CÁC CHIẾN LƯỢC ĐÁNH DẤU GÓI TIN DỰA TRÊN THÔNG BÁO TẮC NGHẼN RÕ TIỂU LUẬN MÔN HỌC: MẠNG VÀ KỸ THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU Giáo viên hướng dẫn: T.S Võ Thanh Tú Nhóm thực hiện: 1. Trần Như Đăng Tuyên 2. Lê Bá Minh Phong 3. Nguyễn Thị Thanh Tâm NỘI DUNG: Các chiến lược đánh dấu gói tin dựa trên sự thông báo tắc nghẽn rõ Đặt vấn đề Kết luận 1 2 3  Cùng với sự phát triển CNTT, tắc nghẽn mạng thường xuyên xảy ra. Nếu kéo dài thì các gói tin bị mất (do time out). TCP có vài cơ chế để chống tắc nghẽn, trong đó làm rớt gói tin được sử dụng chính để dự báo tắc nghẽn. Khi mất gói tin thì phí phạm tài nguyên  sử dụng không đúng mức băng thông mạng.  Lý do rớt gói tin là do mạng không có khả năng xác định sớm tắc nghẽn và cung cấp thông báo tới các trạm.  Vấn đề tắc nghẽn là: Xác định-Thông báo-Phản hồi  cần sử dụng quản lý hàng đợi với cơ chế rõ ràng.  Thông báo rõ tắc nghẽn (ECN) là một cơ chế hỗ trợ phản hồi lại thông báo từ router đến trạm phát TCP đã được dự báo tắc nghẽn. I. ĐẶT VẤN ĐỀ: ECN khi được sử dụng sẽ làm giảm bớt những mất mát gói tin do sự tắc nghẽn và thời gian trễ của giao thức truyền tin TCP. Tiểu luận sẽ xem xét 3 chiến lược đánh dấu cho ECN: Mark-Tail, Mark-Random, Mark-Front.  Mark-Tail thực hiện đánh dấu gói tin đến.  Mark-Front đánh dấu gói tin đầu của hàng đợi.  Mark-Random lựa chọn ngẫu nhiên gói tin từ hàng đợi của router và đánh dấu gói tin. Phương pháp: So sánh và đánh giá chiến lược đánh dấu cho ECN để xác định chiến lược cho kết quả tốt về thông lượng và cân bằng bằng các thí nghiệm. I. ĐẶT VẤN ĐỀ: 1. Cơ chế thông báo tắc nghẽn rõ (ECN) Trạm phát cung cấp cho router những cảnh báo ECN về tắc nghẽn. Router phân phát những cảnh báo từ trạm nhận đến trạm phát. Trạm nhận nhận trách nhiệm báo lại thông tin ECN cho trạm phát. Cơ chế này sử dụng 2 bit trong phần đầu IP và 2 bit trong TCP để phát cảnh báo. Router sử dụng cơ chế tuơng tự RED để xác định tắc nghẽn, thay cho rớt gói tin, router đặt một bit trên phần đầu TCP. Trạm nhận, nhận được gói tin IP bị đánh dấu thì phản hồi lại bằng cách đặt 1 bit trong phần đầu TCP của ACK. Trạm phát khi nhận được thông báo sẽ điều chỉnh lại tốc độ phát. * Những cảnh báo tắt nghẽn cơ bản không làm mất gói tin và làm cho việc sử dụng thông lượng đường truyền hiệu quả hơn. II. CÁC CHIẾN LƯỢC ĐÁNH DẤU GÓI TIN  Nếu kích thước hàng đợi trung bình nằm giữa ngưỡng cực đại và cực tiểu thì gói tin được đánh dấu (xác định) như một gói CE (tắc nghẽn) và gửi đến nơi nhận (thông báo).  Khi nhận được gói CE, bên nhận sẽ phản hồi ECN trở lại cho bên gửi cho đến khi nó nhận được gói CWR (giảm cửa sổ tắt nghẽn) từ bên gửi. Bên gửi chỉ cần trả lời khi có báo hiệu của gói tin ECN đầu tiên và lờ đi sự phản hồi RTT của các gói tin khác; nếu kích thước hàng đợi trung bình là lớn hơn ngưỡng cực đại của vùng đệm RED thì cho rơi gói tin. S D Sơ đồ cơ chế ECN khi sử dụng với RED II. CÁC CHIẾN LƯỢC ĐÁNH DẤU GÓI TIN Lợi ích của việc sử dụng ECN? Giảm sự không cần thiết để làm mất gói tin, tăng tốc phân phát của cảnh báo tắt nghẽn thay vì tin cậy vào việc mất gói tin và quan trọng là có thể thêm vào độ trễ của nguồn phát sinh tắt nghẽn trên mạng. Vấn đề cần tìm hiểu: Thay đổi các chiến lược đánh dấu gói tin khác sẽ có những ảnh hưởng gì đến việc thực thi ECN? Có hay không sự khác nhau khi thực hiện luồng có ECN và luồng không có ECN? Chiến lược đánh dấu nào cho ECN cho kết quả tốt về thông lượng và cân bằng? Thí nghiệm mô phỏng trên NS2 Xét mô hình mạng Thực hiện đo thông lượng của luồng từ 2 đến 10 điểm phát và thu, thực hiện với các trường hợp không có ECN hoặc có ECN với cơ chế các đánh dấu Mark-Tail, Mark- Front, Mark-Random. Thí nghiệm 1: Bảng thông lượng các luồng ECN Kết nối 2 3 4 5 6 7 8 9 10 None-ECN 1442.25 1458.41 1484.73 1489.17 1524.3 1523.98 1524.92 1545.07 1547.15 Mark-Tail 1506.71 1519.05 1527.3 1535.62 1543.35 1547.32 1545.57 1549.58 1553.22 Mark- Random 1511.62 1527.37 1531.15 1540.99 1544.15 1546.99 1547.96 1550.3 1551.76 Mark-Front 1509.43 1525.33 1535.71 1546.58 1544.9 1546.18 1548.93 1555.4 1555.64 Kết quả Thí nghiệm: [...]