Luận văn: Nghiên cứu Quản lý tắc nghẽn TCP cho Data Center

Luận văn tổng quan về quản lý tắc nghẽn TCP trong môi trường Data Center. Nghiên cứu các giải pháp, thách thức và xu hướng mới nhất để tối ưu hiệu suất.

• Tác giả: Nguyễn Quang Trung
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Ngô Hồng Sơn
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Máy Tính Và Truyền Thông
• Đề tài: Nghiên Cứu Giao Thức TCP Cho Cloud Computing
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT NỘI DUNG
• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Lịch sử nghiên cứu
• 1.3. Mục tiêu của luận văn
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TẮC NGHẼN TRONG GIAO THỨC TCP
• 1.1. TCPTP
• 1.2. Giao thức TCP
• 1.3. Quản lý tắc nghẽn trong TCP
• 2. CHƯƠNG 2 : GIAO THỨC TCP TRONG MÔI TRƯỜNG DATA CENTER
• 2.1. Môi trường Data Center và Cloud Computing
• 2.2. ECN - Explicit Congestion Notification
• 2.3. DCTCP— Giao thức TCP điển hình cho môi trường Data Center
• 2.4. Đánh giá về DCTCP
• 3. CHƯƠNG 3 : GIẢI PHÁP CẢI TIẾN TCP TRONG MÔI TRƯỜNG DATA CENTER
• 3.1. Phương án cải tiến DCTCP
• 3.2. Kết luận
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ GIẢI THUẬT DCTCP
• 4.1. Xử TCP trong nhân Linux
• 4.2. Cài đặt giải thuật cải tiến DCTCP-EA
• 4.3. Công cụ mô phỏng Mininet
• 4.4. Cài đặt môi trường thử nghiệm DCTCP
• 4.5. Thực nghiệm khảo sát các tính chất của DCTCP
• 4.6. Thực nghiệm hạn chế của giải thuật DCTCP Fatr Sharing
• 4.7. Thực nghiệm và đánh giá DCTCP-FA
• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• A.1. Các bước cài đặt giải thuật quản lý tắc nghẽn DCTCP vào nhân Lánux
• A.2. Các bước cài đặt công cụ Mininet
• A.3. Dữ liệu eKPOFE
• TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Tổng quan Quản lý tắc nghẽn giao thức TCP Data Center 55

Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) đóng vai trò then chốt trong việc truyền tải dữ liệu tin cậy trên mạng Internet và trong các trung tâm dữ liệu (Data Center). Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng về lưu lượng và yêu cầu hiệu suất cao đặt ra thách thức lớn cho việc quản lý tắc nghẽn TCP. Các thuật toán quản lý tắc nghẽn truyền thống như TCP Reno không còn đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của môi trường Data Center hiện đại, nơi mà độ trễ thấp và băng thông rộng là yếu tố sống còn. Tắc nghẽn mạng có thể dẫn đến giảm hiệu suất, tăng độ trễ và ảnh hưởng tiêu cực đến trải nghiệm người dùng. Luận văn này tập trung vào việc phân tích các vấn đề liên quan đến quản lý tắc nghẽn trong giao thức TCP trong môi trường Data Center, đánh giá các giải pháp hiện có và đề xuất các phương pháp cải tiến nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng của mạng. Việc hiểu rõ về cơ chế hoạt động của TCP, các thuật toán tránh tắc nghẽn và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất là rất quan trọng để xây dựng các giải pháp quản lý tắc nghẽn hiệu quả. Theo nghiên cứu của Nguyễn Quang Trung trong luận văn thạc sĩ, “TCP là giao thức được thiết kế dành cho truyền thông tin cậy giữa các máy tính trên mạng máy tính. TCP là nền tảng cho sự phát triển của mạng Internet” (Trung, 2014). Việc nghiên cứu và cải tiến TCP cho môi trường Data Center là một nhiệm vụ cấp thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về băng thông và hiệu suất. Các kiến trúc trung tâm dữ liệu hiện đại, với sự hỗ trợ của ảo hóa mạng và mạng định nghĩa bằng phần mềm (SDN), cung cấp nền tảng linh hoạt để triển khai các giải pháp quản lý tắc nghẽn tiên tiến. Các kỹ thuật như ECN (Explicit Congestion Notification) và AQM (Active Queue Management) đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và giảm thiểu tắc nghẽn trước khi nó xảy ra.

