Bài thí nghiệm mô phỏng đánh giá chất lượng của mạng viễn thông sử dụng phần mền mô phỏng mạng

Chia sẻ: Trương Kỳ Phương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

134
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giới thiệu OPNET, mạng Ethernet, Hub và Switch, các giao thức định tuyến, QoS và ảnh hưởng của cơ chế xếp hàng là những nội dung chính trong 5 bài thuộc tài liệu "Bài thí nghiệm mô phỏng đánh giá chất lượng của mạng viễn thông sử dụng phần mền mô phỏng mạng". Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thí nghiệm mô phỏng đánh giá chất lượng của mạng viễn thông sử dụng phần mền mô phỏng mạng

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Bộ Môn Thông Tin – Khoa Vô Tuyến Điện Tử ĐINH THẾ CƯỜNG, TRẦN XUÂN NAM, NGUYỄN THÀNH BÀI THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA MẠNG VIỄN THÔNG SỬ DỤNG PHẦN MỀN MÔ PHỎNG MẠNG (Dùng cho môn học Cơ sở mạng truyền số liệu, ngành Thông tin, chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử và Rađa dẫn đường) HÀ NỘI - 2008
MỤC LỤC Trang Mục lục 1 Lời nói đầu 2 Bài 1: Giới thiệu OPNET 3 Bài 2: Mạng Ethernet 18 Bài 3: Hub và Switch 27 Bài 4: Các giao thức định tuyến 35 Bài 5: QoS: Ảnh hưởng của cơ chế xếp hàng 44 Tài liệu tham khảo 56 1
LỜI NÓI ĐẦU Cơ sở mạng truyền số liệu là một trong những môn học cơ bản trong cấu trúc chương trình đào tạo Thạc sĩ Kĩ thuật ngành Thông tin, chuyên ngành Kĩ thuật Điện tử và Rađa dẫn đường. Bên cạnh khối lượng kiến thức lí thuyết bao quát một phạm vi rất rộng, từ cấp độ phần tử cho đến hệ thống lớn, rất phức tạp, môn học còn đặt ra yêu cầu phải có điều kiện cho học viên có thể tiếp cận thực tiễn hệ thống để so sánh, kiểm nghiệm với lí thuyết đã được trang bị. Trong điều kiện hiện nay, việc trang bị một phòng thí nghiệm với quy mô như vậy cực kì tốn kém, hơn nữa, vì nhiều lí do khác nhau, các công ty viễn thông cũng không tạo điều kiện dễ dàng để học viên có thể tiếp cận, khảo sát, điều chỉnh các hệ thống của họ. Trong điều kiện như vậy, cách thức hiệu quả giải quyết vấn đề là sử dụng các phần mềm mạnh để thực hiện việc mô hình hoá, mô phỏng, đánh giá chất lượng của mạng viễn thông. Giải pháp này đã và đang được rất nhiều các trường đại học kĩ thuật danh tiếng trên thế giới có chuyên ngành này sử dụng. Trên thị trường hiện có rất nhiều các phần mềm mô phỏng mạng khác nhau như OPNET Modeler, ns-2, OMNeT++, NetSim, QualNet,… Mỗi phần mềm đều có những điểm mạnh, yếu riêng, do đó tuỳ vào trường hợp cụ thể mà mỗi phần mềm có thể phát huy được ưu thế của mình. Tuy nhiên, dòng sản phầm của hãng OPNET tỏ ra có nhiều ưu điểm vượt trội và được dùng khá phổ biến trong các trường đại học cho các chương trình đào tạo từ đại học cho đến tiến sĩ chuyên ngành Điện tử Viễn thông. Do đó nhóm tác giả đã chọn phần mềm này với phiên bản Academic IT Guru 9.1 để xây dựng tập bài thí nghiệm phục vụ cho môn học với nội dung sau: ♦ Giới thiệu OPNET: Giúp học viên làm quen với phần mềm, tập sử dụng các công cụ, thư viện có sẵn trong nó để thiết kế một mạng LAN đơn giản, sau đó đánh giá khả năng mở rộng nó thông qua các tham số chất lượng của mạng. ♦ Mạng Ethernet: Phân tích hoạt động của mạng chia sẻ môi trường truyền, đánh giá chất lượng (hiệu năng) của mạng khi tải lưu lượng thay đổi. ♦ Switch và Hub: Tìm hiểu nguyên lí hoạt động của Switch và Hub, ảnh hưởng của nó đến thông lượng