Đang tải... (xem toàn văn)
TỔNG QUAN VỀ BĂNG THÔNG VÀ ĐO BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP . SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP . PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP SỬ DỤNG KỸ THUẬT TOPP. MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPNET
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BĂNG THÔNG VÀ ĐO BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP GIỚI THIỆU CHƯƠNG .5 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MẠNG IP 1.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ BĂNG THÔNG 1.2.1 Định nghĩa băng thông .7 1.2.2 Thông lượng (Throughput) 12 1.3 VAI TRÒ CỦA BĂNG THÔNG ĐỐI VỚI CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 12 1.4 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO BĂNG THÔNG 13 1.4.1 Phương pháp đo thụ động 13 1.4.2 Phương pháp đo chủ động .13 1.5 ĐO BĂNG THÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHỦ ĐỘNG .14 1.5.1 Nguyên tắc đo 14 1.5.2 Phân loại công cụ đánh giá băng thông chủ động 16 1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 16 Chương SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP 18 GIỚI THIỆU CHƯƠNG .18 2.1 CÁC MÔ HÌNH ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG .18 2.1.1 Phương pháp mô hình khoảng cách gói dò PGM 19 2.1.2 Phương pháp mô hình tốc độ gói dò PRM 20 2.2 ĐO DUNG LƯỢNG ĐẦU CUỐI – ĐẦU CUỐI BẰNG KỸ THUẬT CẶP GÓI / CHUỖI GÓI (PACKET PAIR/ PACKET TRAIN) .22 2.2.1 Cơ sở lý thuyết 23 2.2.1.1 Kỹ thuật cặp gói .23 2.2.1.2 Kỹ thuật chuỗi gói 25 iii 2.2.2 Một số vấn đề tác động đến mô hình cặp gói .26 2.2.3 Khảo sát số công cụ đo dựa kỹ thuật cặp gói/chuỗi gói 28 2.2.3.1 Bprobe 29 2.2.3.2 Nettimer 30 2.3 ĐO BĂNG THÔNG KHẢ DỤNG BẰNG KỸ THUẬT SLoPS 44 2.3.1 Cơ sở lý thuyết 44 2.3.2 Khảo sát công cụ đo Pathload .48 2.3.2.1 Chọn T L: 48 2.3.2.2 Chọn chiều dài chuỗi K 49 2.3.2.3 Một nhóm chuỗi 49 2.3.2.4 Phát xu hướng tăng 50 2.3.2.5 So sánh R A sau nhóm chuỗi dò 51 2.3.2.6 Điều chỉnh tốc độ R 52 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 56 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP SỬ DỤNG KỸ THUẬT TOPP 58 GIỚI THIỆU CHƯƠNG .58 3.1 GIỚI THIỆU KỸ THUẬT TOPP (TRAINS OF PACKET PAIR) 58 3.1.1 Giả thiết hàng đợi công cặp gói 59 3.2 CÁC GIẢ THIẾT VÀ ĐỊNH NGHĨA 59 3.2.1 Các định nghĩa băng thông 59 3.2.2 Mô hình mạng .60 3.4 HIỆU LỰC CỦA NGUYÊN TẮC ĐÁNH RỚT GÓI 63 3.6 PHƯƠNG PHÁP ĐO BĂNG THÔNG SỬ DỤNG TOPP 65 3.6.1 Giai đoạn dò 65 3.6.2 Giai đoạn phân tích 67 3.6.3 Phương pháp phân tích 67 3.6.4 Hồi quy tuyến tính đoạn 69 3.6.5 Xác định tuyến có xung đột 70 3.6.6.2 Tối ưu hoá .75 3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 75 Chương 4: MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPNET .76 GIỚI THIỆU CHƯƠNG .76 iv 4.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG OPNET MODELER 76 4.2 MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP ĐO BĂNG THÔNG KHẢ DỤNG 77 ADR CM CT FCFS FIFO FQ Asympotic Dispersion Rate Capacity Mode Competing Traffic First Come First Service First In First Out Fair Queuing ICMP Internet Control Message Protocol IP MTU MRTG Internet Protocol Maximum Transmission Unit Multi Router Traffic Grapher OWD One-Way Delay PCT PDT PDU PGM PNCM PPPT PRM QoS Pairwise Comparison Test Pairwise Difference Test Protocol Data Unit Probe Gap Model Post Narrow Capacity Mode Packet Pair/Packet Train Probe Rate Model Quality of Service Tốc độ khoảng dịch tiệm cận Kiểu dung lượng Lưu lượng cạnh tranh Đến trước phục vụ trước Vào trước trước Hàng đợi công Giao thức tin nhắn điều khiển Internet Giao thức Internet Đơn vị truyền lớn Phát hoạ lưu lượng đa định tuyến Trễ chiều Kiểm tra tương quan cặp Kiểm tra sai khác cặp Khối giao thức liệu Mô hình khoảng cách dò Kiểu dung lượng hẹp Cặp gói/ chuỗi