Kịch bản 5 là một tô-pô ngẫu nhiên, được hình thành bởi 50 trạm ở các vị trí ngẫu nhiên trong một vùng kích thước 1000m × 1000m. Giữa 50 trạm này, n trạm được chọn ngẫu nhiên và n trạm này sinh ra các lưu lượng UDP đến một trạm đích. Tổng cộng lượng tải được cung cấp của các trạm nguồn được đặt bằng với tỷ lệ dữ liệu của kênh truyền là 2 Mbps.Giá trị trung bình của Fair Index và tổng thông lượng đầu cuối được dùng như những thước đo để so sánh. Mỗi điểm dữ liệu được tính trung bình thông qua 20 mô phỏng. Kết quả mô phỏng được thể hiện trong hình 5.13 và 5.14.
Hình 5.13: Chỉ số công bằng trong kịch bản 5
Hình 5.14: Thông lượng tổng cộng trong kịch bản 5 5.6 Kịch bản 6: The Large-EIFS Topology (dữ liệu TCP)
Các kịch bản từ 1 đến 5 đều được thực hiện với dữ liệu UDP. Kịch bản thứ 6 có mô hình tương tự kịch bản 1 nhưng với dữ liệu TCP. Với TCP, chúng ta chủ yếu xem xét tính công bằng, kết quả thực hiện cũng cho chỉ số công bằng (Fairness Index) của các giải pháp được đề xuất tốt hơn so với các giải pháp truyền thống:
Phương pháp Chỉ số công bằng
FIFO 0.770154027
PCRQ 0.8438112
Module Set I 0.974826142
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận
Trong luận văn này, các vấn đề về tính công bằng trong mạng không dây ad hoc đa chặng đã được nghiên cứu, chủ yếu tập trung vào lý do tại sao các phương pháp lập lịch FIFO và Round Robin chỉ cho hiệu năng thấp. Lập lịch FIFO chỉ có một hàng đợi, do đó nó không thể giải quyết vấn đề tranh chấp ở tầng liên kết. Lập lịch Round Robin cũng hoạt động không hiệu quả bởi các băng thông được cấp phát tại tầng MAC và không thích hợp cho các luồng chuyển tiếp và luồng trực tiếp ở tầng liên kết.
Luận văn đã tìm hiểu một phương pháp lập lịch mới được đề xuất, phương pháp PCRQ [19] ở tầng liên kết để giải quyết các vấn đề trên. Bằng cách kiểm soát số gói tin đầu vào của hàng đợi, thời gian xoay vòng của các hàng đợi đang được đọc, và số gói tin đầu ra của hàng đợi, lập lịch PCRQ sẽ gián tiếp điều khiển kênh truyền được chia sẻ ở tầng MAC. Vì hoạt động ở tầng liên kết nên phương pháp này có thể cài đặt ở router mà không cần thay đổi phần cứng.
Ngược lại với giải pháp PCRQ chỉ hoạt động ở tầng liên kết, một giải pháp xuyên tầng cũng được tìm hiểu trong luận văn, giải pháp được đề xuất trong [23] hoạt động ở các tầng vật lý, MAC và liên kết nhằm đạt được sự công bằng giữa các trạm cũng như sự công bằng trên từng luồng trong trạm. Với giải pháp xuyên tầng này, cửa sổ tranh chấp CW sẽ được chọn lựa với một giá trị tốt để đạt được sự cấp phát băng thông công bằng giữa các trạm cũng như giữa các luồng trong trạm.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
Dựa trên những nghiên cứu trong luận văn, hướng tiếp theo của đề tài này có thể tìm hiểu đánh giá về tính công bằng đối với các lưu lượng kiểu TCP, ví dụ TCP không phân biệt được các gói tin bị mất mát do tắc nghẽn mạng với các gói tin bị mất do lỗi kết nối không dây. Lược đồ xuyên tầng đã được tìm hiểu trong luận văn có thể được mở rộng theo hướng xem xét thông tin trao đổi giữa tầng MAC và tầng TCP nhằm cải tiến hiệu năng của các mạng có lưu lượng hỗn hợp cả TCP và UDP.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] I. S. Department, “IEEE 802.11 Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications,” ANSI/IEEE Standard 802.11, 1999. [2] G. Forman and J. Zahorjan, “The challenges of mobile computing,” IEEE
Computer, vol. 27, no. 4, pp. 38–47, 1994.
[3] S. Xu and T. Saadawi, “Does the IEEE 802.11 MAC Protocol Work Well in Multihop Wireless Ad Hoc Networks?,” IEEE Communications Magazine, pp. 130–137, 2001.
[4] Z. Li, S. Nandi, and A. K. Gupta, “ECS: An Enhanced Carrier Sensing Mechanism for Wireless Ad-hoc Networks,” Computer Communication, vol. 28, no. 17, pp. 1970–1984, 2005.
[5] J. Jangeun and M. Sichitiu, “Fairness and QoS in Multihop Wireless Networks,” IEEE Vehicular Technology Conference, vol. 5, pp. 2936–2940, 2003.
[6] O. Shagdar, K. Nakagawa, and B. Zhang, “Achieving Per-Flow Fairness in Wireless Ad Hoc Networks,” Elec. Comm. in Japan, Part 1, vol. 89, no. 8, pp. 37–49, 2006.