... tập trung vào việc cải tiến xử lý hàng đợi tại các nút mạng và giao thức truyền dẫn TCP Thông báo tắc nghẽn rõ (ECN) khi sử dụng cổng hàng đợi RED giúp giảm bớt sự mất mát gói tin và thời gian trễ của giao thức truyền dẫn TCP Tuy nhiên, việc lựa chọn kích thước vùng đệm và các tham số tối ưu cho vùng đệm tại cổng hàng đợi RED để đạt được hiệu quả truyền dẫn thông tin cao nhất là một vấn đề mở cần phải... gần như bằng nhau, nó không lệ thuộc vào các chiến lược được sử dụng để đánh dấu III KẾT LUẬN Kết quả các thí nghiệm cho thấy chiến lược MarkRandom cho kết quả về thông lượng và cân bằng tốt hơn so với Mark-Front và Mark-Tail Có sự khác nhau khi thực hiện luồng có ECN và luồng không ECN Hướng nghiên cứu tiếp tục: - Nghiên cứu sâu các cơ chế làm tăng hiệu năng của mạng, đề xuất các mô hình dựa trên sự... 9 10 Nhận xét:  Mạng không bật ECN có hiệu quả về thông lượng thấp nhất  Thực hiện chiến luợc Mark-Tail cho ECN hiệu quả kém nhất trong các chiến lược đánh dấu  Cả Mark-Front và Mark-Random cho hiệu quả tốt nhất và có thể so sánh được trong tập hợp thông lượng Thí nghiệm 2: Kiểm tra không cân bằng thông lượng, thực hiện các chiến lược đánh dấu khác nhau Cho nguồn Si đặt độ trễ truyền đi của liên... dẫn đến tắc nghẽn mạng - Mở rộng xem xét bài toán có sự thay đổi các tham số hàng đợi, cải tiến giao thức TCP để điều khiển luồng đáp ứng với những mô hình quản lý hàng đợi tích cực hơn Cám ơn thầy giáo và các bạn đã quan tâm lắng nghe! Lưu ý: Có khá nhiều giải pháp cải tiến được các nhà khoa học đưa ra để giải quyết vấn đề chống sự tắt nghẽn mạng Các giải pháp thường tập trung vào việc cải tiến xử... khác nhau Cho nguồn Si đặt độ trễ truyền đi của liên kết từ Si đến R1 là i*20ms Cho 4 kích thước hàng đợi 60, 120, 180, 240 gói tin Ngưỡng min và ngưỡng max RED tương ứng lần lượt sẽ là 25% (15, 20, 45 và 60) và 50% (30, 60, 90, 120) Tăng hàng đợi thành 0,005 và Pmax=0,1 Thực hiện trên các luồng khác nhau là 4, 6, 8, 10 Kết quả Thí nghiệm: 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Non-ECN Tail... ECN và không ECN cùng chia sẻ đường liên kết thắt nút cổ chai Thực hiện đánh dấu: Tất cả số máy phát Si lẻ bật ECN, còn máy chẵn không bật ECN Chúng ta sẽ tìm hiểu, khi router chọn 1 gói tin, nếu máy phát bật ECN thì router sẽ đánh dấu gói, ngược lại sẽ làm rớt gói tin như làm ở RED Thực hiện với các luồng kết nối khác nhau có kết quả như sau: Kết quả Thí nghiệm: Bảng, biểu đồ thông lượng có ECN và. .. 350 200 300 250 ecn 200 non-ecn ecn 150 non-ecn 150 100 100 50 50 0 0 mark-tail mark-rand mark-front 4 luồng mark-tail mark-rand mark-front 6 luồng Kết quả Thí nghiệm: Bảng, biểu đồ thông lượng có ECN và không ECN MarkTail MarkRand MarkFront MarkTail MarkRand MarkFront ECN 192 190 185 ECN 136 142 140 Non ECN 142 146 152 Non ECN 128 124 128 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 160 140 120 100 ecn 80 . CHIẾN LƯỢC ĐÁNH DẤU GÓI TIN DỰA TRÊN THÔNG BÁO TẮC NGHẼN RÕ TIỂU LUẬN MÔN HỌC: MẠNG VÀ KỸ THUẬT TRUYỀN DỮ LIỆU Giáo viên hướng dẫn: T.S Võ Thanh Tú Nhóm thực hiện: 1. Trần Như Đăng Tuyên. phân phát của cảnh báo tắt nghẽn thay vì tin cậy vào việc mất gói tin và quan trọng là có thể thêm vào độ trễ của nguồn phát sinh tắt nghẽn trên mạng. Vấn đề cần tìm hiểu: Thay đổi các chiến. 120, 180, 240 gói tin. Ngưỡng min và ngưỡng max RED tương ứng lần lượt sẽ là 25% (15, 20, 45 và 60) và 50% (30, 60, 90, 120). Tăng hàng đợi thành 0,005 và P max =0,1 Thực hiện trên các luồng