Luận Văn Đánh giá các giải pháp tối ưu hóa chuyển giao dọc kết hợp băng thông nhiều đường truyền trên các mạn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Ngành: Công nghệ thông tin
HÀ NỘI, 2010




Mục Lục
Phần Mở Đầu 1

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN .4
1.1. Tổng quan về mạng không dây .4
1.2. Mobile IP và việc hỗ trợ di động .6
1.3. Tổng quan về chuyển giao 12
1.4. Chuyển giao dọc và vấn đề kết hợp băng thông nhiều đường truyền 17
1.4.1 Chuyển giao dọc trong mạng không dây di động . 17
1.4.2 Vấn đề kết hợp băng thông các đường truyền 20

CHƯƠNG 2 – CÁC GIẢI PHÁP CHUYỂN GIAO DỌC KẾT HỢP BĂNG THÔNG
NHIỀU ĐƯỜNG TRUYỀN . 22
2.1. Giải pháp hỗ trợ chuyển giao dọc đồng thời kết hợp băng thông nhiều đường
truyền. . 22
2.2. Giải thuật DC(Distribution Counter). 25
2.3. Giải thuật lập lịch cho gói tin hỗ trợ cho chuyển giao dọc kết hợp băng thông nhiều
đường truyền. 28

CHƯƠNG 3 – ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP BẰNG THỰC NGHIỆM 32
3.1. Mục tiêu đánh giá 32
3.2. Hệ thống thí nghiệm 33
3.3. Các kịch bản thí nghiệm 34
3.3.1. Kịch bản thí nghiệm đánh giá các giải pháp về hỗ trợ chuyển giao dọc . 34
3.3.2. Kịch bản thí nghiệm đánh giá các giải pháp về việc kết hợp băng thông nhiều
đường truyền 36
3.4. Tiến hành thí nghiệm . 38
3.4.1. Thiết lập hệ thống thí nghiệm 38
3.4.2. Thực hiện các thí nghiệm. . 39

CHƯƠNG 4 – KẾT QUẢ TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP 40
4.1. Kết quả triển khai thí nghiệm 40
4.1.1. Kết quả các thí nghiệm đánh giá việc kết hợp băng thông nhiều đường truyền40
4.1.2. Kết quả đánh giá các giải pháp với việc chuyển giao dọc 44
4.2. Đánh giá các giải pháp dựa trên thực tiễn . 46
4.2.1. Giải thuật chia đều . 46
4.1.2. Giải thuật lập lịch động 47
4.1.3. Giải thuật DC . 47

CHƯƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 49
Kết luận . 49
PHỤ LỤC . 50
1. Cầu hình địa chỉ IP và định tuyến cho các máy . 50
2. Cầu hình hạn chế băng thông và độ trễ cho từng kết nối. 52
3. Cài đặt ftp-server và ftp-client ở CN và MN . 53
CHÚ THÍCH CÁC THUẬT NGỮ LIÊN QUAN 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 55


DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Định tuyến tam giác trong Mobile IP . 10
Hình 2: Định tuyến mobile IPv6 . 11
Hình 3: một ví dụ về chuyển giao cứng . 13
Hình 4: một ví dụ về chuyển giao mềm. 13
Hình 5: một ví dụ về chuyển giao ngang. 14
Hình 6: Một ví dụ về chuyển giao dọc 15
Hình 7: Hệ thống mạng 4G . 18
Hình 8: Mô hình mạng đề xuất 22
Hình 9: sử dụng DC đánh giá khả năng chuyển gói tin của kết nối 26
Hình 10: Mô hình lập lich kết hợp băng thông nhiều đường truyền . 28
Hình 11: Hoạt động của giải thuật lập lịch động . 29
Hình 12: Lưu đồ trao đổi gói tin giữa Mobile Agent và Mobile Node . 30
Hình 13: Mô hình hệ thống thí nghiệm . 33
Hình 14:Bố trí thí nghiệm hỗ trợ chuyển giao dọc . 35
Hình 15: Bố trí thí nghiệm hỗ trợ kết hợp băng thông nhiều đường truyền 37
Hình 16 : Biểu đồ so sánh các giải thuật khi sử dụng 1 đường truyền có dây và một đường truyền không dây. . 41
Hình 17: Đồ thị so sánh các giải pháp khí sử dụng 2 đường truyền có dây. . 42
Hình 18: so sánh 3 giải thuật khi sử dụng 2 đường truyền có cùng băng thông . 43
Hình 19: Biểu đồ so sánh 3 giải thuật khi sử dụng 3 đường truyền cùng một lúc . 44
Hình 20: biểu đồ miêu tả giải thuật chia đều với việc hỗ trợ chuyển giao dọc . 45
Hình 21: giải thuật lập lịch động với chuyển giao dọc . 45
Hình 22 giải thuật DC với chuyển giao dọc . 46




Phần Mở Đầu
Với sự hỗ trợ của các công nghệ mạng không dây người sử dụng đầu cuối ngày này không còn bị bó buộc với dây dẫn vật lý để có thể kết nốivới mà thay vào đó, họ có thể dùng song vô tuyến, hồng ngoại Điều này giúp cho người dùng có thể kết nối với nhau ngay cả ở những nơi không thể sử dụng dây dẫn vật lý và quan trọng hơn là họ có thể di chuyển trong khi vẫn đang tiến hành trao đổi thông tin. Việc giải quyết các bài toán liên quan đến các vấn đề các nút mạng di chuyển trong khi vẫn đang kết nối chính vì thế ngày càng trở lên quan trọng với sự gia tăng mạnh mẽ của số lượng người dùng đầu cuối di động và nhu cầu được duy trì các phiên ứng dụng trong khi người dùng thay đổi địa điểm truy cập Internet.

