MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo khoa CNTT trường ĐHHP đặc biệt thầy Lê Đắc Nhường, người nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực hành tìm hiểu đề tài Trong trình làm đề tài cố gắng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến giúp đỡ thầy cô hội đồng Hải Phòng, tháng năm 2016 Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG MỤC LỤC Sinh viên: Phạm Công Chiến Page GVHD: TS Lê Đắc Nhường MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG DANH MỤC HÌNH ẢNH Sinh viên: Phạm Công Chiến Page GVHD: TS Lê Đắc Nhường MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường MỞ ĐẦU Đánh giá hiệu mạng máy tính nói riêng hệ thống truyền thông nói chung vấn đề thời thu hút quan tâm người làm việc lĩnh vực mạng Những phương pháp phân tích đánh giá hiệu mạng giúp người tiến gần tới ứng dụng thực tế khả nâng cao hiệu cho hệ thống mạng truyền thông đại Mục đích phương pháp đánh giá hiệu để dự đoán hoạt động hệ thống Khi xây dựng hệ thống sửa chữa nâng cấp hệ thống cũ, người ta phải sử dụng phương pháp đánh giá hiệu để dự đoán ảnh hưởng đến hiệu hệ thống Khía cạnh quan trọng đánh giá hiệu đo đạc theo dõi hiệu hệ thống Bằng việc quan sát theo dõi hiệu hệ thống, ta biết hoạt động hệ thống nào, hệ thống tải Điều kiện tiên việc đo đạc hiệu hệ thống phải có thông số để đo Một khía cạnh quan trọng khác việc đánh giá hiệu trình đo đạc thông thường người ta làm hệ thống thay đổi chút ít, thêm vài thông số vào liệu chẳng hạn Điều dẫn tới làm thay đổi hiệu hệ thống Có nhiều phương pháp mô hình hóa khác qua có nhiều cách phân loại khác Phương pháp phân loại phổ biến hay sử dụng phương pháp phân tích toán học ( analytical techniques ) phương pháp mô ( simulative techniques ) Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG 1.1 Khái niệm hiệu mạng Hiệu mạng vấn đề phức tạp yếu tố tổng hợp đưa nhằm đánh giá vấn đề hiệu chưa thực rõ ràng Đã có nhiều khái niệm, tham số đưa nhằm minh chứng cho chất vấn đề hiệu năng, lý giải cho việc truyền thông tin hiệu hay hiệu hệ thống mạng Tuy nhiên, thực tế cần có khái niệm chất sát thực tiễn với mục tiêu đánh giá toàn vấn đề hiệu bao gồm yếu tố đo đạc, theo dõi, điều khiển tính đến Có thể sơ lược khái niệm hiệu mạng sau: Hiệu mạng hiệu lực hoạt động hệ thống mạng Như vậy, việc đánh giá hiệu mạng tính toán xác định hiệu quả, lực thực hệ thống mạng điều kiện khác Các điều kiện sử dụng đánh giá hiệu quan trọng, chúng ảnh hưởng trực tiếp tới kết thu Trong điều kiện ảnh hưởng tới trình đánh giá hiệu kịch mô tả yếu tố then chốt định giá trị hiệu điểm cần đo Trong kịch cần xác định tham số đầu vào rõ ràng nút tham gia hệ thống, thiết bị kết nối, tác nhân tham gia, giao thức hoạt động, ứng dụng triển khai, thời gian thực hiện, nhiều yếu tố khác kết hợp tạo kịch hoàn thiện 1.2 Các độ đo hiệu Có thể phân độ đo hiệu thành hai loại: độ đo hướng tới người sử dụng độ đo hướng tới hệ thống Trong độ đo hướng tới người sử dụng, thời gian đáp ứng (response time) thường sử dụng hệ thời gian thực môi trường hệ thống tương tác Đó khoảng thời gian từ có yêu cầu ( request ) đến hệ thống hệ thống thực xong Trong hệ thống tương tác, người ta sử dụng độ đo thời gian phản ứng hệ thống (system reaction time) thay cho Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường thời gian đáp ứng Đó khoảng thời gian tính từ input đến hệ thống yêu cầu chứa input nhận khe thời gian (slice time) phục vụ Độ đo đo mức độ hiệu dụng lập lịch hệ thống việc nhanh chóng cung cấp dịch vụ cho yêu cầu đến Trong hệ thống mạng máy tính, đại lượng thời