Đồ thị Hình 3.18 cho thấy cơ chế FNNRED có biên độ dao động (nhỏ hơn 50 gói tin) nhỏ hơn biên độ dao động của cơ chế FEM (lớn hơn 100 gói tin). Đồ thị Hình 3.19 tiếp tục thể hiện cơ chế FNNRED có khả năng kiểm soát hàng đợi tốt hơn cơ chế FLRED, mặc dù FLRED có biên độ dao động tương đối nhỏ (nhỏ hơn 70 gói tin).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Thời gian (giây)
a) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FEM
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FEM
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FNNRED
Thời gian (giây)
b) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FNNRED
Hình 3.18. Kiểm soát hàng đợi của cơ chế FEM và FNNRED
Thời gian (giây)
a) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FLRED
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FNNRED
Thời gian (giây)
b) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FNNRED
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FLRED
Hình 3.19. Kiểm soát hàng đợi của cơ chế FLRED và FNNRED
Tương tự, khi mô phỏng các cơ chế cải tiến cơ chế REM có dùng điều khiển mờ (FUZREM, FLREM, FNNREM), kết quả trong Hình 3.20 và Hình 3.21 cho thấy các cơ chế có biên độ dao động chiều dài hàng đợi tương đối bé. Hình 3.20 thể hiện sự khác biệt về dao động hàng đợi của cơ chế FNNREM với cơ chế FUZREM và Hình 3.21 cho thấy sự khác nhau về hàng đợi của cơ chế FNNREM với cơ chế FLREM.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Thời gian (giây)
a) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FUZREM Chiều dài hàng đợi (gói tin) FUZREM
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FNNREM
Thời gian (giây)
b) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FNNREM
Hình 3.20. Kiểm soát hàng đợi của cơ chế FURZEM và FNNREM
Thời gian (giây)
a) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FLREM
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FNNREM
Thời gian (giây)
b) Sử dụng hàng đợi của cơ chế FNNREM
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FLREM
Hình 3.21. Kiểm soát hàng đợi của cơ chế FURZEM và FNNREM
Từ các kết quả mô phỏng và phân tích trên, cho thấy hiệu quả kiểm soát chiều dài hàng đợi của các cơ chế tốt dần khi sử dụng bộ điều khiển mờ thích nghi, bộ điều khiển mờ tối ưu để cải tiến các cơ chế quản lý hàng đợi tích cực.
3.6.1.2. Khả năng đáp ứng của FNNRED và FNNREM
Khả năng đáp ứng của các cơ chế quản lý hàng đợi dựa trên kích thước hàng đợi được thể hiện ở Hình 3.22 và Hình 3.23. Cơ chế FEM cần 10 giây để ổn định hàng đợi khi giảm số luồng đi một nữa (giảm tải) ở giây thứ 40, con số này của FLRED là 6 giây và của FNNRED là 4 giây. Kết quả tương tự khi ở giây thứ 70, tăng số luồng lên 100 (tăng tải), FEM cần 5 giây cho sự ổn định hàng đợi, FLRED và FNNRED cần 3 giây. Mặt khác, trong cả hai trường hợp gây nên biến động tải của mạng, biên độ dao động của chiều dài hàng đợi của FNNRED luôn thấp hơn so với FEM và FLRED.
Thời gian (giây)
a) Khả năng đáp ứng của cơ chế FEM
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FNNRED
Thời gian (giây)
b) Khả năng đáp ứng của cơ chế FNNRED
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FEM
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
Hình 3.22. Khả năng đáp ứng của FEM và FNNRED
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FNNRED
Thời gian (giây)
b) Khả năng đáp ứng của cơ chế FNNRED
0 10 20 30 40 500 60 70 80 90
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Thời gian (giây)
a) Khả năng đáp ứng của cơ chế FLRED
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FLRED
Hình 3.23. Khả năng đáp ứng của FLRED và FNNRED
Thời gian đáp ứng và biên độ dao động hàng đợi của cơ chế FNNREM luôn là nhỏ nhất, trong cả hai trường hợp giảm tải và tăng tải. Điều này có được là do FNNREM dùng điều khiển mờ tối ưu để huấn luyện và cập nhật các tham số hệ mờ sao cho đầu ra của hệ thống gần đạt các giá trị mong muốn nhất.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FNNREM
Thời gian (giây)
b) Khả năng đáp ứng của cơ chế FNNREM
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
Thời gian (giây)
a) Khả năng đáp ứng của cơ chế FUZREM
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FUZREM
Hình 3.24. Khả năng đáp ứng của FUZREM và FNNREM
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Thời gian (giây)
a) Khả năng đáp ứng của cơ chế FLREM
Chiều dài hàng đợi (gói tin) FLREM Chiều dài hàng đợi (gói tin)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
FNNREM
Thời gian (giây)
b) Khả năng đáp ứng của cơ chế FNNREM
Hình 3.25. Khả năng đáp ứng của FLREM và FNNREM
Dựa vào kết quả cài đặt mô phỏng và hình ảnh các đồ thị cho thấy, thời gian đáp và biên độ dao động của hàng đợi giảm dần khi khi tại nút mạng lần lượt áp dụng các cơ chế quản lý hàng đợi có dùng bộ điều khiển mờ truyền thống, bộ điều khiển mờ thích nghi và bộ điều khiển mờ tối ưu để cải tiến các cơ chế này.
