Bài tập thực hành Hiệu năng mạng

BÀI BÁO CÁO NHÓM MÔN HIỆU NĂNG MẠNG Thành viên nhóm: Dương Quang Phú Đỗ Thành Long Nguyễn Anh Đức BÀI 1 Xây dựng mô hình mạng gồm 4 node và sau đó tăng them 2 node Gồm giao thức FTP, TCP, UDP, CBR tại những node gửi Còn TCPSink, Null ở node nhận Mục tiêu của bài toán : Nhằm khảo sát quá trình vận chuyển các gói tin trong mô hình mạng mô phỏng trên phần mềm NS2 vào so sánh quá trình lost và drop của các packet tại node sử dụng hàng đợi. Và để khảo sát xem có đúng trên lý bao nhiêu phần trăm. Ta thay giao thức TCP bằng những giao thức khác như TCP/Reno, TCP/Vegas, TCP/Sack1, TCP/Fack để nhằm xác thực lại có đúng như trên lý thuyết đã nói và để thấy và hiểu rỏ hơn trên mô hinh mạng demo. TOPOLOGY MẠNG ĐƠN GIẢN VÀ KỊCH BẢN MÔ PHỎNG HÌNH 1: SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MẠNG ĐƠN GIẢN Node 1 : FTP : bắt đầu tại thời điểm 1s và kết thúc tại thời điểm 4s TCP: tạo packet max là 1kbyte Node 2: CBR: bắt đầu tại thời điểm 0.1s và kết thúc tại thời điểm 4.5s UDP: tạo packet max là 1kbyte Node 3: TCPSInk: nhận và gửi packet từ n1(qua TCP) Null: nhận packet từ n2(qua UDP) Node 4: nối n1, n2 với n3 Bandwidth: Từ n1 à n4 là 2 Mbps Từ n2 à n4 là 2 Mbps Từ n4 à n3 là 1,7 Mbps Delay: Từ n1à n4 là 10 s Từ n2àn4 là 10 s Từ n4à n3 là 20s Queue: drop tail Drop tail 1à4 maximum queue size 20 Drop tail 2à4 maximum queue size 20 Drop tail 4à3 maximum queue size 20 HÌNH 2: QUÁ TRÌNH CHẠY VÀ QUEUE CỦA MẠNG Đầu tiên lúc 0.1s ở n1 bắt đầu gửi packet qua n3 và đến n2 .Tới giây thứ 1 ở n0 bắt đầu gửi packet qua n3. Tới giây thứ 1.1 xuất hiện queue tại n3. HÌNH 3: QUÁ TRÌNH DROP TAIL CỦA MẠNG Đến giây thứ 1.41 thì xuất hiện drop tail tại n3 và số packet ở n1 gửi đi bị drop nhiều hơn so với packet ở n1 gửi đi và n2 gửi về. HÌNH 4: THÔNG LƯỢNG CỦA GÓI TIN TẠI NODE HIỆN TẠI HÌNH 5: BIỂU ĐỒ THỜI GIAN MÔ PHỎNG SỰ KIỆN GỬI ĐI SỰ TRÌ HOÃN GIỬA HAI QUÁ TRÌNH HÌNH 6: MÔ PHỎNG THÔNG TIN Tổng số packet gửi: 2427 Tổng số node: 4 node Số packet bị rơi: 138 Số bytes gởi: 584200bytes Packet rơi tại node: 3 Trường hợp ta them 2 node nữa vào mô hình mạng để so sánh quá trình drop lost và hiệu năng mạng trong 2 trường hợp này HÌNH 1: SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MẠNG ĐƠN GIẢN Node 1 : FTP : bắt đầu tại thời điểm 1s và kết thúc tại thời điểm 4s TCP: tạo packet max là 1kbyte Node 2: FTP : bắt đầu tại thời điểm 0.5s và kết thúc tại thời điểm 4s TCP: tạo packet max là 1kbyte Node 3: CRB : bắt đầu tại thời điểm 0.3s và kết thúc tại thời điểm 4s UDP: tạo packet max là 1kbyte Node 4: CRB : bắt đầu tại thời điểm 0.1s và kết thúc tại thời điểm 4s UDP: tạo packet max là 1kbyte Node 5: nối node 1,2,3,4 với 6. Node 6: TCPSInk: nhận và gửi packet từ n1,n2(qua TCP) Null: nhận packet từ n3,n4(qua UDP) Bandwidth: Từ n1 à n5 là 2 Mbps Từ n2 à n5 là 2 Mbps Từ n3 à n5 là 2 Mbps Từ n4 à n5 là 2 Mbps Từ n6 à n5 là 3 Mbps Delay: Từ n1à n5 là 10 s Từ n2àn5 là 10 s Từ n3à n5 là 10s Từ n4à n5 là 10s Từ n5à n6 là 20s Queue: drop tail Drop tail 1à5 maximum queue size 20 Drop tail 2à5 maximum queue size 20 Drop tail 3à5 maximum queue size 20 Drop tail 4à5 maximum queue size 20 Drop tail 6à5 maximum queue size 20 HÌNH 2: QUÁ TRÌNH DROP CỦA MẠNG Số gói tin gửi 3901 Số gói tin bị mất 1576 Số gói tin bị drop 1576 Số gói tin chuyển tiếp 2325 Hiệu xuất gói tin 1576/3901=40.399% Độ trể trung bình 0.0739704946 Nhận xét: Mô hình 1 thì ít bị drop và lost ít hơn mô hình 2. Độ trể trung bình của mạng 1 thì ít hơn so với mạng 2 Và hiệu xuất của mạng 2 kém hơn so với mạng 1 Vậy hiệu năng của mạng 1 tốt hơn mạng 2. Để giảm sự lost và drop trên cả 2 mạng thì ta phải tăng băng thông lên. Trường Hợp 2 ta thay giao thức TCP bằng các giao thức khác như