Mô phỏng hàng đợi trong ns2 đo hiệu năng hàng đợi m/m/1/k

Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 1 - TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THễNG () Bài tập lớn mụn mạng thụng tin Đề tài MÔ PHỎNG HÀNG ĐỢI TRONG NS2 ĐO HIỆU NĂNG HÀNG ĐỢI M/M/1/K THỰC HIỆN: NHÚM MARKPRO CỎC THàNH VIỜN: Nguyễn Đắc Trường (nt) NGUYỄN BỎ MẠNH VŨ HOàNG TỰNG Trần Hoàng Sơn Nguyễn Văn Hùng Hà NỘI, 12-2007 Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 2 - MỤC LỤC 1. YỜU CẦU BàI TẬP LỚN...........................................................................................3 2. PHÕN CHIA CỤNG VIỆC .....................................................................................4 3. QUỎ TRỠNH THỰC HIỆN........................................................................................5 3.1 TỚNH TOỎN TRỜN LÝ THUYẾT CỎC THAM SỐ HàNG đợi. .........................5 3.1.1 XỎC SUẤT LỖI GÚI ....................................................................................5 3.1.2 SỐ YỜU CẦU TRUNG BỠNH TRONG HỆ THỐNG ...................................5 3.1.3 Số yêu cầu TB trong hàng đợi .........................................................................5 3.1.4 Thời gian một yêu cầu phải đợi trong hệ thống................................................5 3.1.5 Thời gian một yêu cầu phải đợi trong hàng đợi................................................5 3.2 Mô phỏng hệ thống hàng đợi................................................................................6 3.2.1 CỤNG CỤ MỤ PHỎNG.................................................................................6 3.2.2 CHUẨN BỊ CỤNG CỤ MỤ PHỎNG .............................................................6 3.2.3. NỤI DUNG Và KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. ......................................................6 3.2.3.1 MỤ PHỎNG LẦN THỨ NHẤT...............................................................8 A) CỎC THỤNG SỐ : .....................................................................................8 B) KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. ............................................................................8 C) NHẬN XỘT................................................................................................9 3.2.3.2 MỤ PHỎNG LẦN THỨ HAI.................................................................10 A) CỎC THỤNG SỐ : ...................................................................................10 B) KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. ..........................................................................10 C) NHẬN XỘT..............................................................................................11 3.2.3.2 MỤ PHỎNG LẦN THỨ BA. .................................................................12 A) CỎC THỤNG SỐ : ...................................................................................12 B) KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. ..........................................................................12 C) NHẬN XỘT..............................................................................................13 4. KẾT LUẬN...............................................................................................................14 5. TàI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................14 Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 3 - 1. YỜU CẦU BàI TẬP LỚN Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 4 - 2. PHÕN CHIA CỤNG VIỆC 2.1 VŨ HOàNG TỰNG - TỚNH TOỎN CỎC THAM SỐ CỦA Hàng đợi M/M/1/K (Trên lÝ THUYẾT) 2.2 Nguyễn Đắc Trường - VIẾT CODE MỤ PHỎNG TRỜN NS2 :  TẠO NỲT.  