3.6.2. Đánh giá hiệu năng của FNNRED và FNNREM 3.6.2.1. Đánh giá tỉ lệ mất gói tin của FNNRED và FNNREM
Hình 3.26 biểu diễn số liệu của Bảng B.5 và Bảng B.6 của Phụ lục B, thể hiện tỉ lệ mất gói
tin của các cơ chế quản lý hàng đợi tích cực có sử dụng điều khiển mờ. Từ đồ thị, thấy rằng khi kích thước hàng đợi tại bộ định tuyến tăng thì tỉ lệ mất gói tin của các cơ chế đều giảm và khi tăng số luồng kết nối vào bộ định tuyến thì tỉ lệ mất gói tin tăng
0 10 50 100 150 200 250 300
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Số luồng kết nối
b) Mức độ mất gói tin khi tải nạp thay đổi
Tỉ lệ mất gói tin (%)
FEM FLRED FLREM FNNRED FNNREM FUZREM
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
a)Mức độ mất gói tin theo chiều dài hàng đợi
Tỉ lệ mất gói tin (%)
FEM FLRED FLREM FNNRED FNNREM FUZREM
Hình 3.26. Tỉ lệ mất gói tin của các cơ chế dùng điều khiển mờ
Điều này chứng tỏ rằng, tỉ lệ mất gói tin của các cơ chế AQM trong mô phỏng phụ thuộc lớn vào các bộ điều khiển mờ mà nó sử dụng. Từ đồ thị trên Hình 3.26, thấy rằng khi cải tiến cùng một cơ chế truyền thống (RED, REM) thì cơ chế nào dùng bộ điều khiển mờ thích nghi AFC sẽ có tỉ lệ mất gói thấp hơn so với cơ chế dùng bộ điều khiển mờ truyền thống, nhưng lại có tỉ lệ mất gói cao hơn so với các cơ chế dùng bộ điều khiển mờ tối ưu FNN.
3.6.2.2. Đánh giá sử dụng đường truyền của FNNRED và FNNREM
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
Chiều dài hàng đợi (gói tin)
a) Mức sử dụng đường truyền theo chiều dài hàng đợi
Mức độ sử dụng đường truyền (%)
FEM FLRED FLREM FNNRED FNNREM FUZREM
0 10 50 100 150 200 250 300
86 88 90 92 94 96 98 100
Số luồng kết nối
b) Mức độ sử dụng đường truyền theo số luồng kết nối
Mức độ sử dụng đường truyền (%)
FEM FLRED FNNRED FLREM FNNREM FUZREM
Hình 3.27. Mức độ sử dụng đường truyền của các cơ chế dùng điều khiển mờ
Dựa trên đồ thị, nhận thấy sự phân hoạch các cơ chế theo mức độ đường truyền. Trong cả hai đồ thị của Hình 3.27, mức độ sử dụng đường truyền được tăng đần từ nhóm các cơ chế sử dụng bộ điều khiển mờ truyền thống (như FEM, FUZREM), tiếp theo là nhóm các cơ chế sử dụng bộ điều khiển mờ thích nghi AFC (như FLRED, FLREM) cho đến nhóm các cơ chế sử dụng bộ điều khiển mờ tối ưu FNN (như FNNRED, FNNREM). Điều này phù hợp với kết quả phân tích lý thuyết, khi AFC sử dụng hệ mờ Sugeno có cơ chế điều chỉnh tham số đầu ra K và phương pháp xác định các mẫu Gm cho các giá trị mục tiêu, và FNN được xây dựng từ AFC bằng cách huấn luyện để có bộ giá trị cho tham số tối ưu, sao cho sai lệch các giá trị đầu ra của hệ thống so với các giá trị mong muốn là nhỏ nhất.