gói Mô hình tốc độ dò Chất lượng dịch vụ 4.2.1 Trường hợp tuyến cổ chai có lưu lượng cạnh tranh đường mạng .77 4.2.1.1 Mô hình mạng 77 4.2.1.2 Kết mô 78 4.2.2 Trường hợp tuyến cổ chai có nhiều lưu lượng cạnh tranh đường mạng .81 4.2.2.1 Mô hình mạng 81 4.2.2.2 Kết mô 82 4.2.3 Trường hợp có tuyến nghẽn 85 4.2.3.1 Mô hình mạng 85 4.2.3.2 Kết mô 85 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .89 v DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) ADR CM CT FCFS FIFO FQ Asympotic Dispersion Rate Capacity Mode Competing Traffic First Come First Service First In First Out Fair Queuing ICMP Internet Control Message Protocol IP MTU MRTG Internet Protocol Maximum Transmission Unit Multi Router Traffic Grapher OWD One-Way Delay PCT PDT PDU PGM PNCM PPPT PRM QoS Pairwise Comparison Test Pairwise Difference Test Protocol Data Unit Probe Gap Model Post Narrow Capacity Mode Packet Pair/Packet Train Probe Rate Model Quality of Service Tốc độ khoảng dịch tiệm cận Kiểu dung lượng Lưu lượng cạnh tranh Đến trước phục vụ trước Vào trước trước Hàng đợi công Giao thức tin nhắn điều khiển Internet Giao thức Internet Đơn vị truyền lớn Phát hoạ lưu lượng đa định tuyến Trễ chiều Kiểm tra tương quan cặp Kiểm tra sai khác cặp Khối giao thức liệu Mô hình khoảng cách dò Kiểu dung lượng hẹp Cặp gói/ chuỗi gói Mô hình tốc độ dò Chất lượng dịch vụ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi RBPP RCV RED RSS RTT SBPP SCDR SLoPS SMTP SND TCP TOPP UDP VPS WFQ Receiver Base Packet Pair Receiver Random Early Drop Residual Sum of Squares Round-Trip-Time Sender Base Packet Pair Sub-Capacity Dispersion Range Self-Loading Periodic Streams Simple Mail Transfer Protocol Sender Transmission Control Protocol Trains of Packet Pair User Datagram Protocol Variable Packet Size Weight Fair Queuing Cặp gói dựa đầu thu Đầu thu Đánh rớt sớm ngẫu nhiên Tổng bình phương dư Thời gian tiến trình Cặp gói dựa đầu phát Dãy phân tán dung lượng Chuỗi chu kỳ tải Giao thức truyền mail đơn giản Đầu phát Giao thức điều khiển đường truyền Chuỗi cặp gói Giao thức gói người dùng Kích thước gói thay đổi Hàng đợi trọng số công DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 Tên hình Tổng quan bên định tuyến Internet Quan hệ băng thông tuyến, lưu lượng cạnh tranh tuyến băng thông khả dụng đường mạng Trang 10 vii 1.3 1.4 2.1 Mô hình ống lưu lượng cho path có hop Các thành phần phiên dò Đo khoảng cách gói dò sử dụng mô hình PGM 11 15 19 2.2 2.3 2.4 2.5 điểm bắt đầu điểm cuối đường mạng Mô hình PGM Kết từ mô hình PRM Mô hình cặp gói (Packet-Pair Model) Các gói dò Bprobe từ đầu phát đến đầu thu 20 21 22 24 2.6 2.7 quay ngược Phương pháp lọc giao hợp Các trường hợp thay đổi khoảng lệch gói dò 28 31 2.8 cặp gói Các mẫu kết đo biểu diễn giá trị băng 32 thông đo theo băng thông tiềm Hai trường hợp phương trình (2.7) CT theo đường mạng CT theo hop Biểu đồ phân bố β trường hợp CT thấp Biểu đồ phân bố β trường hợp CT cao Phân bố β trường hợp kích thước gói CT cố định Phân bố β trường hợp kích thước gói CT thay 33 34 34 36 36 37 37 2.9 2.10a 2.10b 2.11a 2.11b 2.12a 2.12b 2.12c 2.12d 2.13a 2.13b 2.14a 2.14b 2.14c 2.15 2.16a 2.16b 2.17a 2.17b 3.1 3.2 3.3 3.4 đổi từ 40 byte đến 1500 byte Phân bố β(N), N=5; u=80% Phân bố β(N), N=2; u=80% Phân bố β(N), N=3; u=80% Các biến thiên OWD R>A Các biến thiên OWD R[...]