1998, pp. 152-164
[36] R. Guerin and V. Peris: Quality-of-Service in Packet Networks: Mechanism and Directions, Computer networks, Vol. 31, No. 3, Feb. 1999, pp. 169-189
[37] Xipeng Xiao, Lionel M. Ni: Internet QoS: A Big Picture,
IEEE Network Magazine, Vol. 13, No. 2, March / April 1999, pp. 8-18
[38] P. Barford and M. E. Crovella: Measuring Web Performance in the Wide Area, Performance Evaluation Review, August 1999, pp 33-36
[39] T. R. Henderson, R. H. Katz: Transport Protocol for Internet- Compatible Satellite Networks, IEEE JSAC, Vol. 17, No. 2, Feb. 1999, pp. 326-344
[40] Reiner Ludwig: Optimizing the End-to-End Performance Of Reliable Flows over Wireless Links, Selected papers from ACM/IEEE Mobicom '99 [41] N. Vaidya, M. Mehta, C. Perkins, G. Montenegro: Delayed Duplicate Acknowledgements: A TCP-Unaware Approach to Improve Performance of TCP over Wireless, Technical Report 99-003, February 1999, Dept. of Computer Science, Texas A&M University
[42] J. Padhye, V. Firoiu, D. Towsley: A stochastic Model Of TCP Reno Congestion Avoidance and Control, CMPSCI Technical Report 99-02, 1999 [43] J.L. Jerkins et al.: Operation measurements for engineering support of high-speed networks with self-similar traffic, in Proc. of the 16th Int. Teletraffic Congress ICT 16, UK, June 1999
[44] K. Kang and B. Steyaert: Bound analysis for WRR scheduling in a statistical multiplexer with bursty sources, Telecommunication Systems, 12, 1999, pp. 123-147
[45] S. Kota, M. Goyal, R. Goyal, R. Jain: Multimedia Satellite Networks and TCP/IP Traffic Transport, in Proc. of Int. Conference on Internet and Multimedia Systems and Applications, 1999
[46] S. Koehler, U. Schaefer: Performance Comparison of Different Class- and-Drop Treatment of Data and Acknowledgements in DiffServ IP Networks, University of Wuerzburg, Institute of Computer Science, Research Report No. 237, 1999
[47] Vu Duy Loi: Integrated Service Model on Internet - Architecture and Applications, in Proc. of Vietnam Int'l Interactive Networking and Internet Technology Exhibition - Conference'99, Hanoi, November 23-25th, 1999
[48] C. Casetti, and M. Meo: A new approach to model the stationary behavior of TCP connection, in Proc. of the IEEE Inforcom 2000, Israel, March 2000