gian đáp ứng, thời gian phản ứng hệ thống xem biến ngẫu nhiên, người ta thường nói phân bố, kỳ vọng, phương sai chúng Các độ đo hướng tới hệ thống điển hình thông lượng (throughput) thời gian trễ ( delay time, delay) Thông lượng định nghĩa số đơn vị thông tin tính trung bình vận chuyển qua mạng đơn vị thời gian Đơn vị thông tin bit, byte hay gói số liệu Nếu đơn vị thông tin vào mạng theo chế độc lập với trạng thái mạng, thông lượng tốc độ đến trung bình mạng có khả vận chuyển, không dẫn đến trạng thái bị tắc nghẽn Một số trường hợp người ta sử dụng đại lượng không thứ nguyên Hệ số sử dụng đường truyền (Line Utilization) hay gọi thông lượng chuẩn hoá, tỉ số thông lượng lực vận chuyển đường truyền (line capacity) Thời gian trễ thời gian trung bình để vận chuyển gói số liệu qua mạng, từ nguồn tới đích Cũng có trường hợp người ta sử dụng đại lượng thời gian trễ chuẩn hoá, tỉ số thời gian trễ tham số thời gian đó, thí dụ thời gian cần thiết để truyền gói tin (packettransmition time) 1.3 Các phương pháp đánh giá hiệu 1.3.1.Phương pháp toán học Việc sử dụng phương pháp toán tính toán hiệu mạng thực từ lâu, công cụ toán học sử dụng linh hoạt đa dạng xác suất thống kê, đồ thị, quy hoạch, luồng, để giải nhiều vấn đề hiệu Ưu điểm phương pháp toán học xác định ngưỡng giá trị hệ thống qua việc xác định mối tương quan yếu tố Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường trước tồn hệ thống Nhưng áp dụng thực tế, việc mô tả đầy đủ yếu tố đầu vào cho toán khó khăn kết phương pháp nhiều hạn chế 1.3.2.Phương pháp đo thực tế Sau hệ thống mạng xây dựng, hệ thống tổng thể kết nối thiết bị với công nghệ khác việc đo đạc để đưa kết từ mô hình thật quan trọng Khi thực đo thực tế, người đo phải dựng kịch cần đo từ tạo điều kiện giống với kịch thực tế sử dụng công cụ đo phần mềm, thiết bị đo để thu nhận kết thực tế từ hoạt động hệ thống theo kịch Thông thường với phương pháp đo thực tế cho kết với độ xác cao, nhiên việc đầu tư lớn trước biết kết hoạt động nhiều gây lãng phí giải pháp đo thực tế sử dụng để giám sát hoạt động mạng Để đo giá trị hiệu năng, quan trọng lấy thông tin xác hệ thống Hiện phổ biến có phương pháp lấy thông tin sau: • Truy vấn nút mạng để lấy trực tiếp thông tin lưu trữ • Theo dõi luồng thông tin thực tế hệ thống • Xây dựng kịch với liệu thử nghiệm để đo hệ thống 1.3.3 Phương pháp mô Để giảm sai số phương pháp toán học, giảm chi phí đầu tư cho hệ thống trước đo thực tế, phương pháp mô sử dụng Việc mô hệ thống đòi hỏi phải mô tả xác, chân thực tính năng, kỹ thuật, yếu tố ràng buộc nhân tố tham gia ảnh hưởng tới hệ thống thực tế xây dựng Như vậy, để kết xác đòi hỏi công tác mô tả kịch phải chuẩn xác Trong khuôn khổ môn học, sâu vào tìm hiểu áp dụng phương pháp mô vào đánh giá hiệu mạng Có hai phương pháp sử dụng mô hệ thống mạng mô thời gian thực mô rời rạc Để mô Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường theo thời gian thực khó phương pháp phổ biến mô rời rạc tức kiện xác định rõ ràng có thời điểm mô tả trục thời gian 1.4 Các tham số đánh giá hiệu Để lượng hóa vấn đề hiệu mạng, cần thiết phải có tham số tiêu biểu đặc trưng cho vấn đề Trong đó, tham số sau sử dụng khái niệm điển hình mà nhìn vào chúng cho thấy kết đánh giá hiệu mạng 1.4.1.Tính sẵn sàng (Availability) Tính sẵn sàng thước đo xác định đánh giá trạng mạng có khả phục vụ, đáp ứng yêu cầu hay không Tham số cho phép luồng thông tin có chuyển tiếp qua hệ thống mạng hay bị tắc nghẽn cần phải xử lý, dịch vụ mạng cung cấp có sẵn sàng cho việc trả lời yêu cầu đưa Vấn đề liên thông hệ thống mạng đề