1.1. Giao thức TCP Vai trò và hạn chế trong Data Center

Giao thức TCP đảm bảo truyền tải dữ liệu tin cậy, nhưng lại gặp khó khăn trong việc thích ứng với môi trường Data Center có độ trễ thấp và băng thông lớn. Các thuật toán tránh tắc nghẽn truyền thống, như TCP Reno và TCP Cubic, thường phản ứng chậm chạp với các thay đổi trong mạng, dẫn đến lãng phí băng thông và tăng độ trễ. Môi trường Data Center yêu cầu các giao thức vận chuyển có khả năng phản ứng nhanh chóng và chính xác để đảm bảo hiệu suất cao cho các ứng dụng. Việc tối ưu hóa TCP cho Data Center đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về đặc điểm lưu lượng và kiến trúc mạng của môi trường này.

1.2. Các thách thức trong quản lý tắc nghẽn mạng Data Center

Quản lý tắc nghẽn mạng trong Data Center là một thách thức phức tạp do sự đa dạng của các ứng dụng, sự thay đổi liên tục của lưu lượng và yêu cầu hiệu suất cao. Các vấn đề như Incast (nhiều máy chủ gửi dữ liệu đến một máy chủ duy nhất) và Elephant Flows (luồng dữ liệu lớn chiếm phần lớn băng thông) có thể gây ra tắc nghẽn cục bộ và ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ mạng. Các giải pháp quản lý tắc nghẽn cần phải có khả năng phát hiện và ứng phó với các tình huống này một cách nhanh chóng và hiệu quả. Phân tích lưu lượng mạng và giám sát hiệu năng mạng là các công cụ quan trọng để hiểu rõ về hành vi của mạng và xác định các điểm nghẽn.

II. Phương pháp phát hiện tắc nghẽn TCP cho Data Center 58

Phát hiện sớm tắc nghẽn là yếu tố then chốt để ngăn chặn sự suy giảm hiệu suất trong Data Center. Các phương pháp phát hiện tắc nghẽn có thể được chia thành hai loại chính: phát hiện dựa trên mất gói (loss-based) và phát hiện dựa trên độ trễ (delay-based). Các thuật toán như TCP Reno dựa vào mất gói để phát hiện tắc nghẽn, trong khi các thuật toán khác, như TCP BBR, sử dụng độ trễ để ước lượng tình trạng mạng. Trong môi trường Data Center, nơi mà mất gói thường không phải là một chỉ số đáng tin cậy do các cơ chế sửa lỗi và giảm thiểu mất gói, các phương pháp phát hiện dựa trên độ trễ có thể mang lại hiệu quả tốt hơn. ECN (Explicit Congestion Notification) là một kỹ thuật cho phép các router đánh dấu các gói tin khi phát hiện tắc nghẽn, giúp các máy chủ gửi và nhận phản ứng sớm hơn với tình trạng mạng. Các cơ chế quản lý hàng đợi (Queue Management) như RED (Random Early Detection) và PIE (Proportional Integral controller Enhanced) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và giảm thiểu tắc nghẽn.

2.1. Ưu điểm và nhược điểm của ECN trong Data Center

ECN (Explicit Congestion Notification) là một cơ chế hiệu quả để thông báo cho các đầu cuối về tình trạng tắc nghẽn trong mạng. Thay vì đợi mất gói, các router có thể đánh dấu các gói tin khi phát hiện tắc nghẽn, cho phép các đầu cuối phản ứng sớm hơn và giảm thiểu sự suy giảm hiệu suất. Tuy nhiên, việc triển khai ECN đòi hỏi sự hỗ trợ từ cả router và các đầu cuối, và có thể gặp khó khăn trong các môi trường mạng phức tạp. Một số nghiên cứu cho thấy rằng ECN có thể không hiệu quả trong các môi trường mạng có tỷ lệ mất gói cao hoặc khi các router không được cấu hình đúng cách.

2.2. Kỹ thuật quản lý hàng đợi chủ động AQM và ứng dụng

AQM (Active Queue Management) là một nhóm các kỹ thuật được sử dụng để quản lý hàng đợi trong các router và switch. Các thuật toán AQM như RED (Random Early Detection) và PIE (Proportional Integral controller Enhanced) cố gắng phát hiện và giảm thiểu tắc nghẽn bằng cách bỏ gói tin hoặc đánh dấu ECN trước khi hàng đợi trở nên quá tải. Các thuật toán AQM có thể giúp cải thiện hiệu suất mạng bằng cách giảm độ trễ và tăng thông lượng. Tuy nhiên, việc cấu hình các thuật toán AQM có thể phức tạp và đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về đặc điểm lưu lượng và kiến trúc mạng.

