Báo cáo Thực hành môn đánh giá hiệu năng mạng máy tính

BÁO CÁO THỰC HÀNH Môn : ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG MÁY TÍNH GVHD : Ts. Võ Thanh Tú Tên nhóm : Nhóm 8 SVTH :Tăng Viết Tuân Nguyễn Thái Sơn Phan Tuấn Giang Lớp K13TMT LỜI MỞ ĐẦU Đánh giá hiệu năng mạng là một trong những vấn đề quan trọng trong việc thiết kế mạng máy tính. Và để xây dựng nên một hệ thống mạng tối ưu thì trước tiên phải phân tích, đánh giá được các độ đo hiệu năng, chất lượng cũng như độ tin cậy của hệ thống đó. Nhưng trên thực tế, việc triển khai một hệ thống mạng như ý muốn trên thực tế là điều không dễ dàng. NS-2 là phần mềm dạng hướng đối tượng được sử dụng để mô phỏng lại các sự kiện xảy ra trong hệ thống mạng từ đó đưa ra các yêu cầu, đặc tính vận hành của hệ thống mạng thực sự. Người thiết kế sẽ dự kiến những thiết bị mạng, đường truyền,…Tiến hành khảo sát trên mô hình, thay đổi thông số hệ thống mạng đến khi có được một hệ thống mạng hoàn chỉnh, phù hợp, tiến hành triển khai xây dựng trên thực tế. Bài 2: Mô hình mạng đơn giản và kịch bản mô phỏng của 2 mô hình bài 2 Mô hình bài 2a: Hình 1: Mô hình mạng bài 2a Kịch bản mô phỏng: Mô hình trên bao gồm 4 node (1, 2, 3, 4). Simplex-link (liên kết truyền nhận dữ liệu một chiều) giữa node 1 và 3, 2 và 3 có bandwidth (băng thông) = 2 Mbps, delay (thời gian trì hoãn) giữa node 1 và 3, node 2 và 3 = 10 ms. Duplex link giữa 3và 4 có bandwidth = 1.7 Mbps và delay = 20 ms. Các node dùng hàng đợi DropTail. Agent “tcp” gắn với 1 và agent “TCPsink” gắn với 4. Agent “tcp” có thể tạo packet với max size = 1000 byte. Agent tcp “sink” tạo và gửi packet dạng ACK cho sender (sender là agent gửi packet đi) và giải phóng packet nhận được. Agent “udp” gắn với 2 sẽ kết nối với agent “null” gắn với 4. Agent “null” chỉ giải phóng packet đã nhận được. Bộ khởi tạo lưu lượng “ftp” và “cbr” tương ứng được gắn vào agent “tcp” và “udp”. “cbr” được cấu hình để tạo ra packet 1000Byte tại tốc độ 1 Mbps. “cbr” được thiết lập cho start bắt đầu tại thời điểm 0.1 giây và kết thúc tại thời điểm 4.5 giây, “ftp” bắt đầu lúc 1.0 giây và kết thúc lúc 4.0 giây. Các hình ảnh mô phỏng bài 2a từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH: Hình 2: Mô hình truyền gói tin của bài 2a Hình 3: Mô hình thông lượng của bài 2a Hình 4: Thông tin mô tả của bài 2a Nhận xét chung của mô hình bài 2a: Số gói tin bị rơi: 138 gói Số gói tin bị mất: 160 gói Số gói tin truyền thành công: 2278 gói Độ trễ trung bình là 0,06445 giây Tỷ lệ gói tin truyền thành công: 93,86% Mô hình 2: Hình 5: Mô hình mạng bài 2b Kịch bản mô phỏng: Mô hình trên bao gồm 4 node (1, 2, 3, 4). Simplex-link (liên kết truyền nhận dữ liệu một chiều) giữa node 1 và 3, 2 và 3 có bandwidth (băng thông) = 5 Mbps, delay (thời gian trì hoãn) giữa node 1 và 3, node 2 và 3 = 15 ms. Duplex link giữa 3và 4 có bandwidth = 1.2 Mbps và delay = 10 ms. Các node dùng hàng đợi DropTail. Agent “tcp” gắn với 1 và agent “TCPsink” gắn với 4. Agent “tcp” có thể tạo packet với max size = 1000 byte. Agent tcp “sink” tạo