Tạo hàng đợi.  TẠO TIẾN TRỠNH TỚI VỚI PHÕN BỐ MŨ THAM SỐ Là ở.  Tính thời gian một yêu cầu nằm trong hàng đợi Và TRONG HỆ THỐNG. 2.3 NGUYỄN BỎ MẠNH - VIẾT CODE MỤ PHỎNG TRỜN NS2 :  Vẽ đồ thị tốc độ mất gói e(t).  Tạo server có tốc độ phục vụ là ỡ.  TỚNH XỎC SUẤT MẤT GÚI TRONG MỤ PHỎNG. 2.3 Nguyễn Văn Hùng - VIẾT CODE MỤ PHỎNG TRỜN NS2 :  Vẽ đồ thị độ dài hàng đợi tức thời nq(t)  TỚNH SỐ YỜU CẦU TRUNG BỠNH TRONG Hàng đợi Và TRONG HỆ THỐNG. 2.4 Trần Hoàng Sơn - Thay các tham số trong mô phỏng & đưa ra nhận xét . Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 5 - 3. QUỎ TRỠNH THỰC HIỆN 3.1 TỚNH TOỎN TRỜN LÝ THUYẾT CỎC THAM SỐ HàNG đợi. GIẢ THIẾT : * Độ dài hàng đợi: K = 5 * Tốc độ trung bỠNH GÚI đến hang đợi: ở = 50 (GÚI/S) * TẢI: ủ = 0.6 * Tốc độ PHỤC VỤ TRUNG BỠNH CỦA SERVER ỡ= ở/ủ=50/0.6 ≈ 83(GÚI/S) 3.1.1 XỎC SUẤT LỖI GÚI 03.056.066.01 6.01 11 1        kkPe   26 = 3.26% 3.1.2 SỐ YỜU CẦU TRUNG BỠNH TRONG HỆ THỐNG 11 1 )1( 1      k k kN     = )/(21.166.01 66.0)15( 6.01 6.0 cy    3.1.3 Số yêu cầu TB trong hàng đợi )/(626.066.01 66.056.0 6.01 6.0 11 1 1 cyxk kkNq                3.1.4 Thời gian một yêu cầu phải đợi trong hệ thống )(025.0 )0326.01(50 21.1 )1( s kP NT       3.1.5 THỜI GIAN MỘT YỜu cầu phải đợi trong hàng đợI )(0129.0 )0326.01(50 626.0 )1( s kP qN qT      Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 6 - 3.2 Mô phỏng hệ thống hàng đợi. 3.2.1 CỤNG CỤ MỤ PHỎNG. Trong đề tài này nhóm chúng em đÓ CHỌN CỤNG CỤ MỤ PHỎNG NS2 (NETWORK SIMULATOR V2). NS2 Là PHẦN MỀM MÓ NGUỒN MỞ, MỤ PHỎNG CỎC SỰ KIỆN RỜI RẠC nhằm mục đích nghiên cứu mạng, nó hỗ trợ các giao thức mạng như : TCP, UDP…, hoạt động của những tài nguyên mạng như FTP, Telnet, Web, CRB và VBR, các cơ chế quản lÝ HàNG đợi router như Drop Tail, RED và CBQ các thuật toán định tuyến… NS2 được viết trên nGỤN NGỮ C++ Và OTCL HỠNH 1 . Dữ liệu đầu vào và kết xuất của NS 3.2.2 CHUẨN BỊ CỤNG CỤ MỤ PHỎNG Cài đặt NS2 trên Cygwin (GIẢ LẬP LINUX TRỜN WINDOW). PHIỜN BẢN SỬ DỤNG NS-ALLINONE-2.27 DOWNLOAD TẠI 3.2.3. NỤI DUNG Và KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. 3.2.3.1 KỊCH BẢN MỤ PHỎNG KỊCH BẢN MỤ PHỎNG được viết bằng ngôn ngữ TCL lưu trong file MM1K.TCL (CÚ CD-ROM KỐM THEO). 3.2.3.2 TỚNH TOỎN CỎC THAM SỐ CỦA HỆ THỐNG  Kết thúc trương trỠNH MỤ PHỎNG, CỎC FILE GHI LẠI CỎC THAM SỐ Và QUỎ TRỠNH MỤ PHỎNG:  out.nam – giao diện chính của trương trỠNH  queue.ns – Hàng đợi  OUT.TR -- GHI LẠI THAM SỐ CỦA 1 GÚI TIN  queuesize.tr – Kích thước hàng đợi  PACKETLOST.TR – SỐ GÚI BỊ MẤT. Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 7 -  TỚNH XỎC SUẤT MẤT GÚI. Phương pháp tính: PE =   PacketSent PacketLost = %13.3 9991 313  ∑PACKETLOST: TỔNG SỐ GÚI MẤT ∑PACKETSENT: TỔN SỐ GÚI TẠO RA Ở NỲT 0  TỚNH SỐ YỜU CẦU NẰM TRONG hàng đợi Nq: NQ = ( Số gói trong hàng đợi tại thời điểm lấy MẪU)/(SỐ LẦN LẤY MẪU)  TỚNH SỐ YỜU CẦU NẰM TRONG HỆ THỐNG N: Nằm trong file N_s.awk đây là đoạn mÓ C++ CHO PHỘP TA TỚNH TOỎN FILE OUT.TR (FILE NàY CHỨA CỎC THỤNG SỐ CỦA GÚI TIN KHI TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG) Và GHI KẾT QUẢ RA FILE SYSSIZE.TR. MỞ FILE SYSSIZE.tr băng wordPad ta có thể thấy được số yêu cầu trung bỠNH NẰM TRONG HỆ THỐNG. (chưa làm được).  