của mạng. ♦ Thủ tục định tuyến: Nguyên cứu hoạt động của giao thức Thông tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol), mô phỏng hoạt động của một số router sử dụng giao thức RIP, xác định sự thay đổi của bảng thông tin định tuyến cũng như tốc độ gói tin nhận được trong các trạng thái khác nhau của mạng. ♦ QoS: Ảnh hưởng của cơ chế xử lí hàng đợi: Khảo sát một số tham số chất lượng của mạng như tỉ lệ mất gói tin, độ trễ xếp hàng, biến thiên độ trễ,… khi áp dụng những cơ chế xử lí hàng đợi khác nhau. 2
GIỚI THIỆU OPNET Phần hướng dẫn này giúp học viên làm quen với phần mềm OPNET® IT Guru Academic Edition 9.1, sử dụng các đặc tính của IT Guru để xây dựng và phân tích các mô hình mạng. Học viên sẽ học cách giải quyết bài toán mô hình hoá mạng thông tin thông qua việc xây dựng một mô hình mạng thích hợp, liên kết các tham số thống kê của mạng và phân tích kết quả mô phỏng nhận được. Các bài tập sẽ từng bước giúp học viên thành thạo dần việc sử dụng IT Guru và minh hoạ phạm vi của các bài toán mà IT Guru có thể giải quyết. Trước hết cần hiểu rõ về trình tự xử lí, không gian thiết kế (workspace) và các công cụ của IT Guru. Xây dựng (các) mô hình mạng Chọn các tham số Chạy (các) mô phỏng Xem và phân tích (các) kết quả Hình 1.1. Trình tự xử lí đối với IT Guru. Trình tự xử lí đối với IT Guru (các bước cần thiết để xây dựng một mô hình mạng và chạy các mô phỏng) được minh hoạ trên hình 1.1, việc thực hiện cụ thể nó được tập trung trên môi trường Project Editor. Trên đó, người sử dụng có thể tạo ra một mô hình mạng, khai mới hoặc thay đổi các tham số có sẵn cho từng đối tượng hay cho cả hệ thống, thực hiện mô phỏng sau đó tiến hành khảo sát và phân tích các kết quả nhận được từ mô phỏng. Việc sử dụng môi trường Project Editor để xây dựng một mạng con sẽ được minh hoạ ngay sau đây. 1. Cửa sổ Project Editor Cửa sổ Project Editor có các vùng chức năng tương tác với các thủ tục khởi tạo và chạy mô phỏng mô hình mạng. Các vùng chức năng này được minh hoạ ở hình 1.2. 3
Thực đơn Nút công cụ Không gian thiết kế Biểu tượng chứa Thông báo các thông báo Hình 1.2. Một mô hình mạng trên cửa sổ Project Editor. Thanh thực đơn Thanh thực đơn nằm ở phía trên cùng cửa sổ thiết kế. Thanh này gồm các thực đơn theo chủ đề trong đó chứa các lệnh. Số thực đơn và số các lệnh trong mỗi thực đơn thay đổi tuỳ theo số modul được gọi vào mô hình. Các lệnh phụ thuộc tình huống có thể được chọn khi nhấp phải chuột lên đối tượng hoặc lên không gian thiết kế. Các nút công cụ Một số chức năng thường dùng trên thanh thực đơn có thể được kích hoạt nhờ các nút công cụ được minh hoạ dưới đây. 1. Mở thư viện đối tượng Object Palette 2. Kiển tra kết nối 3. Đánh lỗi (hỏng) đối tượng chọn 4. Khôi phục đối tượng chọn 5. Trở về phân mạng bậc cao hơn 6. Phóng to 7. Thu nhỏ 8. Cài đặt tham số, chạy mô phỏng 9. Xem kết qủa 10. Mở/xoá các đồ thị Không gian thiết kế 4