cập tính sẵn sàng Một công cụ, phương pháp đơn giản thường sử dụng kiểm tra tính sẵn sàng hệ thống mạng sử dụng chương trình ping Chương trình thực gửi gói tin giao thức ICMP tới phía máy cần kiểm tra đợi kết trả lời, có kết trả lời xác định tính sẵn sàng hệ thống đích Hình Kiểm tra tính sẵn sàng với chương trình ping Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Ping phương thức kiểm tra kết nối hai thiết bị đường truyền cách đo tổng thời gian gửi phản hồi gửi gói tin chuẩn từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích Đơn vị ping thường tính ms Trong phương thức trao đổi gói theo phương thức TCP người ta thường dùng Ping để ám chất lượng đường truyền Ping phụ thuộc vào yếu tố: + Kết nối: tốc độ mạng + Điểm A: máy tính, điện thoại + Điểm B: server nhà cung cấp dịch vụ Trong ví dụ trên, yêu cầu gửi có kết đáp ứng, số trường hợp tình thực tế việc gói tin thường xuyên xảy ra, điều nhiều nguyên nhân khác nhau, có số nguyên nhân điển hình sau: - Xung đột xảy phân đoạn mạng: Các giao thức điều khiển truy cập đóng vai trò quan trọng trình kiểm soát xung đột, việc lựa chọn giao thức phù hợp ảnh hưởng lớn tới xử lý gói tin hệ thống gặp vấn đề - Các gói tin bị hủy thiết bị mạng: Mỗi thiết bị có đệm nhằm lưu trữ gói tin chưa kịp xử lý Để kiểm soát đệm, thông thường thiết bị sử dụng số giải thuật nhằm trì trật tự đệm giải thuật DropTail, RED, DDR, giải thuật tồn phương án hủy gói tin thỏa mãn điều kiện hủy nhằm trì hoạt động tốt cho thiết bị, tránh tắc nghẽn thời gian xử lý Sinh viên: Phạm Công Chiến Page MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Hình Hiện tượng hủy gói tin đệm thiết bị 1.4.2.Thời gian đáp ứng (Response time) Khi yêu cầu gửi tới, có khoảng thời gian dành cho việc xử lý trước trả kết quả, khoảng thời gian gọi thời gian đáp ứng, bao gồm thời gian đi, thời gian xử lý yêu cầu thời gian Đây tham số quan trọng ảnh hưởng tới trình đánh giá khả giải vấn đề có yêu cầu hạ tầng truyền thông Thời gian đáp ứng chậm thường khả giải vấn đề ứng dụng, hạn chế truyền nhận thông tin giao thức hạ tầng truyền thông tin Có thể số yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới thời gian đáp ứng sau: • Quá tải phân đoạn mạng • Các lỗi xuất mạng • Khiếm khuyết mở rộng mạng • Xử lý thông tin quảng bá mạng chưa tốt • Thiết bị mạng chất lượng • Quá tải nút mạng Thời gian đáp ứng đo milli giây (ms) Thông thường với kết nối mạng LAN thời gian đáp ứng nhỏ milli giây, với kết nối mạng WAN thời gian đáp ứng lên tới 200 300 milli giây Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 10 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường thực thể đơn định nghĩa để mô lớp đơn toàn chồng giao thức tất nút hệ thống mạng thuộc phân vùng Sự tương tác thực thể tuân theo API tương ứng GloMoSim miễn phí, sử dụng tự mà không cần trả phí cho mục đích giáo dục, nghiên cứu tổ chức phi lợi nhuận Tuy nhiên tài liệu gửi với GloMoSim (thậm chí tài liệu hướng dẫn cho người sử dụng) Tập hợp công cụ có khả tăng tốc để tạo topo, để giám sát hoạt động hệ thống, để phân tích kết mô bổ xung hay tổng quát để thiết kế đặc đặc điểm cho tương tác môi trường mô hạn chế QualNet bổ sung phần thiếu sót GloMoSim QualNet sản phẩm thương mại có nguồn gốc từ Scalable Network Technologies, nơi bắt nguồn GloMoSim Tuy nhiên, QualNet nạp thêm vào nhiều tính đánh giá cao so với GloMoSim QualNet có mở rộng mô hình giao thức thực thi xác cho mạng hữu tuyến mạng vô tuyến/ không dây (nội hạt, vệ tinh, mạng ad hoc, mạng cellular) , số lượng lớn tư liệu hỗ trợ kỹ thuật Ba thư viện dùng là: +) Một