TỚNH THỜI GIAN TRUNG BỠNH MỘT YỜU CẦU NẰM TRONG HàNG đợi: FILE: TQ.AWK Lưu KẾT QUẢ TRONG TQ_AVG.TR Tq= thời gian ra khỏi hàng đợi – thời gian vào hàng đợi  TỚNH THỜI GIAN TRUNG BỠNH MỘT YỜU CẦU NẰM TRONG HỆ THỐNG: FILE: TS.AWK Ts=thời gian nhận được ở nút 1 – thời gian đi vào hàng đợi- trễ truyền(10MMS). Lưu KẾT QUẢ TRONG TS_AVG.TR 3.2.3.3 Các thông số không thay đổi trong quá trỠNH MỤ PHỎNG  THỜI GIAN CHẠY MỤ PHỎNG (BIẾN DURATION) = 200S.  Băng thông giữa hai nút 0 và 1 : 100kbps  THỜI GIAN TRỄ : 10MS  VỊ TRỚ CỎC NODE.  Vị trí hàng đợi. Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 8 - 3.2.3.1 MỤ PHỎNG LẦN THỨ NHẤT. A) CỎC THỤNG SỐ :  ở = 50 gÚI/S  ỡ= 83 gÚI/S  ủ=0.6  K=5 HỠNH 2. GIAO DIỆN NAM.OUT NỲT 0 là nguồn phát lưu lượng tuân theo phân bố mũ với tham số ở = 50 gÚI/S Nút 1 là đích nhận lưu lượng cũng tuân the phân bố mũ tham số ỡ= 83 gÚI/S Link nối giữa hai nút là full-duplex, băng thông 100KBPS, THỜI GIAN TRỄ 10MS, SỬ DỤNG cơ chế DropTail. B) KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. THAM SỐ PE N NQ T TQ LÝ THUYẾT 3.26% 1.21 0.626 0.025 0.0128 MỤ PHỎNG 3.13% ? 0.62 0.024798 0.012871 Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 9 - HỠNH 3 . Độ dài hàng đợi theo tHỜI GIAN. HỠNH 4. TỐC độ mất gói theo tHỜI GIAN. C) NHẬN XỘT Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 10 - NHẬN XỘT: KẾT QUẢ MỤ PHỎNG KHỎ GẦN VỚI LÝ THUYẾT. 3.2.3.2 MỤ PHỎNG LẦN THỨ HAI. A) CỎC THỤNG SỐ :  ở = 50 gÚI/S  ỡ= 50 gÚI/S  ủ=1  K=5  N=K/2=2.5  NQ=K*K/(2*(K+1))=2.08 B) KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. THAM SỐ PE N NQ T TQ LÝ THUYẾT 16.67% 2.5 2.08 0.06 0.0499 MỤ PHỎNG 17.0% ? 1.66 0.060208 0.040250 HỠNH 5. GIAO DIỆN NAM.OUT Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 11 - HỠNH 6 . Độ dài hàng đợi theo tHỜI GIAN HỠNH 7. Tốc độ mất gói theo THỜI GIAN. C) NHẬN XỘT Mật độ lưu lượng ủ=1, tốc độ yêu cầu tới bằng tốc độ phục vụ của server. So với mô phỏng lần thứ nhất, tốc độ phục vụ của server giảm nên xác suất mất gói tăng lên, thời gian trung bỠNH MỘT YỜU CẦU NẰM TRONG HỆ THỐNG Và Trong hàng đợi cũng tăng. Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 12 - 3.2.3.2 MỤ PHỎNG LẦN THỨ BA. A) CỎC THỤNG SỐ :  ở = 50 gÚI/S  ỡ= 83 gÚI/S  ủ=0.6  K=10 B) KẾT QUẢ MỤ PHỎNG. THAM SỐ PE N NQ T(S) TQ(S) LÝ THUYẾ 0.243% 1.46 0.86 0.0293 0.0172 MỤ PHỎNG 0.36% ? 0.85 0.0390611 0.0170969 HỠNH 8. GIAO DIỆN NAM.OUT Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 13 - HỠNH 9 . Độ dài hàng đợi theo thời gian. HỠNH 10. Tốc độ mất gói theo THỜI GIAN. C) NHẬN XỘT K=10, số yêu cầu tối đa nằm trong hàng đợi là 9 lớn hơn hai lần mô phỏng trước. Do đó xác suất lỗi gói giảm đi đáng kể, thời gian trung bỠNH MỘT YỜU CẦU NẰM TRONG HàNG đợi và trong hệ thống giảm đi rất nhiều. Nhóm: MarkPro DT5 – K49 - 14 - 4. KẾT LUẬN NS-2 Là MỘT CỤNG CỤ MỤ PHỎNG KHỎ MỚI, LẠI VIẾT TRỜN NGỤN NGŨ TCL NỜN TRONG QUỎ TRỠNH LàM BàI TẬP LỚN NHÚM CHỲNG EM đÓ GẶP PHẢI NHIỀU KHÚ KHăn trong việc đọc và phân tích tài liệu. CỤNG VIỆC HOàN THàNH:  Tạo ra được giao diện NAM  HIỂN THỊ XỎC SUẤT MẤT GÚI TRỜN NAM SAU KHI KẾT THỲC MỤ PHỎNG.  TẠO TIẾN TRỠNH TỚI CÚ PHÕN BỐ MŨ Là LAMDA  Tạo server có tốc độ phục vụ là mu  Tính được xác suất mất gói.  Vẽ đồ thị độ dài hàng đợi.  Vẽ đồ thị tốc độ mất gói. CỤNG VIỆC chưa hoàn thành:  THỜI GIAN TRUNG BỠNH MỘT YỜU CẦN NẰM TRONG HỆ THỐNG Và TRONG HàNG đợi.  SỐ YỜU CẦU TRUNG BỠNH TRONG HỆ THỐNG và trong hàng đợi. 5. TàI LIỆU THAM KHẢO SOP.INRIA.FR/MAESTRO/PERSONNEL/EITAN.ALTMAN/COURS-NS/N3.PDF