Là phần không gian nằm giữa cửa sổ Editor, chứa các biểu tượng của mô hình mạng. Có thể chọn, xê dịch các biểu tượng, chọn các lệnh phụ thuộc tình huống khi nhấp phải chuột lên phông nền của không gian thiết kế. Vùng thông báo Vùng thông báo nằm ở vị trí dưới cùng của cửa sổ Editor. Nó cung cấp thông tin về trạng thái công cụ. Để xem thông tin về tiến trình làm việc, nhấp trái chuột lên biểu tượng bên cạnh vùng thông báo . Cửa sổ mới mở sẽ liệt kê các thông báo đã xuất hiện trong vùng thông báo. Các thông tin này trợ giúp, hướng dẫn người dùng trong quá trình xây dựng mô hình mô phỏng. 2. Bài tập minh hoạ: Mở rộng một mạng LAN Giới thiệu Trong bài tập này, học viên sẽ tìm hiểu cách sử dụng các đặc tính của IT Guru để xây dựng và phân tích một mô hình mạng đơn giản. Tầng 1 Mạng mở rộng Hình 1.3. Mô hình mạng LAN mở rộng. Nhiệm vụ đặt ra là lập kế hoạch nâng cấp một mạng con intranet của một công ty. Hiện tại, công ty có một mạng máy tính với đồ hình dạng sao được triển khai ở tầng thứ nhất của toà nhà văn phòng. Công ty lên kế hoạch mở thêm một mạng hình sao nữa ở tầng trên của toà nhà. Học viên sẽ thiết lập mô hình mô phỏng và kiểm tra khả năng mở rộng này để bảo đảm rằng tải lưu lượng phát sinh từ mạng mới mở không làm hỏng hoạt động của toàn mạng. Thực hiện Khi khởi tạo một mô hình mạng mới, trước hết cần phải tạo ra một dự án (project) và hoạt 5
cảnh (scenario) mới. Một dự án là tập hợp của một số hoạt cảnh mà mỗi hoạt cảnh khảo sát một khía cạnh khác nhau của mạng. Sau khi khởi đầu một project mới, chúng ta sẽ sử dụng công cụ hỗ trợ Startup Wizard để kiến tạo một hoạt cảnh mới. Công cụ Wizard cho phép: Xác định đồ hình khởi đầu của mạng Xác định quy mô, kích thước của mạng Chọn lựa bản đồ nền cho mạng Liên kết thư viện phần tử (Object Palette) với hoạt cảnh. Startup Wizard sẽ tự động xuất hiện mỗi khi một project mới được khởi tạo. Công cụ này cho phép chúng ta xác định một số các đặc tính của môi trường thiết kế mạng. Để sử dụng Startup Wizard cài đặt một hoạt cảnh mới, thực hiện theo các bước sau: 1. Chạy chương trình IT Guru nếu nó chưa được kích hoạt. 2. Chọn File => New… 3. Chọn Project từ thực đơn kéo xuống rồi nhấp OK. 4. Đặt tên project và hoạt cảnh như sau: Tên project: _Sm_Int, trong đó là giá trị khởi đầu của project. Tên hoạt cảnh first_floor. Nhấp OK. ¾ Startup Wizard bắt đầu hoạt động. 5. Nhập các tham số trong bảng dưới vào các hộp khai báo của Startup Wizard. Tên hộp khai báo Giá trị 1. Initial Topology Chọn giá trị mặc định Create Empty Scenario. 2. Choose Network Scale Chọn Office. Đánh dấu Use Metric Unit vào hộp chọn. 3. Specify Size Chọn giá trị mặc định 100m x 100m. 4. Select Technologies Chọn họ mô hình Sm_Int_Model_List. 5. Review Kiểm tra lại các tham số rồi nhấp OK. Một không gian thiết kế với kích thước vừa được xác định sẽ mở ra. Thư viện phần tử tương ứng với các chọn lựa từ Startup Wizard được mở ra trong một cửa sổ khác. Khởi tạo mạng Các mô hình mạng được tạo ra trên môi trường Project Editor bằng cách sử dụng các nút mạng (node) và đường truyền (link) lấy từ thư viện Object Palette. Nút mạng (Node) - Một biểu tượng biểu diễn một thực thể có thể phát và thu thông tin của mạng thực. Đường truyền (Link) - Môi trường truyền tin kết nối các node lại với nhau. Link có thể là cáp điện hoặc sợi quang. Các đối tượng này được lưu trong thư viện Object Palette ở dạng các biểu tượng. 6