và gửi packet dạng ACK cho sender (sender là agent gửi packet đi) và giải phóng packet nhận được. Agent “udp” gắn với 2 sẽ kết nối với agent “null” gắn với 4. Agent “null” chỉ giải phóng packet đã nhận được. Bộ khởi tạo lưu lượng “ftp” và “cbr” tương ứng được gắn vào agent “tcp” và “udp”. “cbr” được cấu hình để tạo ra packet 1000Byte tại tốc độ 1 Mbps. “cbr” được thiết lập cho start bắt đầu tại thời điểm 0.1 giây và kết thúc tại thời điểm 4.5 giây, “ftp” bắt đầu lúc 1.0 giây và kết thúc lúc 4.0 giây. Các hình ảnh mô phỏng bài 2b từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH: Hình 6: Mô hình truyền gói tin của bài 2b Hình 7: Mô hình thông lượng của bài 2b Hình 8: Thông tin mô tả của bài 2b Nhận xét chung của mô hình bài 2b: Số gói tin bị rơi: 148 gói Số gói tin bị mất: 170 gói Độ trễ trung bình là 0,06438 giây Số gói tin truyền thành công: 2271 gói Tỷ lệ gói tin truyền thành công: 93,45% Bước 2: So sánh mô hình bài 2a với mô hình bài 2b Thông số thay đổi Mô hình bài 2a Mô hình bài 2b Băng thông Node 1à3: 2mbps Node 2à3: 2mbps Node 3à4: 1,7mbps 5mbps 5mbps 1,2mbps Độ trễ Node 1à3: 10ms Node 2à3: 10ms Node 3à4: 20ms 15ms 15ms 10ms Packet size / Rate 1000byte / 1mb 1000byte /1mb Time ftp: 1à4 (s) cbr: 0,1à4,5(s) ftp: 1à4 (s) cbr: 0,1à4,5(s) Thông tin so sánh Độ trễ trung bình Số gói tin gửi Số gói tin rơi Số gói tin mất Số gói tin nhận được Tỷ lệ truyền thành công Mô hình bài 2a 0,06445s 2427 138 160 2278 93,86% Mô hình bài 2b 0,06438s 2430 148 170 2271 93,45% Nhận xét sau khi đã thay đổi một số thông số từ mô hình 1 thành mô hình 2: Số gói tin gửi của mô hình 2 tăng lên so với mô hình 1 trong cùng 1 thời gian. Số gói tin rơi của mô hình 2 tăng lên so với mô hình 1 Số gói tin mất của mô hình 2 tăng lên so với mô hình 1 Số gói tin nhận được của mô hình 2 thì lại giảm xuống so với mô hình 1 Từ những thông số trên, ta nhận thấy rằng sau khi thay đổi băng thông,độ trễ từ mô hình 1 sang hình 2 như đã được miêu tả theo kịch bản ở trên thì: Quá trình truyền các gói tin trong mô hình 2 sẽ ít ổn định so với mô hình 1và tỷ lệ truyền các gói tin đến đích sẽ ít hơn. Bài 3: Mô hình mạng đơn giản và kịch bản mô phỏng: Bài 3a: Mô hình bài 3a: Hình 9: Mô hình mạng bài 3a Kịch bản mô phỏng: Mô hình trên bao gồm 6 node (1, 2, 3, 4, 5, 6 ). Duplex-link (liên kết truyền nhận dữ liệu hai chiều diễn ra đồng thời) giữa node 1 và 6, 2 và 6, 3 và 6 có bandwidth (băng thông) = 10 Mbps, giữa node 4 và 6 có bandwidth = 100Mbps; Delay (thời gian trì hoãn) giữa các cặp node trên đều = 20ms. Duplex link giữa 5và 6 có bandwidth = 5 Mbps và Delay = 10ms. Các node dùng hàng đợi DropTail, max size (kích thuớc lớn nhất) = 1000 byte. Agent “tcp-1” gắn với 1 và agent “TCPsink-1” gắn với 6, Agent “tcp-2” gắn với 2 và agent “TCPsink-2” gắn với 6. Các Agent “tcp” có thể tạo packet với max size = 1000 byte. Agent tcp “sink” tạo và gửi packet dạng ACK cho sender (sender là agent gửi packet đi) và giải phóng packet nhận được. Agent “udp-3” gắn với 3 sẽ kết nối với agent “null-3” gắn với 6, Agent “udp-4” gắn với 4 sẽ kết nối với agent “null-4” gắn với 6. Agent “null” chỉ giải phóng packet đã nhận được. Bộ khởi tạo lưu lượng “ftp” và “cbr” tương ứng được gắn vào agent “tcp” và “udp”. “cbr” gắn ở node 3 được thiết lập cho start bắt đầu tại thời điểm 1 giây và kết thúc tại thời điểm 5 giây, “cbr” gắn ở node 4 được thiết lập cho bắt đầu tại thời điểm 0,2 giây và kết thúc tại thời điểm 5 giây, “ftp” gắn ở node 1 được thiết lập cho bắt đầu lúc 0.1 giây và kết thúc lúc 5 giây, “ftp” gắn ở node 2 được thiết lập cho bắt đầu lúc 1 giây và kết thúc lúc 4,5 giây. Các hình ảnh mô phỏng bài 3a từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH: Hình 10: Mô hình truyền gói tin của bài 3a Hình 11: Mô hình thông lượng của bài 3a Hình 12: Thông tin mô tả của bài 3a Nhận xét chung về các thông số xem xét được: Số gói tin bị rơi: 80 gói Số gói tin bị mất: 132 gói Số gói tin truyền thành công: 7826 gói Độ trể trung bình: 0,03586 giây Tỷ lệ gói tin truyền thành công: 98,589% Với các thông số về băng thông và độ trễ như thiết kế của mô hình trên thì tỷ lệ truyền các gói tin thành công là rất cao. Bài 3b: Mô hình bài 3b: Thay đổi băng thông giữa node 5 và 6 từ 5Mbps à 50Mbps và độ trễ là 10ms. Hình 13: Mô hình mạng bài 3b Các hình ảnh mô phỏng bài 3b từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH: Hình 14: Mô hình truyền gói tin của bài 3b Hình 15: Mô hình thông lượng của bài 3b Hình 16: Thông tin mô tả của bài 3b Nhận xét chung về các thông số xem xét được: Số gói tin bị rơi: 0 gói Số gói tin bị mất: 51 gói Số gói tin truyền thành công: 10301 gói Độ trể trung bình: 0,0303 giây Tỷ lệ gói tin truyền thành công: 99,79% Với các thông số về băng thông và độ trễ như thiết kế của mô hình trên thì tỷ lệ truyền các gói tin thành công là cao hơn so với mô hình trước khi chưa thay đổi thông số. So sánh giữa hai mô hình Thông tin so sánh Độ trễ trung bình Số gói tin gửi Số gói tin rơi Số gói tin mất Số gói tin nhận được Tỷ lệ truyền thành công Mô hình 1 (băng thông 5Mbps cho liên kết giữa node 5 và 6) 0,0358s 7938 80 132 7826 98,589% Mô hình 2 (băng thông 50Mbps cho liên kết giữa node 5 và 6) 0,0303s 10328 0 51 10301 99,59% Nhận xét: Từ bảng so sánh trên ta thấy rằng khi khi tăng băng thông truyền giữa node 5 và 6 lên gấp 10 lần thì số gói tin rơi và gói tin bị mất giảm một cách đáng kể và tỷ lệ truyền thành công tăng rất cao. Và độ trễ trung bình cũng đã giảm xuống từ 0,0358 còn 0,0303 giây. Bài 3c: Thay đổi cơ chế hàng đợi Drop Tail bằng FQ, SFQ, RED tại node 5 Trường hợp 1: Thay đổi bằng FQ Các hình ảnh mô phỏng bài 3c từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH khi thay đổi hàng đợi thành FQ: Hình 17: Mô hình truyền gói tin của bài 3c sử dụng hàng đợi FQ Hình 18: Thông tin mô tả của bài 3c sử dụng hàng đợi FQ Trường hợp 2: Thay đổi bằng SFQ Các hình ảnh mô phỏng bài 3c từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH khi thay đổi hàng đợi thành SFQ: Hình 19: Mô hình truyền gói tin của bài 3c sử dụng hàng đợi SFQ Hình 20: Thông tin mô tả của bài 3c