Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Bùi Minh Đức
ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƢU HÓA
CHUYỂN GIAO DỌC KẾT HỢP BĂNG THÔNG
NHIỀU ĐƢỜNG TRUYỀN TRÊN CÁC MẠNG
KHÔNG DÂY DI ĐỘNG HỖN HỢP
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin
HÀ NỘI - 2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Bùi Minh Đức
ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƢU HÓA
CHUYỂN GIAO DỌC KẾT HỢP BĂNG THÔNG
NHIỀU ĐƢỜNG TRUYỀN TRÊN CÁC MẠNG
KHÔNG DÂY DI ĐỘNG HỖN HỢP
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin
Cán bộ hƣớng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoài Sơn
HÀ NỘI - 2010
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trƣờng Đại học Công nghệ - Đại
học Quốc gia Hà Nội đã tận tình giúp đỡ và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt 4 năm
học qua để em có đủ kiến thức hoàn thành khóa luận này.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hoài Sơn – ngƣời đã nhiệt
tình động viên, giúp đỡ em trong quá trình định hình, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận
này.
Em xin cảm ơn sự nhiệt tình chia sẻ kinh nghiệm, đóng góp ý kiến của các anh, chị
và các bạn trong nhóm nghiên cứu của thầy Nguyễn Hoài Sơn trong suốt quá trình nghiên
cứu và hoàn thành khóa luận này.
Xin gửi lời cảm ơn thiết tha nhất tới những ngƣời thân trong gia đình đã tạo điều
kiện và động viên cho con/em rất nhiều trong quá trình hoàn thành khóa luận này.
Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành khóa luận này với tất cả nỗ lực của bản thân, xong
luận văn sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót, kính mong quý thầy cô tận tình chỉ bảo cho
em những sai lầm cần khắc phục của mình. Một lần nữa em xin gửi tới tất cả mọi ngƣời
lời cảm ơn chân thành nhất.
Hà Nội, tháng 05 năm 2010
Sinh viên
Bùi Minh Đức
TÓM TẮT
Khóa luận tìm hiểu một số giải pháp hỗ trợ chuyển giao dọc đồng thời kết hợp băng
thông các đƣờng truyền. Mục đích chính của khóa luận là đánh giá các giải pháp tìm hiểu
ở các khía cạnh nhƣ việc hỗ trợ cho quá trình chuyển giao dọc cũng nhƣ việc tận dụng
băng thông các đƣờng truyền.
Để đánh giá các giải pháp tìm hiểu khóa luận tiến hành thiết lập môi trƣờng thí
nghiệm, đƣa ra các kịch bản thí nghiệm đo đạt và đánh giá các giải pháp đó trong nhiều
kịch bản khác nhau nhằm đƣa ra đƣợc cái nhìn thực tế cho các giải pháp đó. Từ các kết
quả đo đạt đƣợc trong quá trình thực nghiệm khóa luận cũng tiến hành so sánh, lập biểu
đồ để chỉ ra những ƣu nhƣợc điểm của từng giải pháp so sánh chúng với nhau khi áp dụng
thực tế. Để thuận tiện cho quá trình kiểm tra đánh giá, khóa luận cũng tiến hành mô tả chi
tiết quá trình làm thí nghiệm, các bƣớc, thao tác thực hiện khi tiến hành các thí nghiệm
cần thiết.
Mục Lục
Phần Mở Đầu 1
CHƢƠNG 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 đƣờng 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 đƣờng truyền 20
CHƢƠNG 2 – CÁC GIẢI PHÁP CHUYỂN GIAO DỌC KẾT HỢP BĂNG THÔNG
NHIỀU ĐƢỜNG TRUYỀN 22
2.1. Giải pháp hỗ trợ chuyển giao dọc đồng thời kết hợp băng thông nhiều đƣờng
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
đƣờng truyền. 28
CHƢƠNG 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
đƣờng 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
CHƢƠNG 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 đƣờng 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
CHƢƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG 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
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 đƣờng truyền 28
Hình 11: Hoạt động của giải thuật lập lịch động 29
Hình 12: Lƣu 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 đƣờng truyền 37
Hình 16 : Biểu đồ so sánh các giải thuật khi sử dụng 1 đƣờng truyền có dây và một đƣờng
truyền không dây. 41
Hình 17: Đồ thị so sánh các giải pháp khí sử dụng 2 đƣờng truyền có dây. 42
Hình 18: so sánh 3 giải thuật khi sử dụng 2 đƣờng truyền có cùng băng thông. 43
Hình 19: Biểu đồ so sánh 3 giải thuật khi sử dụng 3 đƣờng 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
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT
Từ viết tắt
Dạng đầy đủ
1.
GSM
Global System for Mobile Communications
2.
MN
Mobile Node
3.
HA
Home Agent
4.
CN
Correspondent Node
5.
FA
Foreign Agent
6.
3G
3
th
Generation
7.
4G
4
th
Generation
8.
IPv4
Internet Protocol version 4
9.