Có thể khởi tạo mạng bằng một trong ba cách hoặc tổ hợp bất kì các cách này với nhau. Cách thứ nhất là nhập đồ hình (topology) có sẵn. Một cách khác là thiết lập trên môi trường thiết kế các node riêng lẻ chọn từ thư viện Object Palette. Cách thứ ba là sử dụng công cụ Rapid Configuration. Rapid Configuration khởi tạo một mạng mới bằng một lệnh duy nhất sau khi cấu hình mạng, kiểu của các node trong mạng, kiểu của các link nối các node đã được lựa chọn. Để khởi tạo mạng máy tính đầu tiên (ở tầng một của toà nhà) bằng công cụ Rapid Configuration, thực hiện các thao tác sau: Hình 1.4. Cài đặt tham số Configuration trên công cụ Rapid Configuration. 1. Chọn Topology => Rapid Configuration. 2. Chọn cấu hình Star từ thực đơn drop-down, sau đó nhấp OK… Bước tiếp theo là xác định các mô hình nút mạng và đường truyền. Các mô hình nút mạng tuân theo quy luật đặt tên sau: _...___ Trong đó: * xác định (các) loại giao thức được hỗ trợ bởi mô hình. * là tên (viết tắt) chức năng tổng quát của mô hình. * là thứ tự bậc của mô hình thứ sinh. Ví dụ: ethernet2_bridge_int xác định mô hình thứ sinh trung gian (int) của một cầu (bridge) Ethernet 2 cổng (ethernet2). Tên mô hình thiết bị của các hãng có thêm phần mào đầu chỉ tên hãng và số seri sản phẩm. Ví dụ: switch của hãng 3Com dùng trong bài tập này có tên: 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3 Nút mạng này là một tập hợp thiết bị gồm hai chassis 3Com SuperStack II 1100, hai chassis 3Com SuperStack II 3300 (3C_SSII_1100_3300) với bốn khe cắm (4s), 52 cổng Ethernet auto-sensing (ae52), 48 cổng Ethernet (e48) và ba cổng Ethernet Gigabit (ge3). Hình 1.5. Cài đặt tham số Star trên công cụ Rapid Configuration. Để thiết lập các nút mạng và đường truyền cấu thành nên mạng, thực hiện tiếp các thao tác sau: 7
1. Đặt Center Node Model là 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3 (một loại switch của 3Com). 2. Đặt Periphery Node Model là Sm_Int_wkstn và thay đổi số thiết bị ngoại vi Number là 30. Thao tác này tạo ra 30 máy trạm Ethernet là các node ngoại vi. 3. Đặt Link Model là 10BaseT. Xác định vị trí đặt mạng: 1. Đặt X center và Y center là 25. 2. Đặt Radius là 20. 3. Nhấp OK. ¾ Mạng máy tính (tầng một) mới được khởi tạo sẽ có dạng như hình 1.6. Hình 1.6. Mô hình mạng máy tính tầng 1. Tiếp theo, cần đặt một máy chủ vào hệ thống. Việc cài đặt này được thực hiện theo phương pháp thứ hai, kéo đối tượng từ thư viện Object Palette vào không gian thiết kế. 1. Nếu thư viện chưa được mở ra, nhấp trái chuột vào biểu tượng gọi thư viện trên thanh chứa các nút công cụ . 2. Tìm biểu tượng Sm_Int_server trong cửa sổ thư viện nhấp trái chuột và kéo biểu tượng vào không gian thiết kế. 3. Nhấp phải chuột để tắt chức năng khởi tạo thêm nút mới. Tiếp theo, cần kết nối server với mạng hình sao. 1. Tìm biểu tượng 10BaseT trong cửa sổ thư viện, nhấp trái chuột lên đó. 2. Nhấp trái chuột lên server rồi chuyển sang switch tiếp tục nhấp trái chuột. ¾ Một đường link nối hai thiết bị này sẽ xuất hiện 3. Nhấp phải chuột để tắt chức năng tạo kết nối. Sau cùng cần đưa thêm vào các đối tượng đặt cấu hình để xác định lưu lượng tải sẽ xuất hiện trong mạng. Việc cài đặt các đối tượng định nghĩa ứng dụng và định nghĩa profile tương đối phức tạp và không được nghiên cứu ở đây. Thay vào đó, trong bài tập này các đối tượng sau đã được nhập sẵn vào thư viện Object Palette: Một đối tượng định nghĩa ứng dụng với các cấu hình mặc định của các ứng dụng chuẩn. Một đối tượng định nghĩa profile với một mẫu profile truy cập cơ sở dữ liệu tốc độ thấp. Học viên chỉ cần kéo các đối tượng này vào mô hình mạng thiết kế. Khi đó lưu lượng do các máy trạm truy cập vào một cơ sở dữ liệu ở tốc độ thấp sẽ được mô hình hoá. 8