thư viện chuẩn cung cấp hầu hết mô hình giao thức cần thiết giành cho hai hướng nghiên cứu hướng thương mại, hoạt động mạng hữu tuyến mạng không dây +) Một thư viện MANET cung cấp thêm thành phần cụ thể cho mạng ad hoc khác thư viện chuẩn tồn khác +) Môt thư viện QoS bao gồm giao thức chuyên dùng cho chất lượng dịch vụ QualNet bao gồm mô hình độ cao số hoá - DEM (Digital Elevation Model) để tạo nút sóng vô tuyến chuyển động địa hình không phẳng với đặc tính xạ radio Mô Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 17 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường phỏng, hay thân chương trình mô thiết kế để cung cấp mô hình mạng có độ trung thực cao với hàng vạn nút có lưu lượng tính di động cao Thêm vào QualNet đưa phát triển song song việc quản lý thực thi song song 2.3 OMNet++ OMNet++ mã nguồn mở, thành phần chương trình mô xây dựng tảng C++ Nó cung cấp thư viện mô C++ hỗ trợ giao diện đồ hoạ (cho phép chỉnh sửa mạng hình vẽ, hỗ trợ hình ảnh động) Chương trình mô sử dụng để: thực mô lưu lượng mạng viễn thông, tạo mô hình giao thức, xây dựng mô hình hàng đợi mạng, xây dựng vi xử lý đa nhiệm hệ thống phân tán khác, kiểm tra lại kiến trúc phần cứng, đánh giá khía cạnh hiệu suất hệ thống phần mềm phúc tạp , nói chung việc tạo mô hình hệ thống khác gắn với thành phần tích cực mà chúng giao tiếp với việc gửi tin Về môt số mặt OMNet++ khác so với phần mềm mô nói OMNet++ không thiết kế chuyên cho mạng viễn thông, mà tổng quát nhiều Thực tế OMNet++ phần mềm (được phát triển từ năm 1998), điều cho thấy OMNet++ có modul giao thức (về mạng ) kèm chương trình mô nói trước nhiều Trên khía cạnh khác, OMNeT++ thiết kế cẩn phương diện phần mềm, kết sản phẩm tổ chức tốt hơn, mêm dẻo dễ dàng sử dụng so với phần mềm mô khác, mà phần mềm dựa sản phẩm phần mềm khái niệm thiết kế cũ Một mô hình OMNeT++ hệ thống (vd: mạng…) bao gồm modul phân cấp lồng Độ sâu việc lồng ghép modul Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 18 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường giới hạn, cho phép người sử dụng ánh xạ đế cấu trúc logic thực tế mô hình cấu trúc mô Các modul giao tiếp với thông qua việc truyền thông báo Các thông báo chứa cấu trúc liệu phức tạp tùy ý Các modul gửi thông báo trực tiếp đến đích dọc theo đường dẫn định trước thông qua cổng kết nối, mà đường gán cho đặc tính băng thông, độ trễ tỉ lệ lỗi Các module có thông số mà dùng để tùy chỉnh hoạt động nó, điều tạo nên tính linh hoạt topo mạng module giao tiếp với giống việc chia sẻ biến Các modul thấp module phân cấp cung cấp người sử dụng, modul chứa thuật toán Trong trình thực mô phỏng, modul đơn chạy song song với modul khác, chúng thi hành thường trình phụ (đôi gọi trình nhẹ tải) Để viết vài module đơn, đòi hỏi người sử dụng phải biết lập trình C++ OMNeT++ có định hướng thiết kế hướng đối tượng chặt chẽ Người dùng dùng khái niệm việc lập trình hướng đối tượng cách tự để mở rộng chức chương trình mô Các chương trình mô OMNeT++ có đặc tính khác giao diện người người dùng cho mục đích khác như: gỡ rối, thể thực thi khối công việc Giao diện đồ họa giúp cho người sử dụng nhìn thấy bên mô hình, cho phép họ bắt đầu/ ngừng thực mô can thiệp vào bên mô hình cách thay đổi biến đối tượng Thư viện đồ họa liên kết với chương trình gỡ rối/bám vết trở thành chương trình mô thực thi Lựa chọn cho phép tất người dùng – người tạo đối tượng nhìn thấy đối tượng ( sửa đổi nó) giao diện đồ họa thông qua cửa sổ kiểm soát Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 19 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường OMNeT++ hỗ trợ mô song song thông qua việc sử dụng thư viện giao tiếp MPI PVM3 Trong trường hợp tổng quát, OMNeT++ giống với PARSEC (Parallel Simulation Environment for Complex Systems ), m ềm dẻo hơn, linh hoạt môi trường phong phú OMNeT++ với tập hợp rộng lớn lớp bao hàm đại diện cho cấu trúc liệu (vd: hàng đợi, mảng… ), lớp thu thập liệu, lớp xác xuất lớp thống kê (vd: Các biểu đồ cột, phân phối theo luật số mũ), lớp phát nhanh lớp phát kết xác Các file đầu file text mà sau vài trình xử lí đơn giản, chuyển thành tập tin mang tính thống kê toán học chuẩn OMNeT++ với giao thức internet bao gồm: IP, TCP, UDP, RTP vài giao thức hỗ trợ cho chất lượng dịch vụ bản, đề liên quan đến mạng vô tuyến, modul mô tầng thấp mạng GSM, vài modul mở đầu dành cho nút có tính chuyển động, lan truyền sóng vô tuyến, thuật toán định tuyến (AODV) truyền thông vô tuyến nói chung 2.4 NS-2 Chương trình mô mạng NS có nguồn gốc từ U.C.Berkely/LBNL, NS chương trình mô kiện rời rạc hướng đối tượng có mục tiêu tiến hành nghiên cứu hoạt động mạng phần mềm miễn phí NS-2 sử dụng rộng rãi cộng đồng nghiên cứu hoạt động mạng, dựa thừa nhận rộng rãi NS-2 công cụ thử nghiệm cho ý tưởng mới, giao thức, thuật toán phân phối NS2 luôn nhận bao gồm đóng góp quan trọng từ nhà nghiên cứu Ngày nay, NS-2 thích hợp với mạng chuyển mạch gói mạng vô tuyến (ad hoc, local and satellite), sử dụng chủ yếu cho việc mô quy mô nhỏ hàng đợi, thuật toán định tuyến, giao thức truyền tải, điều khiển tắc nghẽn vài công việc có liên qua đến đa Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 20 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường đường (multicast) Nó cung cấp hỗ trợ quan trọng dành cho mô TCP, định tuyến giao thức đa đường (multicast) thông qua mạng hữu tuyến mạng vô tuyến NS-2 thích hợp không hợp cho việc mô mà cho giả lập, điều có nghĩa đưa chương trình mô vào mạng thực tế Những đối tượng chương trình mô có khả đưa lưu lượng thực vào chương trình mô đưa phần lưu lượng chương trình mô vào mạng thực tế Nhưng tiếc rằng, với kiến trúc phần mềm việc thêm thành phần chỉnh sửa điểm hạn chế không dễ dàng Điều có nghĩa khả thực kiểm tra thuật toán hay kịch mô NS-2 yếu so với phần mềm mô khác Ngoài NS-2 không cân đối (scale) tốt số lượng nút mạng theo báo cáo NS-2 tính toán chậm Sự kết hợp hai ngôn ngữ tạo thỏa hiệp tính hiệu tính dễ dàng sử dụng Gói phần mềm cung cấp trình biên dịch lớp phân cấp đối tượng viết C++ việc dịch lớp phân cấp đối tượng viết TCL, sau thống thành trình biên dịch Người sử dụng tạo đối tượng biên dịch TCL Các đối tương ánh xạ trình trao đổi đối tương trình biên dịch phân cấp Các thị TCL cung cấp cách linh hoạt có quyền hạn mạnh mẽ thông qua việc mô phỏng( bắt đầu dừng kiện, cố mạng, trình tập hợp số liệu cấu hình mạng) Bộ biên dịch Tcl cung cấp câu lệnh để tạo liên kết nút topo mạng, kết hợp agents với nút Việc thực mô NS-2 gồm bước : (1) Thực giao thức cách thêm tổ hợp mã C++ mã Tcl vào mã nguồn NS-2 Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 21 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG (2) (3) GVHD: TS Lê Đắc Nhường Mô tả việc mô kịch Otcl; Chạy chương trình mô phân tích tệp tin bám vết sinh Việc thực giao thức đòi hỏi phải bổ xung thêm mã C++ cho chức giao thức này, điều tương tự việc cập nhật thêm từ khóa cho file cấu hình NS-2 Otcl cách hợp lệ dành cho NS-2, điều giúp nhận biết giao thức tham số mặc định Mã C++ miêu tả tham số phương thức, điều tạo nên tính sẵn sàng thực thi thực kịch OTcl Quá trình mô cấu hình, điều khiển vận hành thông qua việc