IPv6
Internet Protocol version 6
10.
HoA
Home of Address
11.
CoA
Care of Address
12.
WLAN
Wireless LAN
13.
GPRS
General Packet Radio Service
14.
CDMA
Code Division Multiple Access
15.
WLAN
Wireless Local Area Network
1
Phần Mở Đầu
Với sự hỗ trợ của các công nghệ mạng không dây ngƣời 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 ngƣời 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 lƣợng ngƣời dùng đầu cuối di
động và nhu cầu đƣợc duy trì các phiên ứng dụng trong khi ngƣời dùng thay đổi địa điểm
truy cập Internet.
Các thiết bị đầu cuối càng ngày càng đƣợc 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 tƣơng lai sẽ cung cấp một môi trƣờng 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 chƣa giải quyết đƣợc vấn đề này, do đó yêu cầu cần thiết là phải đƣa
ra giải pháp hỗ trợ chuyển giao cho thiết bị của ngƣời dùng sử dụng giao thức IP hiện tại.
Mặt khác, các ứng dụng yêu cầu băng thông truyền tải lớn nhƣ các ứng dụng thời
gian thực, truyền tin đa phƣơng tiện,…xuất hiện ngày càng nhiều với băng thông yêu cầu
ngày càng cao. Việc sử dụng một đƣờng 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 ƣu các tài nguyên về đƣờng truyền ra Internet của thiết bị. Từ đó
vấn đề đƣa ra cần giải quyết là làm sao kết hợp đƣợc băng thông của nhiều đƣờng 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 đƣờng truyền bị mất.
2
Đã có nhiều giải pháp đƣợc đƣa ra để tối ƣu hóa việc chuyển giao dọc kết hợp với
băng thông nhiều đƣờng truyền nhằm tận dụng đƣợc tối đa băng thông của các đƣờng
truyền cũng nhƣ 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 ƣu hóa chuyển giao dọc kết hợp với băng thông nhiều
đƣờng truyền. Trong phần này sẽ đi sâu để tìm hiểu cách thức, ý tƣởng, khả năng triển
khai cũng nhƣ hiệu năng lý thuyết của từng giải pháp sẽ tìm hiểu . Thứ hai, Đánh giá các
giải pháp tối ƣu hóa chuyển giao dọc kết hợp với băng thông nhiều đƣờng truyền về mặt
tận dụng băng thông các đƣờng truyền cũng nhƣ khẳ năng hỗ trợ chuyển giao dọc trong
thực tế.
Để thực hiện đƣợc 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 nhƣ các kịch bản thực hiện, tiến hành đo đạt các thông số nhằm đảm bảo có đƣợc 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 đƣờng truyền.
Nội dung khóa luận sẽ đƣợc trình bày dƣới 5 chƣơng:
Chƣơng 1 trình bày tổng quan về mạng không dây, vấn đề kết hợp băng
thông nhiều đƣờng 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
Chƣơng 2 sẽ giới thiệu về các giải pháp tối ƣu hóa việc chuyển giao dọc và
kết hợp băng thông cũng nhƣ đƣa ra cái nhìn tổng quan về các giải pháp đó
Chƣơng 3 sẽ đƣa ra chi tiết quá trình thí nghiệm, các kịch bản thí nghiệm
cũng nhƣ cách thức đo đạt và đánh giá, đồng thời cũng nêu mục đích của thí
nghiệm tiến hành .
Chƣơng thứ 4 sẽ trình bày về kết quả thí nghiệm thu đƣợc đồng thời đánh giá
các giải pháp tối ƣu hóa chuyển giao dọc với kết hợp băng thông nhiều
đƣờng truyền qua thực tế thí nghiệm.