Hình 1.7. Mô hình mạng với đầy đủ các đối tượng. 1. Tìm biểu tượng Sm_Application_Config trong thư viện và kéo nó vào không gian thiết kế. 2. Nhấp phải chuột để tắt chức năng khởi tạo đối tượng. 3. Tìm biểu tượng Sm_Profile_Config trong thư viện, kéo vào trong không gian thiết kế, nhấp phải chuột. 4. Đóng cửa sổ Object Palette. Qua thao tác này, công việc xây dựng mạng máy tính tầng một đã hoàn tất. Dạng của nó giống như hình trên. Tập hợp số liệu mô phỏng Các tham số có thể được tập hợp từ các nút riêng lẻ trong mạng (object statistics) hoặc trên toàn mạng (global statistics). Các tham số cần tập hợp phải đưa ra được thông tin để trả lời các câu hỏi: 1. Server có đủ khả năng quản trị tải lưu lượng từ mạng mở rộng thêm không? 2. Độ trễ tổng cộng trên toàn mạng có chấp nhận được không khi đưa thêm mạng thứ hai vào hoạt động? Để trả lời các câu hỏi này, cần phải khảo sát các tham số chất lượng của mạng hiện thời để lấy cơ sở so sánh. Các tham số cần thu thập là Server Load (tham số riêng), Ethernet Delay (tham số chung). Server Load là một trong những tham số chính phản ánh chất lượng của toàn mạng. Để tập hợp các kết quả liên quan đến tải của server, thực hiện các thao tác sau: 1. Nhấp phải chuột lên node server (node_31 trong ví dụ này) và chọn Choose Individual Statistics từ thực đơn. ¾ Cửa sổ Choose Results của node 31 xuất hiện. Cửa sổ Choose Results chứa các tham số cần tập hợp sắp xếp theo thư mục phân cấp. Để tập hợp tham số tải Ethernet trên server, thực hiện tiếp các bước: 2. Nhấp trái chuột lên dấu cộng (+) bên cạnh Ethernet trong hộp chọn Choose Results để bung bộ tham số theo phân cấp của Ethernet. 3. Nhấp trái chuột lên hộp chọn bên cạnh Load (bits/sec) để xác nhận chọn tham số này. 4. Nhấp OK để đóng cửa sổ Choose Results. Việc chọn tham số này được minh hoạ trên hình 1.8. 9
Hình 1.8. Tập hợp tham số Load (bits/sec). Tham số chung (Global statistics) có thể được dùng để kết hợp thông tin về toàn thể mạng. Ví dụ, có thể xác định độ trễ trên toàn mạng khi tập hợp tham số chung Delay: 1. Nhấp phải chuột lên không gian thiết kế (không chạm vào đối tượng nào) và chọn Choose Individual Statistics từ thực đơn vừa mở. 2. Bung thư mục gốc Global Statistics. 3. Bung thư mục Ethernet. 4. Nhấp trái chuột vào hộp chọn bên cạnh Delay (sec) để xác nhận việc chọn tham số. 5. Nhấp OK để đóng cửa sổ Choose Results. Sau cài đặt này, nên lưu project lại trên ổ cứng bằng các thao tác sau: Chọn File => Save, nhấp OK. Hình 1.9. Tập hợp tham số Delay (sec). 10
Sau đó có thể bắt đầu việc chạy mô phỏng. Tuy nhiên cần kiểm tra lại bộ lưu trữ repositories. Repositories chứa các cấu tử như các mô hình tiến trình và các tầng pipeline đã được lưu lại để các mô phỏng có thể thực hiện trong thời gian ngắn hơn. 1. Chọn Edit => Preferences. 2. Soạn repositories trong trường tìm kiếm Find rồi nhấp núm Find. 3. Nếu giá trị cho repositories không phải là stdmod, nhấp trái chuột vào trường soạn thảo và nhập stdmod vào hộp thoại. 4. Nhấp OK để đóng các hộp thoại repositories và Preferences. Để chạy mô phỏng, thực hiện tiếp các thao tác: 1. Chọn Simulation => Configure Discrete Event Simulation... Cũng có thể mở hộp thoại Configure Discrete Event Simulation bằng cách nhấp trái chuột lên nút thao tác configure/run simulation . 