sử dụng giao diện đồ họa cung cấp lớp mô OTcl Lớp cung cấp thủ tục để tạo quản lý topo, khởi tạo định dạng gói lựa chọn lịch làm việc Nó lưu trữ dẫn bên phần tử topo Người sử dụng tạo topo sử dụng OTcl thông qua việc sử dụng nút lớp độc lập liên kết, lớp độc lập liên kết đưa vài bước khởi đầu đơn giản Các topo mạng tùy ý, gồm có định tuyến, liên kết kênh truyền chung, xác định cách liệt kê nút mạng đường nối nút tập tin topo sử dụng vài phát/tạo nút sinh mạng xây dựng cho NS-2 (Tiers GT-ITM) Để thu thập liệu đầu hay liệu vết chương trình mô phỏng, NS-2 sử dụng, hai loại thông tin vết ghi gói tin tới, đi, bị loại khỏi đường truyền hàng đợi, thông tin giám sát - số đếm ghi nhiều số đáng ý số gói tin byte tới, v…v Chúng kết hợp lại với gói tin luồng Chương trình NAM Tcl/Tk dựa công cụ hoạt hình động, sử dụng cho việc quan sát tập tin ghi kiện trình xử lý bổ xung, phân tích thực lại trình mô (thậm chí NAM sử dụng với chương trình mô Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 22 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường miễn định dạng liệu c quan tâm) NS-2 phần mềm mô phổ biến sử dụng cho việc nghiên cứu lĩnh vực mạng Ad hoc NS-2 có đầy đủ trang thiết bị cho giao thức, mô hình, thuật toán, công cụ thêm vào, miễn phí Bởi vậy, xét tính chấp nhận khoa học, số lượng công cụ/ modul giá thành NS2 có lẽ lựa chọn lý tưởng Bảng : So sánh định tính OPNET, QualNet, OMNeT++ NS -2 Đặc điểm chương Các kiểu mô hỗ trợ Nền tảng tính toán Các topo OPNET Sự kiện rời rạc Sự kiện rời rạc Song song/phân Song song / OMNET++ Sự kiện rời Sự kiện rạc rời Song song Phân tán phân tán Cấu trúc phân Cấu trúc phân Cấu trúc Cấu trúc cấp Đồ họa cấp Đồ họa phân cấp Đồ họa Có Có Có thống Đồ họa Khó thay Có Hỗ trợ thay Có Khó với đổi tỉ lệ lớn người bắt Bình thường mở rộng Độ co giãn khoa học Khó Bình thường người Được thừa nhận Sinh viên: Phạm Công Chiến đổi Khó với thay đổi đầu Sự thừa nhận NS2 tán Hỗ trợ giám sát Tính sửa đổi Tính dễ sử dụng QualNet Được thừa Page 23 nhận bắt Được thừa Được thừa nhận nhận MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường CHƯƠNG MÔ PHỎNG MẠNG BẰNG PACKET TRACER 3.1 Giới thiệu Packet Tracer Hiện có nhiều phần mềm tạo Lab ảo sử dụng Packet Tracer phần mềm Cisco giúp thiết kế hệ thống mạng ảo với tình giống thật Packet Tracer dùng để vẽ thiết kế hệ thống mạng Công cụ Packet Tracer giúp bạn hiểu luồng liệu truyền thông mạng, thiết kế xây dựng mạng máy tính môi trường giả lập trước tiếp cận môi trường thực tế Packet Tracer phần mềm giả lập mạng dùng học tập sử dụng thiết bị mạng (router/switch) Cisco Nó hãng Cisco cung cấp miễn phí cho trường lớp, sinh viên giảng dạy/ theo học chương trình mạng Cisco Sản phẩm cung cấp công cụ để nghiên cứu nguyên tắc mạng kỹ làm việc với hệ thống Cisco Packet Tracer hỗ trợ giả lập loạt phương thức tầng ứng dụng phương thức định tuyến RIP, OSPF, EIGRP yêu cầu chương trình CCNA Trong phần mềm nhắm đến cung cấp môi trường giả lập mạng, sử dụng chức cung cấp Cisco IOS Vì vậy, Packet Tracer không thích hợp làm mô hình mạng lưới sản xuất Cisco Packet Tracer: Là phần mềm tiện dụng cho bạn bước đầu vào khám phá, xây dựng cấu hình thiết bị Cisco, có giao diện trực quan với hình ảnh giống Router thật, bạn nhìn thấy port, module Bạn thay đổi module chúng cách drag-drop module cần thiết để thay thế, bạn chọn loại cable Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 24 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường cho kết nối bạn Bạn nhìn thấy gói tin thiết bị bạn 3.2 Mô Phỏng hệ thống mạng đơn giản 3.2.1 Giao