Chúng ta xem xét định nghĩa về tính công bằng trên mỗi luồng như sau. Gọi n
là số luồng đang chia sẻ băng thông B của kênh truyền. Lượng tải của luồng thứ i là Gi
và các thông lượng tính toán là Thi, i = 1, 2, …, n. Giả thiết G1 ≤ G2 ≤ … ≤ Gn. Chúng ta định nghĩa tính công bằng bởi công thức sau:
ở đây m là chỉ số trong khoảng 0, …, n sao cho: và
Chúng ta gọi flow i, i = 1, 2, …, m là các luồng có tải ”nhỏ”, và flow i, i = m + 1,
m + 2, ..., n là các luồng có tải “lớn”. Trong trường hợp toàn bộ các luồng đều là luồng có tải lớn (m = 0), tính công bằng lý tưởng trên mỗi luồng sẽ đạt được khi mọi luồng đều có cùng thông lượng. Trong trường hợp có vài luồng thuộc loại luồng có tải nhỏ (m ≥ 1), tính công bằng lý tưởng trên mỗi luồng đạt được khi thông lượng của mỗi
luồng có tải nhỏ bằng với lượng tải của nó, và phần còn lại của băng thông được chia sẻ như nhau bởi các luồng có tải lớn. Ví dụ, nếu có bốn luồng với tải được yêu cầu lần lượt là 0.2 Mbps, 0.5 Mbps, 0.7 Mbps, 0.8 Mbps, và băng thông của kênh truyền là 2 Mbps. Như về các luồng với tải được cung cấp là 0.2 Mbps và 0.5 Mbps là các luồng có tải nhỏ trong khi các luồng với tải được cung cấp là 0.7 Mbps và 0.8 Mbps là các luồng có tải lớn. Độ công bằng lý tưởng ở đây là các thông lượng 0.2 Mbps, 0.5 Mbps, 0.65 Mbps, 0.65 Mbps.
Chúng ta có thể xem xét cả trường hợp các tải được cung cấp không phải hằng số và thay đổi theo thời gian. Việc định nghĩa tính công bằng trên mỗi luồng được dựa trên các tải được cung cấp trung bình cho một khoảng thời gian nhất định.
Chương 5 – Mô phỏng và phân tích kết quả
Chúng ta sẽ đánh giá hiệu năng của mô hình xuyên tầng bằng cách so sánh với các giải pháp lập lịch FIFO trong chuẩn 802.11 [6] và PCRQ được đề xuất trong [19] dựa trên nhiều tô-pô mạng ad hoc đa chặng bất đối xứng. Việc so sánh cũng được thực hiện với việc chỉ sử dụng Module Set I trong lược đồ bởi vì tính công bằng trên mỗi luồng được kỳ vọng sẽ được cải tiến dựa trên cơ sở tính công bằng trên mỗi trạm (được thực thi bởi Module Set I). Chúng ta sử dụng công cụ mô phỏng mạng Network Simulator (NS-2) [8] cho việc đánh giá. Các tham số mô phỏng được mô tả trong Bảng 1. Với các tham số dùng cho mô phỏng lập lịch PCRQ tương tự như trong [19]: trọng số cho các gói tin đầu vào α = 2.0, trọng số cho các gói tin đang xử lý trong hàng đợi β
= 0.3, trọng số cho các gói tin đầu ra γ = 0.3.
Chúng ta sử dụng thông số chỉ số công bằng (Fairness Index), được định nghĩa bởi R. Jain [25] như sau:
ở đây n là số luồng, xi là thông lượng đầu-cuối của luồng i. Miền giá trị của Fair Index
từ 1/n đến 1. Trong trường hợp tốt nhất, ví dụ thông lượng của tất cả các luồng bằng nhau, Fairness Index sẽ là 1. Còn trong trường hợp xấu nhất, mạng hoàn toàn không công bằng, ví dụ chỉ một luồng nhưng lấy toàn bộ dung lượng trong khi các luồng khác không có gì, vì thế Fairness Index là 1/n.
Giá trị thông lượng tổng cộng (total throughput) được định nghĩa bằng tổng các thông lượng của toàn bộ các luồng trong mô phỏng.
Bảng 1 Các tham số dùng trong mô phỏng
Thông số Giá trị Ý nghĩa
Channel data rate 2 Mbps Tỷ lệ dữ liệu của kênh Antenna type Omni direction Ăng-ten mọi hướng
Radio Propagation Two-ray ground Kiểu truyền sóng vô hướng Transmission range 250 m Miền phát Carrier Sensing range 550 m Miền cảm nhận sóng mang
MAC protocol IEEE 802.11 b (RTS/CTS)
Contention Window
CWmin = 32, CWmax = 1024
Kích thước cửa sổ tranh chấp
Connection type UDP/CBR Kiểu kết nối UDP, nguồn sinh lưu lượng không đổi
Buffer size 100 packet Kích thước bộ đệm
Simulation time 300 s Thời gian mô phỏng 300 giây
Có năm kịch bản [23] được thực hiện để đánh giá hiệu quả của lược đồ xuyên tầng như dưới đây. Mã nguồn các script mô phỏng dùng cho các đánh giá được để trong phần phụ lục của luận văn. Mỗi kịch bản đều thực hiện so sánh 4 giải pháp:
- Lập lịch kiểu FIFO truyền thống (FIFO scheduling) - Lập lịch có cải tiến PCRQ [19] (PCRQ scheduling)
- Sử dụng lược đồ xuyên tầng gồm tập môđun I [23] (Module Set I) - Sử dụng lược đồ xuyên tầng gồm cả 5 môđun [23] (Proposed Method)
Mô phỏng giải pháp đầu tiên thực hiện trên NS-2 phiên bản 2.29; giải pháp thứ hai được thực hiện trên NS-2 phiên bản 2.29 đã biên dịch lại theo cấu trúc hàng đợi PCRQ được cung cấp trong [19]; hai giải pháp cuối được thực hiện trên NS-2 phiên bản 2.29 đã biên dịch lại theo các môđun được cung cấp trong [23].
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});