[7] H. Izumikawa, K. Sugiyama, and S. Matsumoto, “Scheduling Algorithm for Fairness Improvement among Subscribers in Multihop Wireless Networks,”
Elec. Comm. in Japan, Part 1, vol. 90, no. 4, pp. 11–22, 2007. [8] The Network Simulator: ns-2. http://www.isi.edu/nsnam/ns/.
[9] P. Gupta and P. R. Kumar, “The capacity of wireless networks,” IEEE Transactions on Information Theory, vol. IT-46, pp. 388–404, 2000.
[10] J. Li, “Capacity of Ad Hoc Wireless Networks,” ACM/IEEE MobiCom’01, pp. 61–69, 2001.
[11] H. T. Friis, “A note on a simple transmission formula,” Proceedings of the IRE, vol. 34, pp. 254–256, 1946.
[12] T. S. Rappaport, Wireless Communications: Principles and Practice. New Jersey: Prentice Hall, 1996.
[13] C. Perkins and P. Bhagwat, “Highly dynamic destination-sequenced distance- vector routing (DSDV) for mobile computers,” In Proceedings of the conference on Com- munications architectures, protocols and applications, pp. 234–244, 1994.
[14] D. B. Johnson and D. A. Maltz, “Dynamic Source Routing in Ad Hoc Wireless Networks,” in Mobile Computing, vol. 353, ch. 5, pp. 153–181, Kluwer Academic Publishers, 1996.
[15] C. E. Perkins, E. M. Belding-Royer, and S. R. Das, “Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing,” RFC Experimental 3561, Internet Engineering Task Force, July 2003.
[16] V. D. Park and M. S. Corson, “A Highly Adaptive Distributed Routing Algorithm for Mobile Wireless Networks,” in IEEE Conference on Computer Communications, INFOCOM’97, April 7-11, 1997, Kobe, Japan, vol. 3, pp. 1405–1413, IEEE, IEEE, April 1997. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[17] V. Bharghavan, A. Demers, S. Shenker, and L. Zhang, “MACAW: a media access protocol for wireless LAN’s,” SIGCOMM Comput. Commun. Rev., vol. 24, no. 4, pp. 212–225, 1994.
[18] P. T. Giang, O. Shagdar, and K. Nakagawa, “FAIRNESS IN MULTIHOP AD HOC NETWORKS,” IEICE General Conference, p. 248, 2007.
[19] P. T. Giang and K. Nakagawa, “Archieving fairness over 802.11 multi-hop wireless ad hoc networks,” IEICE Trans. Commun., vol. E92-B, no. 8, pp. 2628-2637, Aug. 2009.
[20] Tcl: Tool Command Language. http://www.tcl.tk/.
[21] D. Vardalis, “On the Efficiency and Fairness of TCP over Wired/Wireless Networks,” Master’s thesis, State University of New York at Stony Brook, 2001. [22] P. T. Giang, “Fairness and throughput improvement for multi-hop wireless ad
hoc networks,” Doctor’s thesis, Department of Electrical, Electronics and Information Engineering, Nagaoka University of Technology (NUT), Japan, 2010.
[23] PT. Giang and K. Nakagawa, “Cross-Layer Scheme to control Contention Window for per-flow Fairness in Asymmetric Multi-hop Networks,” IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E93-B No.9 pp.2326-2335, 2010. [24] Đỗ Đình Cường, Luận án thạc sĩ “Nghiên cứu hoạt động của một số giao thức
định tuyến trong mạng không dây kiểu không cấu trúc,” Đại học Thái Nguyên, hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Văn Tam, 2005.
[25] R. Jain, D. M. Chiu, and W. Hawe, “A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared computer systems,” Technical Report TR-301, DEC Research Report, 1984.
[26] C. Chaudet, I.G. Lassous, E. Thiery, and B. Gaujal, “Study of the impact of asymmetry and carrier sense mechanism in ieee 802.11 multi-hops networks
through a basic case,” PE-WASUN’04: Pro. 1st ACM international workshop on Performance evaluation of wireless ad hoc, sensor, and ubiquitous networks, pp.1-7, ACM Press, New York, NY, USA, 2004.
PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN DÙNG ĐỂ MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN
Để thuận tiện trong quá trình thay đổi tham số, thay đổi kịch bản mô phỏng, các script sau được sử dụng:
- autorun.sh: Shell script dùng để chạy mô phỏng, trong script này sẽ include
các file .tcl dùng để mô tả các cấu hình khác nhau ở các kịch bản mô phỏng, việc sử dụng Shell sẽ thuận tiện cho việc chạy các mô phỏng nhiều lần.
- pattern.tcl: mô tả cấu hình trong các kịch bản mô phỏng (số nút tham gia, tọa
độ,…)
- service.tcl: tính toán tỷ lệ lệ dữ liệu giữa các nút, tải được cung cấp trong các
kịch bản mô phỏng
- multihops.tcl: mô tả các thông số chung như băng thông mạng, giao thức định
tuyến, thời gian chạy mỗi lần mô phỏng, kiểu hàng đợi dùng trong mô phỏng…, gọi thực thi chương trình NS-2 để chạy mô phỏng.