diện làm việc Hình Giao diện chương trình Hình Các khu vực làm việc chương trình Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 25 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Chi tiết chức MENU: Menu Bar : bao gồm menu File, Options, Edit Help cung cấp chức Open,Save,Print… Main Tool Bar : gồm nút chức menu File Edit Common Tools Bar : Gồm chức Select, Move Layout, Place Note, Delete, Inspect, Add Simple PDU, vàAdd Complex PDU Logical/Physical Workspace and Navigation Bar : Có thể chọn qua lại Physical Workspace the Logical Workspace Workspace : Đây môi trường để bạn thực thiết kế hệ thống mạng, xem giả lập thiết bi thông tin liên quan… Realtime/Simulation Bar:bạn chuyển qua lại Realtime Simulation mode Network Component Box : Nơi bạn lựa chọn thiết bị kết nối chúng… Device-Type Selection Box : Gồm thiết bị Packet Tracer hỗ trợ Device-Specific Selection Box : lựa chọn thiết bị dùng hệ thống mạng cách thức nối kết chúng 10 User Created Packet Window : Quản lí packets mà bạn đặt hệ thống mạng Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 26 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường 3.2.2 Cấu hình thiết bị Hình Tạo PC Click vào biểu tượng PC trên, có thêm thông tin chi tiết nó, tiến hành cài đặt thông số cho PC mạng IP, Gateway, tên máy, loại thiết bị dùng để kết nối vào mạng… Hình Cấu hình PC Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 27 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Để cấu hình IP máy, ta chọn Tab DESKTOP: Hình Tab Desktop PC Sau chọn IP Configuration để tiến hành cấu hình IP cho máy: Hình 10 Cấu hình IP PC Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 28 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Nếu muốn thay đổi tên máy chọn Tab CONFIG, có lựa chọn cho phép xem thông tin máy tính như: tên máy, địa Mac, Ip Gateway thời… Hình 11 Tabs CONFIG PC Để tiến hành cấu hình Server, làm tượng tự, click vào hình Server , bảng thông tin chi tiết giúp biết tiến hành cài đặt thông số cho Server IP, dịch vụ HTTP, DNS… Các thông số cài đặt Tab CONFIG: 3.2.3 Kết nối thiết bị Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 29 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Hình 12 Mô hình mạng gồm Server, Switch, PC Kiểm tra kết nối PING Hình 13 Kiểm tra PING thiết bị kết nối Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 30 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn cài đặt sử dụng Packet Tracer 6.0.1 http://www.slideshare.net/vanducld/huongdansudungpackettracer50121105011606phpapp01 http://tailieuhoctap.vn/chi-tiet-sach/179-nganh-cong-nghe-thongtin/quan-tri-mang/772010-huong-dan-su-dung-packet-tracer Video hướng dẫn thiết kế mạng với Packet Tracer https://www.youtube.com/watch?v=7cXHbe2_DZM https://www.youtube.com/watch?v=fHKJpA-GK0U Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 31 [...]...MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường là chấp nhận được, giá trị cụ thể tùy thuộc vào tốc độ đường truyền giữa các hệ thống 1.4.3.Khả năng sử dụng mạng (Network utilization) Khi hệ thống mạng hoạt động, việc đánh giá khả năng sử dụng mạng là yếu tố quan trọng khi cần đánh giá hiệu năng mạng Hệ thống mạng có thể hoạt động ở trạng thái bình thường... train Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 12 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÁC CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MẠNG 2.1 OPNET OPNET (Optimized Network Engineering Tools) là công cụ "có phí" của tập đoàn công nghệ OPNET dùng cho việc mô hình hóa và mô phỏng