[...]... với các giải pháp trƣớc đó trong việc hỗ trợ chuyển giao dọc và kết hợp băng thông nhiều đƣờng truyền: Đồng thời đạt đƣợc hai mục đích chính là hỗ trợ chuyển giao dọc giữa các giao di n mạng sử dụng các công nghệ mạng khác nhau và kết hợp đƣợc băng thông của nhiều đƣờng truyền tồn tại trên các giao di n mạng khác nhau Các giải pháp đƣa ra trƣớc đây chỉ tập trung giải quyết một trong hai vấn đề nêu trên. .. trong mạng ad-hoc có kết nối WiMAX ra ngoài Internet có thể chia sẻ kết nối Internet cho các máy tính khác trong mạng thông qua giao di n bluetooth của nó 21 CHƢƠNG 2 – CÁC GIẢI PHÁP CHUYỂN GIAO DỌC KẾT HỢP BĂNG THÔNG NHIỀU ĐƢỜNG TRUYỀN 2.1 Giải pháp hỗ trợ chuyển giao dọc đồng thời kết hợp băng thông nhiều đƣờng truyền Giải pháp này đƣợc trình bày trong luận văn của Nguyễn Tiến Đạt (k50MTT) Giải pháp. .. tính khả dụng của các kết nối tốt hơn và đồng thời tăng băng thông cho các kết nối hiện có Chƣơng tiếp theo của đề tài sẽ trình bày chi tiết hơn về vấn đề chuyển giao dọc và sử dụng kết hợp băng thông của các đƣờng truyền khác nhau cho mục đích vừa trình bày 16 1.4 Chuyển giao dọc và vấn đề kết hợp băng thông nhiều đƣờng truyền 1.4.1 Chuyển giao dọc trong mạng không dây di động Chuyển giao là một vấn... tin theo các giao di n mạng đang sử dụng Trong giới hạn khóa luận này ta tạm gọi giải pháp này là giải pháp chia đều Khi sử dụng nhiều đƣờng truyền đồng thời tới MN còn làm tăng khả năng duy trì các kết nối của MN bằng cách hỗ trợ chuyển giao giữa các giao di n mạng khác nhau của MN Giả sử ban đầu MN kết nối tới một CN sử dụng giao di n mạng WLAN, tuy nhiên sau đó giao di n mạng này không hoạt động vì... lƣợng FA bằng với số lƣợng các liên kết mạng đang kết nối tới các giao di n mạng của nó Hình 8: Mô hình mạng đề xuất Bài toán kết hợp băng thông của các đƣờng truyền không dây đƣợc giải quyết dựa vào giải pháp BAG trong một luận văn khác Tuy nhiên, điểm khác biệt của giải pháp so với BAG là không sử dụng tới proxy làm thay đổi khá nhiều kiến trúc ban đầu của mạng Thay vào đó, giải pháp sử dụng HA của MN... trƣờng mạng với nhiều công nghệ mạng khác nhau nhƣng không giải quyết cho mọi bài toán đặt ra 1.4.2 Vấn đề kết hợp băng thông các đƣờng truyền Các thiết bị di động đƣợc trang bị nhiều giao di n mạng để truy cập vào mạng Internet đang ngày một phổ biến, trong khi đó các mạng không dây cũng đang phủ sóng chồng chéo lên nhau ngày một nhiều Đặc biệt trong tƣơng lai với sự phát triển của công nghệ mạng di động. .. mạng không dây là vấn đề bảo mật Trong thời gian qua các nhà nghiên cứu tập trung khá nhiều trên khái niệm hỗ trợ di động cho mạng không dây và vấn đề kết hợp các đƣờng truyền khác nhau cho việc duy trì kết nối và chất lƣợng dịch vụ của kết nối Dƣới góc độ của đề tài này khái niệm mạng không dây tập trung chủ yếu vào công nghệ mạng không dây dựa trên mạng IP (chuyển mạch gói), không tập trung về các. .. tính toán di động Số lƣợng của các nghiên cứu trong lĩnh vực ứng dụng Mobile-IP và các nghiên cứu về hỗ trợ di động cho mạng không dây đang chứng minh cho ý nghĩa của tính di động trong mạng không dây hiện nay 11 1.3 Tổng quan về chuyển giao Chuyển giao (handoff, handover) là một thuật ngữ đƣợc dùng nhiều trong các hệ thống thông tin di động nhƣ GSM, CDMA,UTMS,WLAN, Chuyển giao là quá trình chuyển một... hay không Do đó hai khái niệm này không mâu thuẫn với khái niệm chuyển giao ngang và chuyển giao dọc, những khái niệm đƣợc đƣa ra dựa trên việc xem xét công nghệ mạng giữa các mạng mà thiết bị chuyển giao qua lại 13 Chuyển giao ngang là việc chuyển giao kết nối giữa các mạng khác nhau sử dụng cùng một công nghệ mạng, ví dụ chuyển giao từ mạng 802.11a tới 802.11a, từ 802.11b tới 802.11b,…Việc chuyển giao. .. nối và các phiên truyền dữ liệu ở tần trên Việc chuyển giao còn đem lại tính an toàn cho các phiên truyền ứng dụng trong trƣờng hợp một giao di n mạng nào đó đột nhiên mất tín hiệu thì phiên kết nối hay truyền dữ liệu có thể đƣợc duy trì bởi một giao di n mạng khác khả dụng hơn 15 Khái niệm chuyển giao ngang và chuyển giao dọc không mâu thuẫn với hai khái niệm chuyển giao cứng và chuyển giao mềm Trong .
ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƢU HÓA
CHUYỂN GIAO DỌC KẾT HỢP BĂNG THÔNG
NHIỀU ĐƢỜNG TRUYỀN TRÊN CÁC MẠNG
KHÔNG DÂY DI ĐỘNG HỖN HỢP
KHÓA LUẬN. đánh giá việc kết hợp băng thông nhiều đƣờng truyền4 0
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
Ngày đăng: 18/02/2014, 00:02
Xem thêm: đánh giá các giải pháp tối ưu hóa chuyển giao dọc kết hợp băng thông nhiều đường truyền trên các mạng không dây di động hỗn hợp, đánh giá các giải pháp tối ưu hóa chuyển giao dọc kết hợp băng thông nhiều đường truyền trên các mạng không dây di động hỗn hợp