TCP/Reno, TCP/Vegas, TCP/Sack1, TCP/Fack Trường hợp ta thay TCP bằng TCP Reno Trường hợp ta thay TCP bằng TCP Vegas Trường hợp ta thay TCP bằng TCP sack1 Trường hợp ta thay TCP bằng TCP fack Từ những trường hợp trên ta có: Giao thức sử dụng Số packet gửi Số packet drop Số packet lost Số packet nhận Độ trể trung bình Hiệu xuất TCP 2427 238 138 2289 0.06425563914 94.313% TCP/Reno 2410 111 133 2288 0.0596254163 94.937% TCP/Vegas 2436 138 160 2287 0.0654190966 93.883% TCP/Sack1 2414 103 125 2300 0.06035045 95.277% TCP/Fack 2370 76 98 2283 0.05459672447 96.329% Kết luận: Từ table trên thì ta rút ra nhận xét trong 5 giao thức sử dụng ở trên thì dùng giao thức TCP/Fack là giao thức mà hiệu năng cao nhất vì tỉ lệ các gói tin bị drop và bị lost thấp nhất và hiệu xuất của nó là cao nhất đạt tới 96.329% so với giao thức TCP chỉ đạt 94.313%. Bài 2: BÁO CÁO HIỆU NĂNG MẠNG Mô hình mạng đưa ra gồm 6 node Sử dụng TCP, FTP,UDP,CBR ở các node gửi Sử dụng NULL, TCPSink ở node nhận Mục tiêu: xem xét thông lượng số gói tin rơi, mất và độ trể trung bình tỉ lệ gói truyền thành công . so sánh hiệu năng trong trường hợp liên kết 5à6 tăng tốc độ 5à 50Mbs thì độ trể trung bình là ? tại node 5 ta thay cơ chế quản lý queue drop tail bằng RED so sánh số gói tin rơi HÌNH 1: SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MẠNG ĐƠN GIẢN Node 1 : FTP : bắt đầu tại thời điểm 0.1s và kết thúc tại thời điểm 5s TCP: tạo packet max là 210 byte Node 2: FTP: bắt đầu tại thời điểm 0.2s và kết thúc tại thời điểm 5s TCP: tạo packet max là 210byte Node 3: CBR: bắt đầu tại thời điểm 0.3s và kết thúc tại thời điểm 5s UDP: tạo packet max là 210byte Node 4: CBR: bắt đầu tại thời điểm 0.4s và kết thúc tại thời điểm 5s UDP: tạo packet max là 210byte Node 5: nối n1, n2,n3,n4 với n6 Node 6: TCPSInk: nhận và gửi packet từ n1,n2(qua TCP) Null: nhận packet từ n3,n4(qua UDP) Bandwidth: Từ n1 à n5 là 10Mbps Từ n2 à n5 là 10 Mbps Từ n3à n5là 10Mbps Từ n4 à n5là 100Mbps Delay: Từ n1à n5 là 20s Từ n2àn5 là 20 s Từ n3à n5 là 20s Từ n4à n5 là 20s Từ n5à n6 là 20s Trường hợp từ n5 ->n6 với tốc độ 5mbs Bắt đầu tại 0.1s tại n5 gửi packet qua n1 đến n0. ở 0.2s tại n4 gửi packet qua n1 đến n0. và 0.3s tại n3 gửi packet qua n1 đến n0. ở 0.4s tại n2 gửi packet qua n1 đến n0. Bắt đầu tại giây 0.46s bắt đầu xảy ra drop tại node 1 quá trình drop xảy ra liên tục cho đến 5s Quá trình drop xảy ra ở node 1 Tổng số packet gửi 4834 Số packet bị drop = 1988 số packet bị lost = 2042 Số packet forwarded(chuyển tiếp)= 2805 tỉ lệ packet truyền thành công 2805/4834 = 58,026% Số bytes gửi=1016440 Số bytes nhận=589470 Độ trể trung bình 0.07364269842 Trường hợp từ n5 àn6 với tốc độ tăng từ 5à50mbs Không có drop Tổng số packet gửi 9038 Số packet bị lost 83 Số packet forwarded(chuyển tiếp)= 8996 tỉ lệ packet truyền thành công 8996/9038 = 99,535% Số bytes gửi=1983320 Số bytes nhận=1974020 Độ trể trung bình 0.0418227732 So sánh: Vậy hiệu năng trong trường hợp liên kết 5à6 tăng tốc độ 5à 50Mbs thì độ trể trung bình sẻ giảm từ 0.07364269842à 0.0418227732 Khi tăng lên bandwidth từ 5à 50mbs thì drop không có xảy ra drop hiệu xuất tăng lên từ 58,026% tăng lên 99,535 % Băng tông Số gói tin gửi Số gói tin bị drop Số gói tin bị lost Số gói tin nhận Hiệu năng 5Mbs 4834 1988 2042 2805 58.027% 50Mbs 9038 0 83 8996 99.535% tại node 5 ta thay cơ chế quản lý queue drop tail bằng RED so sánh số gói tin rơi. Trường hợp :N5à N6 bằng 5Mbs Trong code ta phải set thêm các tham số sau: Dùng tracegraph ta thu được table sau: Ta có table sau: Hàng đợi Số gói tin gửi Số gói tin drop Số gói lost Hiệu năng Drop tail 4834 1988 2042 58.026% RED 7924 21 101 99.21% Nhận xét : Khi ta thay bằng hàng đợi RED thì hiệu năng cao hơn so với drop tail nó tăng từ 58.026% lên 99.21%