... băng thông khả dụng đầu cuối đến đầu cuối bằng kỹ thuật SLoPS - Khảo sát một số công cụ đo dựa trên kỹ thuật SLoPS Chương 3 PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP SỬ DỤNG KỸ THUẬT TOPP Trong chương này sử dụng phương pháp đo băng thông bằng kỹ thuật TOPP để đo băng thông khả dụng vì nó có thể ước lượng băng thông khả dụng cổ chai bị ẩn trong các phương pháp chuỗi gói Vì vậy chương này trình bày... của phương pháp đo TOPP - Các giả thiết và các định nghĩa sử dụng trong TOPP - Phương đo băng thông khả dụng sử dụng kỹ thuật TOPP với 2 giai đoạn cơ bản là: Giai đoạn dò và giai đoạn phân tích - Giai đoạn phân tích với sử dụng hồi quy tuyến tính từng đoạn để ước lượng băng thông khả dụng đầu cuối đến đầu cuối Chương 4 MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPNET Trong. .. lịch - Các định nghĩa về băng thông, phân loại băng thông trong mạng IP - Vai trò của đo băng thông đối với chất lượng dịch vụ - Phương pháp đo băng thông cơ bản: phương pháp đo băng thông tích cực và phương pháp đo băng thông thụ động 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MẠNG IP Các thành phần trên mạng IP có thể chia thành 2 loại là các host và các bộ định tuyến Host có thể là các máy tính cá nhân, các máy... này sử dụng phần mềm OPNET mô phỏng mô hình mạng và tính toán băng thông khả dụng Sử dụng phần mềm OPNET sẽ ước lượng được dung lượng sử dụng của đường mạng, từ đó thu được băng thông khả dụng của mạng với các lưu lượng cạnh tranh trên đường mạng và dựa trên gói dò được gửi vào mạng Để xác định băng thông khả dụng đầu cuối đến đầu cuối chúng ta cần phải biết 4 dung lượng của mạng và băng thông khả dụng. .. thông khả dụng được tính toán là hiệu giữa dung lượng và tổng lưu lượng sử dụng trên đường mạng 5 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BĂNG THÔNG VÀ ĐO BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP GIỚI THIỆU CHƯƠNG Vấn đề trễ đường truyền và băng thông hạn chế là một trong các nguyên nhân làm chậm tốc độ truyền dữ liệu trong mạng IP Vì vậy vấn đề đo băng thông trong mạng IP rất quan trọng Tuy nhiên các công cụ đo băng thông hiện nay lại... hình ước tính băng thông trong mạng IP: Mô hình khoảng cách gói dò PGM và mô hình tốc độ gói dò PRM - Phương pháp đo dung lượng đầu cuối đến đầu cuối bằng phương pháp cặp gói/ chuỗi gói - Khảo sát một số công cụ đo dựa trên kỹ thuật cặp gói/chuỗi gói - Phương pháp đo băng thông khả dụng đầu cuối đến đầu cuối bằng kỹ thuật SloPS - Khảo sát một số công cụ đo dựa trên kỹ thuật SLoPS 2.1 CÁC MÔ HÌNH ƯỚC TÍNH... được sử dụng trong nhóm này là PPPT, SLoPS, TOPP Nhóm thứ tư là các công cụ đo đo thông lượng Kỹ thuật mô phỏng và kỹ thuật mô hình thông lượng TCP được sử dụng trong nhóm này 1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG Có thể nói đo băng thông trong mạng IP là vấn đề rất quan trọng để đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng vì vậy đo băng thông rất được các nhà nghiên cứu mạng quan tâm và đo đạt Hiện nay có rất nhiều công cụ đo băng. .. chọn ứng dụng chúng trong các trường hợp cụ thể Vì vậy các vấn đề được trình bày trong chương 2 gồm: - Các mô hình ước tính băng thông trong mạng IP: Mô hình khoảng cách gói dò PGM và mô hình tốc độ gói dò PRM - Phương pháp đo dung lượng đầu cuối đến đầu cuối bằng phương pháp cặp gói/ chuỗi gói - Khảo sát một số công cụ đo dựa trên kỹ thuật cặp gói/chuỗi gói - Phương pháp đo băng thông khả dụng đầu... không có mặt lưu lượng cạnh tranh CT Băng thông khả dụng (A-Bw) Băng thông khả dụng là dung lượng chưa được sử dụng của tuyến trong một khoảng thời gian nhất định Trong khi băng thông vật lý của tuyến phụ thuộc vào công nghệ và môi trường truyền dẫn thì băng thông khả dụng phụ thuộc vào lưu lượng tải trên tuyến Băng thông 10 Băng thông tuyến Băng thông khả dụng Tốc độ của lưu lượng cạnh tranh hợp lại... ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH BĂNG THÔNG TRONG MẠNG IP GIỚI THIỆU CHƯƠNG Hiện nay có nhiều phương pháp và công cụ đo băng thông khác nhau, tuy nhiên phương pháp nào là ưu điểm và có thể sử dụng rộng rãi là vấn đề đang được các nhà khoa học nghiên cứu Mỗi mô hình đo băng thông và các công cụ đo tiêu biểu đều có các ưu, nhược điểm của nó vì vậy cần phải hiểu rõ để lựa chọn ứng dụng chúng trong các trường