OTcl Bộ biên dịch Tcl mở rộng hướng đối
tượng
NS Simulation Library Thư viện Mô phỏng NS
Event Scheduler Objects Các đối tượng Bộ lập lịch Sự kiện
Network Component Objects Các đối tượng Thành phần Mạng
Network Setup Helping Modules Các mô đun Trợ giúp Thiết lập Mạng
Plumbling Modules Các mô đun Plumbling
Simulation Results Các kết quả Mô phỏng
Analysis Phân tích
NAM Network Animator Minh họa Mạng NAM
Để thiết lập và chạy một mạng mô phỏng, người dùng phải viết một tập lệnh
OTcl Script và khởi động một lịch trình sự kiện, thiết lập cấu hình mạng sử dụng
các đối tượng mạng và các hàm chức năng trong thư viện, chỉ cho tài nguyên lưu
lượng biết khi nào thì bắt đầu và kết thúc việc truyền gói thông qua lập biểu.
Khi mô phỏng kết thúc, NS-2 sẽ xuất hiện một hay nhiều file text, ở đó có
chứa các dữ liệu kết quả mô phỏng chi tiết nếu chúng ta yêu cầu trong tập lệnh Tcl.
Các file này lại là dữ liệu đầu vào cho một chương trình hiển thị mô phỏng trực
quan gọi là Network Animator (NAM). Các số liệu kết quả mô phỏng cũng được
dùng để vẽ các đồ thị phân tích bằng chương trình Xgraph theo các yêu cầu người
dùng.
4.2.2 Chuẩn bị công cụ mô phỏng
NS-2 được thiết kế để chạy trong môi trường Unix. Tuy nhiên, ta vẫn có thể
cài đặt NS-2 trong Windows bằng cách dùng thêm chương trình Cygwin. Ở đây,
sinh viên cài NS-2 trên Windows XP với Cygwin v1.5.24.
Cài đặt gói phần mềm ns-allinone-2.32 phát hành ngày 03/09/2007 tại
website http://nsnam.isi.edu/nsnam. Trong gói phần mềm này đã bao gồm ns-2.32,
nam-1.13, otcl-1.13 và tclcl-1.19. Trong thư viện đã hỗ trợ cho mô phỏng của sinh
viên.
4.3 Nội dung và kết quả mô phỏng
4.3.1 Mô phỏng thuật toán tăng giảm
Như trong chương 2, tài nguyên phân bố của 2 người dùng bất kỳ
})(),({ 21 txtx có thể biểu diễn như điểm {x1, x2 } trong không gian 2 chiều. Khi
chúng ta đang hoạt động tại hay gần điểm gãy (Knee) (mạng có tài nguyên Xgoal)
mọi tài nguyên yêu cầu bởi người dùng đều được chấp nhận. Thuật toán tăng giảm
mong muốn hội tụ đến bình đẳng và hiệu quả, tức là x1+x2=Xgoal /2
Bắt đầu
x1=x2=Xgoal/2
x1+x2>Xgoal
Sai
Dùng thuật toán tăng
x’1=aI+bI.x1
x’2=aI+bI.x2
Dùng thuật toán giảm
x’1=aD+bD.x1
x’2=aD+bD.x2
x1=x’1
x2=x’2
Kết thúc
Đúng
Đúng
Nhập phân phối cho người dùng 1
(x1), người dùng 2 (x2), mức lưu
lượng đưa vào tại điểm knee (Xgoal),
các hệ số trong thuật toán tăng giảm aI,
aD, bI, bD
Sai
Hình 4.2 Sơ đồ thuật toán tăng giảm
Trong hình 4.3, trục Y (trục đứng) mô tả phân phối (allocation) cho người
dùng 1 x1, và trục X (trục ngang) mô tả phân phối cho người dùng 2 x2. Tất cả sự
phân phối với x1+x2=Xgoal là phân phối có hiệu quả. Nó tương ứng với đường thẳng
là “đường hiệu quả” (đường màu đỏ). Tất cả phân phối mà x1= x2 là phân bố bình
đẳng. Nó tương ứng với đường thẳng được gọi là “đường bình đẳng” (đường màu
xanh). Hai đường này cắt nhau tại điểm (Xgoal/2, Xgoal/2) là điểm tối ưu. Mục tiêu
của phương pháp điều khiển là làm cho hệ thống đến hoạt động tại điểm này mà
không quan tâm đến vị trí bắt đầu. Tất cả các điểm bên dưới đường hiệu quả mô tả
hệ thống “không đủ tải” và một cách lý tưởng hệ thống sẽ yêu cầu người dùng tăng
tải. Tương tự, tất cả các điểm trên đường hiệu quả mô tả hệ thống quá tải.
Hình 4.3 Giao diện công cụ mô phỏng thuật toán tăng giảm
Khi ta chọn đồng bộ ngõ vào tức là 2 người dùng sử dụng thuật toán như
nhau. Ta có thể thay đổi các hệ số tăng giảm a, b, thay đổi thời gian vòng truyền (là
tổng thời gian mất do mạng khi phát gói đi từ luồng đến phía nhận và phát phúc đáp
đến phía gởi). Phụ thuộc vào thuật toán lựa chọn, các hệ số thay đổi đến các giá trị
cho phép. Thêm vào đó ta có thể vẽ đồ thị tốc độ người dùng theo thời gian, khoảng
cách đến điểm tối ưu và tạo ra file dưới dạng text để dùng với các công cụ vẽ đồ thị
thông thường như xgraph hay gnuplot.
Mô phỏng thuật toán AIMD và MIAD với 2 người dùng có cùng thời gian
vòng truyền RTT=1s, khoảng thời gian mô phỏng là 50s, các hệ số a=0.1 và b=0.5.
Giá trị x, y lần lượt là tốc độ của người dùng.
Hình 4.4 Biểu đồ vector của thuật toán AIMD