các mạng thông tin, các thiết bị và các giao thức OPNET là chương trình mô phỏng trên nền Windows được sử dụng rộng... Chiến Page 24 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường cho những kết nối của bạn Bạn cũng có thể nhìn thấy các gói tin đi trên các thiết bị của bạn như thế nào 3.2 Mô Phỏng hệ thống mạng đơn giản 3.2.1 Giao diện làm việc chính Hình 5 Giao diện chính của chương trình Hình 6 Các khu vực làm việc của chương trình Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 25 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS... Chiến Page 11 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Hình 3 Độ phức tạp khi xác định thông lượng giữa client và server 1.4.4.Khả năng của băng thông mạng (Network bandwidth capacity) Khả năng của băng thông là một trong những yếu tố để xác định thông lượng mạng trong thời điểm cần đo Tổng dung lượng băng thông có khả năng giữa hai nút mạng sẽ ảnh hưởng lớn tới hiệu năng của mạng điều này... đặt ở Tab CONFIG: 3.2.3 Kết nối các thiết bị Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 29 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Hình 12 Mô hình mạng gồm 1 Server, 1 Switch, và 4 PC Kiểm tra kết nối bằng PING Hình 13 Kiểm tra PING các thiết bị kết nối Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 30 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn cài đặt và sử dụng Packet... loại thiết bị dùng để kết nối vào mạng Hình 8 Cấu hình PC Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 27 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Để cấu hình IP của máy, ta chọn Tab DESKTOP: Hình 9 Tab Desktop của PC Sau đó chọn IP Configuration để tiến hành cấu hình IP cho máy: Hình 10 Cấu hình IP của PC Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 28 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường Nếu... việc mô phỏng quy mô nhỏ của hàng đợi, thuật toán định tuyến, các giao thức truyền tải, điều khiển tắc nghẽn và một vài các công việc có liên qua đến đa Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 20 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG GVHD: TS Lê Đắc Nhường đường (multicast) Nó cung cấp các hỗ trợ quan trọng dành cho mô phỏng TCP, định tuyến và các giao thức đa đường (multicast) thông qua các mạng hữu tuyến và mạng. .. tính năng đa d ạng cho người dùng OPNET Bao gồm: - Tạo và chỉnh sửa các mạng và các nút mạng - Tạo và chỉnh sửa các quá trình đang chạy trên các nút đó - Phân tích kết quả mô phỏng và tạo biểu đồ hiệu nặng - Định nghĩa các quá trình toán học trong việc dùng các công cụ phân tích Các tính năng này làm cho OPNET rất linh hoạt và cung cấp khả năng mô phỏng hầu như mọi loại hình mạng truyền thông Tạo mô phỏng. .. tuyến và mạng vô tuyến NS-2 thích hợp không chỉ hợp cho việc mô phỏng mà cho cả sự giả lập, điều này có nghĩa là nó có thể đưa chương trình mô phỏng vào trong mạng thực tế Những đối tượng trong chương trình mô phỏng có khả năng đưa các lưu lượng thực vào trong chương trình mô phỏng và đưa một phần lưu lượng trong chương trình mô phỏng vào trong mạng thực tế Nhưng tiếc rằng, với kiến trúc phần mềm của nó... và mã Tcl vào trong mã nguồn của NS-2 Sinh viên: Phạm Công Chiến Page 21 MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG (2) (3) GVHD: TS Lê Đắc Nhường Mô tả việc mô phỏng bằng kịch bản Otcl; Chạy mọi chương trình mô phỏng và phân tích các tệp tin bám vết đã được sinh ra Việc thực hiện một giao thức mới đòi hỏi phải bổ xung thêm mã C++ cho chức năng của các giao thức này, điều này tương tự như việc cập nhật thêm các