2. Nhập giá trị 0.5 vào trường Duration để thực hiện mô phỏng hoạt động của mạng trong khoảng thời gian 1/2 giờ. 3. Nhấp chuột lên nút Run để khởi động mô phỏng. Hình 1.10. Hộp thoại Simulation Sequence. Khi mô phỏng đang diễn tiến, một cửa sổ biểu diễn tiến trình mô phỏng sẽ xuất hiện. Hộp thoại trên hình 1.10 chỉ ra rằng, trong 5 giây của thời gian (thực) đã qua, IT Guru đã mô phỏng được 15 phút 19 giây thời gian hoạt động của mạng. Toàn bộ thời gian mô phỏng sẽ kéo dài không quá một phút - giá trị thời gian đã qua (elapsed time) thay đổi phụ thuộc vào tốc độ của máy tính. 4. Khi mô phỏng kết thúc, nhấp nút Close trên hộp thoại Simulation Sequence. Xem kết quả Có thể xem các kết quả được biểu diễn bằng đồ thị trong môi trường Project Editor khi chọn View Results từ thực đơn trên không gian thiết kế Workspace sau khi nhấp phải chuột. Sau khi mô phỏng kết thúc, có thể xem các kết quả bằng nhiều cách khác nhau. Trong bài tập 11
này kết quả được xem nhờ tuỳ chọn View Results trên thực đơn pop-up trong Workspace. Để xem giá trị tải Ethernet của server, thực hiện các thao tác sau: 1. Nhấp phải chuột lên node server (node_31), chọn View Results từ thực đơn pop-up của server. ¾ Hộp thoại View Results xuất hiện. 2. Bung các thư mục Office Network.node_31 => Ethernet. 3. Nhấp chuột lên hộp chọn bên cạnh Load (bits/sec) xác nhận lựa chọn tham số cần xem. 4. Nhấp chuột lên nút Show trên hộp thoại View Results. ¾ Đồ thị của tham số tải server xuất hiện trên môi trường Project Editor. Đồ thị của tham số tải server phải giống với dạng đồ thị hình 1.11. Các kết quả có thể khác đôi chút do sự khác nhau về vị trí của các nút mạng và độ dài đường truyền nhưng dạng chung phải tương tự. Hình 1.11. Đồ thị Ethernet.Load (bits/sec). Để ý là tải trên server ở mức đỉnh có thể đạt xấp xỉ 6.000 bits/sec. Đây là mốc để so với trường hợp khi kết nối thêm mạng thứ hai vào. Hình 1.12. Hộp thoại View Results với kết quả Delay (sec). 12
Đóng cửa sổ này và hộp thoại View Results (Nếu chương trình đưa ra thông điệp cảnh báo, chọn Delete). Để xem tham số Global Ethernet Delay, thực hiện tiếp các thao tác: 1. Nhấp phải chuột lên không gian thiết kế rồi chọn View Results từ thực đơn pop-up. 2. Đánh dấu hộp chọn gần thư mục Global Statistics => Ethernet => Delay (sec) rồi nhấp chuột lên nút Show để xem tham số độ trễ Ethernet toàn mạng. ¾ Đồ thị độ trễ Ethernet xuất hiện với dạng giống như hình 1.13. Hình 1.13. Đồ thị Ethernet.Dealy (sec). Để ý là sau khi mạng đạt tới trạng thái ổn định, độ trễ cực đại xấp xỉ giá trị 0.4 mili giây Đóng cửa sổ đồ thị bằng cách nhấp phải chuột lại thư mục vừa chọn rồi đóng cửa sổ View Results. Mở rộng mạng Sau khi đã khảo sát các tham số cơ bản của mạng hiện tại, việc mở rộng mạng được thực hiện. Hoạt động của mạng mở rộng được kiểm chứng bằng cách so sánh các chỉ tiêu mới với các giá trị trước của mạng cũ. Do đó, mạng nâng cấp sẽ được khởi tạo trong một hoạt cảnh mới, độc lập với hoạt cảnh cũ để việc so sánh được thuận tiện. Học viên sẽ nhân bản hoạt cảnh hiện tại, nâng cấp theo yêu cầu của đề bài. Thao tác nhân bản được tiến hành như sau: 1. Chọn Scenarios => Duplicate Scenario... 2. Nhập tên hoạt cảnh mới là expansion. 3. Nhấp OK. ¾ Hoạt cảnh với toàn bộ các nút, đường truyền, các tham số và cấu hình mô phỏng được nhân bản dưới tên mới là expansion. Phân mạng mới trên tầng hai có cấu hình giống với mạng nguyên thuỷ tầng một ngoại trừ server. Phân mạng này được khởi tạo như sau: 1. Chọn Topology => Rapid Configuation. 2. Chọn đồ hình Star và nhấp OK. 3. Trong cửa sổ Rapid Configuration chọn các tham số sau: Center Node Model: 3C_SSII_1100_3300_4s_ae52_e48_ge3 Periphery Node Model: Sm_Int_wkstn Number: 15 Link model: 10BaseT X: 75, Y: 62.5, Radius: 20 13