sử dụng hàng đợi SFQ Trường hợp 3: Thay đổi bằng RED Các hình ảnh mô phỏng bài 3c từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH khi thay đổi hàng đợi thành RED: Hình 21: Mô hình truyền gói tin của bài 3c sử dụng hàng đợi RED Hình 22: Thông tin mô tả của bài 3c sử dụng hàng đợi RED So sánh số gói tin rơi và mất của 3 trường hợp trên: Thông số so sánh DropTail FQ SFQ RED Số gói tin rơi 80 0 596 96 Số gói tin mất 132 52 646 148 Số gói tin gửi 7938 8304 7909 7791 Nhận xét: Qua các thông số thu được từ những cách thay đổi cơ chế hàng đợi trên thì ta thấy rằng là: tỷ lệ các gói tin bị rớt,bị mất khi thay đổi hàng đợi là SFQ chiếm tỷ lệ rất cao so với khi thay đổi hàng đợi thành DropTail và RED. Còn khi thay đổi cơ chế hàng đợi thành FQ thì hầu như tỷ lệ số gói tin không còn nữa và số gói tin bị mất ít lại hơn nhiều so với các trường hợp còn lại. Bài 3d: Thay đổi loại Agent TCP trong bài 3a thành Agent TCP_Reno Các hình ảnh mô phỏng bài 3d từ quá trình thực hiện trên file NAM và trên TRACEGRAPH khi thay đổi Agent TCP thành Agent TCP-Reno: Hình 23: Mô hình truyền gói tin của bài 3d sử dụng Agent TCP-Reno Hình 24: Mô hình thông lượng của bài 3d sử dụng Agent TCP-Reno Hình 25: Thông tin mô tả của bài 3d sử dụng Agent TCP-Reno Nhận xét chung về các thông số xem xét được: Số gói tin bị rơi: 71 gói Số gói tin bị mất: 122 gói Số gói tin truyền thành công: 7765 gói Độ trể trung bình: 0,03559 giây Tỷ lệ gói tin truyền thành công: 98,741% Với các thông số về băng thông và độ trễ như thiết kế của mô hình trên thì tỷ lệ truyền các gói tin thành công là rất cao. Bảng so sánh giữa mô hình khi sử dụng Agent TCP và mô hình khi sử dụng TCP-Reno: Thông tin so sánh Độ trễ trung bình Số gói tin gửi Số gói tin rơi Số gói tin mất Số gói tin nhận được Tỷ lệ truyền thành công Mô hình 1 (sử dụng Agent TCP) 0,03586s 7938 80 132 7826 98,589% Mô hình 2 (sử dụng Agent TCP-Reno) 0,03559s 7864 71 122 7765 98,741% Nhận xét: Khi sử dụng Agent TCP-Reno để thay thế cho Agent TCP trong mô hình mạng của bài 3a thì ta có thể thấy rằng số gói tin rơi và số gói tin mất mà khi sử dụng Agent TCP-Reno giảm xuống hẳn so với khi sử dụng Agent TCP và độ trễ trung bình cũng phần nào ít lại. Từ đó có thể nhận thấy rằng khi thay thế Agent TCP-Reno cho Agent TCP thì tỷ lệ truyền gói tin thành công sẽ cao hơn. Dựa vào hai hình vẽ so sánh về thông lượng thì ta cũng thấy được là thông lượng khi mô hình mạng sử dụng Agent TCP-Reno ổn định và tăng dần theo thời gian, còn khi ta sử dụng Agent TCP thì thông lượng sẽ tăng giảm thất thường theo thời gian. KẾT LUẬN Qua những bài thực hành trên thì nhóm chúng tôi có rút ra những tầm quan trọng của môn Đánh Giá Hiêụ Năng Mạng là như thế nào. Và từ những bài trên thì chúng tôi có những yếu tố,kỹ năng cơ bản để có thể đánh giá hiệu năng mạng của mô hình mạng đơn giản. Từ đó chúng ta thấy rõ tầm quan trọng của việc đánh giá hiệu năng của một mô hình mạng của một công ty. Điều này sẽ giúp cho các Doanh nghiệp tạo được một mô hình mạng chạy thật ổn định cho công ty của họ.