Các thiết bị đầu cuối càng ngày càng được trang bị nhiều giao diện mạng cùng với đó là sự xuất hiện của nhiều công nghệ mạng không dây khác nhau. Hơn nữa, sự phát triển của mạng 4G[5] trong tương lai sẽ cung cấp một môi trường phủ sóng chồng chéo hỗn hợp của nhiều mạng không dây sử dụng các công nghệ mạng khác nhau, cung cấp các dịch vụ khác nhau. Những điều kiện trên làm nảy sinh yêu cầu chuyển giao giữa các mạng không dây khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu dịch vụ của các ứng dụng trên thiết bị di động. Bên cạnh đó là yêu cầu về duy trì các kết nối vào Internet trong quá trình di chuyển thiết bị từ vị trí này sang vị trí khác; từ vùng mạng này sang vùng mạng khác. Giao thức IP ban đầu chưa giải quyết được vấn đề này, do đó yêu cầu cần thiết là phải đưa ra giải pháp hỗ trợ chuyển giao cho thiết bị của người dùng sử dụng giao thức IP hiện tại.

Mặt khác, các ứng dụng yêu cầu băng thông truyền tải lớn như các ứng dụng thời gian thực, truyền tin đa phương tiện, xuất hiện ngày càng nhiều với băng thông yêu cầu ngày càng cao. Việc sử dụng một đường truyền duy nhất tại một thời điểm cho tất cả các ứng dụng trên thiết bị không những làm giảm khả năng đáp ứng băng thông mà còn sử dụng một cách không tối ưu các tài nguyên về đường truyền ra Internet của thiết bị. Từ đó vấn đề đưa ra cần giải quyết là làm sao kết hợp được băng thông của nhiều đường truyền khác nhau tại cùng một thời điểm để làm tăng khả năng đáp ứng băng thông cho các ứng dụng trên thiết bị di động và giảm thiểu khả năng kết nối bị gián đoạn khi tín hiệu của một trong các đường truyền bị mất.

Đã có nhiều giải pháp được đưa ra để tối ưu hóa việc chuyển giao dọc kết hợp với
băng thông nhiều đường truyền nhằm tận dụng được tối đa băng thông của các đường truyền cũng như hỗ trợ tốt cho quá trình chuyển giao dọc.

Với các vấn đề nêu trên, đề tài này sẽ tập trung giải quyết hai vấn đề chính: Thứ nhất, tìm hiểu các giải pháp tối ưu hóa chuyển giao dọc kết hợp với băng thông nhiều đường truyền. Trong phần này sẽ đi sâu để tìm hiểu cách thức, ý tưởng, khả năng triển khai cũng như hiệu năng lý thuyết của từng giải pháp sẽ tìm hiểu . Thứ hai, Đánh giá các giải pháp tối ưu hóa chuyển giao dọc kết hợp với băng thông nhiều đường truyền về mặt tận dụng băng thông các đường truyền cũng như khẳ năng hỗ trợ chuyển giao dọc trong thực tế.

Để thực hiện được hai nhiệm vụ trên khóa luận sẽ tiến hành việc xem xét và đánh giá các giải pháp qua thực tế thí nghiệm. Bằng cách mô tả chi tiết quá trình thí nghiệm cũng như các kịch bản thực hiện, tiến hành đo đạt các thông số nhằm đảm bảo có được cái nhìn chính xác nhất khi so sánh các giải pháp trong thực tế mà quan trọng nhất là so sánh các giải pháp về việc hỗ trợ chuyển giao dọc và hiệu quả sử dụng khi kết hợp băng thông nhiều đường truyền.
Nội dung khóa luận sẽ được trình bày dưới 5 chương:

 Chương 1 trình bày tổng quan về mạng không dây, vấn đề kết hợp băng thông nhiều đường truyền, bên cạnh đó là vấn đề chuyển giao dọc, ý nghĩa tầm quan trọng của chuyển giao dọc và kết hợp băng thông trong mạng
không dây
 Chương 2 sẽ giới thiệu về các giải pháp tối ưu hóa việc chuyển giao dọc và kết hợp băng thông cũng như đưa ra cái nhìn tổng quan về các giải pháp đó
 Chương 3 sẽ đưa ra chi tiết quá trình thí nghiệm, các kịch bản thí nghiệm cũng như cách thức đo đạt và đánh giá, đồng thời cũng nêu mục đích của thí nghiệm tiến hành .
 Chương thứ 4 sẽ trình bày về kết quả thí nghiệm thu được đồng thời đánh giá các giải pháp tối ưu hóa chuyển giao dọc với kết hợp băng thông nhiều đường truyền qua thực tế thí nghiệm.