4. Nhấp OK để khởi tạo mạng mới. Hình 1.14. Cài đặt tham số Star cho mạng mở rộng. Kết nối hai mạng: 1. Nếu thư viện chưa được mở ra, nhấp trái chuột vào biểu tượng gọi thư viện trên thanh chứa các nút công cụ . 2. Kéo biểu tượng Cisco 2514 router vào không gian thiết kế, đặt giữa hai mạng. Nhấp phải chuột để tắt chức năng khởi tạo nút. 3. Nhấp trái chuột lên biểu tượng 10BaseT trong thư viện. 4. Đặt các kết nối 10BaseT giữa Cisco router (node_50) và các switch ở trung tâm của hai mạng. 5. Nhấp phải chuột để tắt chức năng khởi tạo đường truyền. 6. Đóng thư viện đối tượng. 7. Chọn File => Save. Hình 1.15. Mô hình mạng mở rộng. Để chạy mô phỏng hoạt cảnh mở rộng, thực hiện tiếp các thao tác: 1. Chọn Simulation => Configure Discrete Event Simulation... 2. Kiểm tra lại Duration là 0.5 giờ. 14
3. Nhấp Run để bắt đầu mô phỏng. ¾ Một cửa sổ thông báo tiến trình mô phỏng xuất hiện. Khi tab Simulation Speed được chọn, cả tốc độ tức thời và tốc độ trung bình của số sự kiện/giây đều được biểu diễn trên đồ thị. 4. Khi mô phỏng kết thúc, đóng cửa sổ Simulation Sequence bằng nút Close. Hình 1.16. Hộp thoại Simulation Sequence cho mạng mở rộng. So sánh kết quả Để trả lời các câu hỏi đặt ra ở phần trước về việc thêm một phân mạng vào mạng LAN đã có, cần thiết phải so sánh các kết quả của hai hoạt cảnh đã xây dựng. Việc khảo sát đồng thời tải server trong cả hai trường hợp được thực hiện bằng các thao tác: 1. Nhấp phải chuột lên node server (node_31) để mở thực đơn pop-up của nó. 2. Chọn Compare Results. ¾ Cửa sổ View Results xuất hiện, trong đó các tham số thống kê được sắp theo thư mục phân cấp. Hình 1.17. So sánh kết quả Ethernet.Load (bits/sec). 15
Việc chọn cách xem kết quả này (Compare Results) cho phép xem cùng một loại tham số của tất cả các hoạt cảnh trên cùng một đồ thị bất kể việc kích hoạt chức năng này từ hoạt cảnh nào. Tiếp tục thực hiên các thao tác: Chọn Office Network.node_31 => Ethernet => Load (bits/sec), nhấp phải chuột lên nút Show. Đồ thị nhận được có dạng như hình 1.17. Đồ thị trên hình 1.18 lấy trung bình theo thời gian của kết quả trên. Hình 1.18. Trung bình thời gian của Ethernet.Load (bits/sec). Có thể nhận thấy rằng tải trung bình trong trường hợp mạng mở rộng cao hơn đáng kể (đúng như dự đoán) nhưng không đơn điệu tăng theo thời gian. Điều này chứng tỏ mạng vẫn hoạt động ổn định. Bước cuối cùng là khảo sát độ trễ khi mở rộng mạng. Thực hiện các thao tác: 1. Đóng cửa sổ đồ thị và cửa sổ Compare Results của server. 2. Nhấp phải chuột lên không gian thiết kế, chọn Compare Results từ thực đơn pop-up. 3. Chọn Global Statistics => Ethernet => Delay (sec). 4. Nhấp Show để mở cửa sổ đồ thị. Đồ thị phải có dạng như hình 1.19. Hình 1.19. So sánh kết quả Ethernet.Delay (sec). 16
Theo đó, có thể nhận thấy gần như không có thay đổi đáng kể nào về độ trễ cửa tải dữ liệu khi truyền qua mạng, mặc dù, từ đồ thị trên, tải server có tăng. Chọn File => Save để lưu lại project trước khi đóng các cửa sổ. 17
Bài Thí Nghiệm 2: Mạng Ethernet 1. Giới thiệu Trong một mạng Ethernet chia sẻ, các thiết bị đầu cuối thường được kết nối với nhau thông qua một hub trung tâm. Hub này sẽ phát lại bất kì khung dữ liệu nào mà nó nhận được (ở lối vào) ra tất cả các đường ra, tạo thành một môi trường quảng bá cho tất cả các thiết bị trong mạng. Trong môi trường này, giao thức Đa truy cập thụ cảm sóng mang có phát hiện xung đột của lớp Điều khiển truy cập môi trường MAC (Media Access Control) được dùng để xác định nút mạng nào được quyền phát ở một thời điểm xác định và xử lí xung đột khi có nhiều hơn hai nút mạng cùng phát đồng thời. 2. Mục tiêu thí nghiệm Xác định thông lượng của một mạng Ethernet chia sẻ trong các điều kiện khác nhau của tải dữ liệu. 3. Các bước thí nghiệm Xây dựng mô hình mô phỏng Khởi động OPNET IT Guru Academic Edition. 1. Chọn tab File => New… 2. Trên cửa sổ mới mở New chọn Project rồi nhấp chuột OK 3. Trong cửa sổ Enter Name, thay đổi Project Name thành Shared_Ethernet. Đổi tên Scenario Name thành Low_load rồi nhấp OK. 4. Trên cửa sổ Initial Topology, chọn Create Empty Scenario rồi nhấp Next. 5. Trên cửa sổ Choose Network Scale, chọn Office rồi nhấp Next. 6. Trên cửa sổ Specify Size, giữ nguyên các tham số, chỉ nhấp Next. 7. Trên cửa sổ Select Technologies, kéo thanh cuốn xuống, chọn họ mô hình Ethernet rồi nhấp Next. 8. Trên cửa sổ Review, nhấp OK. Hình 2.1. Hộp thoại Review của công cụ Startup Wizard. Trước hết, cần xây dựng một mạng LAN trong đó các máy trạm được nối với nhau qua một Hub trung tâm. Cách đơn giản để tạo ra một mạng với một số lượng lớn các nút là sử dụng bộ công cụ Rapid Configuration. 1. Trên cửa sổ Project: Shared_Ethernet: Low_load, chọn tab Topology => Rapid Configuration. 2. Đặt Configuration về kiểu Star và nhấp OK… Đặt Center Node Model là ethernet16_hub. Đặt Periphery Node Model là ethernet_station. Đặt Link Model là 10BaseT. Đặt Number là 12, rồi nhấp OK để khởi tạo mạng LAN. 18
Hình 2.2. Hộp thoại Rapid Configuration: Star. 3. Nhấp phải chuột trên hub rồi chọn View Node Description. Hub này có thể hỗ trợ tối đa 16 Ethernet links với các tốc độ 10, 100, 1000 Mbps. Để ý là thời gian xử lí trong hub này được coi bằng không, hub phát lại các khung mà nó nhận được trên tất cả các đầu ra. Nhấp biểu tượng Close để đóng cửa sổ này lại. 4. Nhấp phải chuột trên hub và chọn Set Name. Đặt Name là Hub. Nhấp OK để đóng cửa sổ lại. 5. Nhấp phải chuột trên một máy trạm Ethernet bất kì và chọn View Node Description. Các máy trạm này phát và thu các khung Ethernet ở tốc độ được cài đặt. Để ý là các chức năng phát hiện và xử lí xung đột được thực hiện trên hub trung tâm. Nhấp biểu tượng Close để đóng cửa sổ này lại. Tiếp theo, mô hình lưu lượng cho các máy trạm Ethernet cần được xác định. 1. Nhấp phải chuột lên một trạm bất kì và chọn Select Similar Node. Sau đó kích phải chuột lên một trong số các máy trạm và chọn Edit Attributes. 2. Đánh dấu lựa chọn (3) vào hộp chọn checkbox nằm bên cạnh Apply Changes to Selected Objects ở phía dưới bên trái của cửa sổ. 3. Bung thư mục Traffic Generation Parameters và Packet Generation Arguments. Đặt ON State Time là constant (1000) (bằng cách nhấp chuột lên exponential (10) và thay đổi các tham số trên cửa sổ mới mở rồi nhấp OK), và OFF State Time là constant (0). Việc thiết lập tham số như vậy sẽ buộc các máy trạm luôn phát dữ liệu. 4. Đặt Interarrival Time (seconds) là exponential (0.004) và Packet Size (bytes) là constant (100). Nhấp OK để xác định các thay đổi này và đóng cửa sổ tương tác. Hình 2.3. Cài đặt tham số cho các máy trạm. 19