III. DCTCP Giao thức TCP tối ưu cho môi trường Data Center 57

DCTCP (Data Center TCP) là một biến thể của TCP được thiết kế đặc biệt cho môi trường Data Center. DCTCP sử dụng ECN để phát hiện tắc nghẽn một cách nhanh chóng và chính xác, và điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu một cách linh hoạt để tránh tắc nghẽn. Điểm khác biệt chính của DCTCP so với các thuật toán TCP truyền thống là nó sử dụng một tham số alpha để ước lượng mức độ tắc nghẽn trong mạng và điều chỉnh cửa sổ tắc nghẽn (congestion window) một cách phù hợp. DCTCP có khả năng đạt được hiệu suất cao và công bằng trong môi trường Data Center, nơi mà độ trễ thấp và băng thông rộng là yếu tố quan trọng. Tuy nhiên, DCTCP có thể gặp khó khăn trong việc tương thích với các giao thức TCP truyền thống và có thể yêu cầu sự hỗ trợ từ cả router và các đầu cuối.

3.1. Phân tích chi tiết về thuật toán điều khiển tắc nghẽn DCTCP

Thuật toán điều khiển tắc nghẽn DCTCP dựa trên việc sử dụng ECN để phát hiện tắc nghẽn và điều chỉnh cửa sổ tắc nghẽn một cách linh hoạt. Khi một router đánh dấu một gói tin bằng ECN, máy chủ nhận sẽ gửi thông báo trở lại máy chủ gửi, thông báo về tình trạng tắc nghẽn. Máy chủ gửi sau đó sẽ sử dụng thông tin này để ước lượng mức độ tắc nghẽn trong mạng và điều chỉnh cửa sổ tắc nghẽn một cách phù hợp. Việc điều chỉnh cửa sổ tắc nghẽn được thực hiện dựa trên một tham số alpha, tham số này đại diện cho mức độ tắc nghẽn trong mạng. Giá trị của alpha được tính toán dựa trên tỷ lệ các gói tin được đánh dấu bằng ECN.

3.2. Đánh giá hiệu suất và công bằng của DCTCP

DCTCP có khả năng đạt được hiệu suất cao và công bằng trong môi trường Data Center, nơi mà độ trễ thấp và băng thông rộng là yếu tố quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng DCTCP có thể vượt trội hơn so với các thuật toán TCP truyền thống như TCP Reno và TCP Cubic trong các môi trường mạng có độ trễ thấp và băng thông lớn. Tuy nhiên, DCTCP có thể gặp khó khăn trong việc tương thích với các giao thức TCP truyền thống và có thể yêu cầu sự hỗ trợ từ cả router và các đầu cuối. Ngoài ra, DCTCP có thể không hoạt động tốt trong các môi trường mạng có tỷ lệ mất gói cao hoặc khi các router không được cấu hình đúng cách.

3.3. Cải tiến DCTCP FA Ưu tiên luồng dữ liệu

Luận văn Nguyễn Quang Trung đề xuất một phương án cải tiến DCTCP gọi là DCTCP-FA, nhằm thêm vào khả năng ưu tiên luồng dữ liệu. Giải thuật mới này được cài đặt trên mã nguồn của nhân Linux và thực hiện mô phỏng để kiểm tra mức độ cải thiện. Kết quả cho thấy DCTCP-FA có tiềm năng cải thiện hiệu suất bằng cách ưu tiên các luồng dữ liệu quan trọng hơn.

IV. Ứng dụng Machine Learning quản lý tắc nghẽn TCP thông minh 59

Sự phát triển của Machine Learning mở ra cơ hội mới cho việc quản lý tắc nghẽn TCP trong Data Center. Các mô hình Machine Learning có thể được sử dụng để dự đoán tắc nghẽn, tối ưu hóa các tham số của thuật toán điều khiển tắc nghẽn và điều khiển lưu lượng một cách thông minh. Ví dụ, các mô hình Machine Learning có thể được sử dụng để dự đoán tải mạng dựa trên dữ liệu lịch sử và điều chỉnh các tham số của AQM một cách tự động để đảm bảo hiệu suất cao và công bằng. Các kỹ thuật như phân tích lưu lượng mạng và giám sát hiệu năng mạng cung cấp dữ liệu đầu vào cho các mô hình Machine Learning, cho phép chúng học hỏi và thích ứng với các thay đổi trong mạng.

4.1. Dự đoán tắc nghẽn mạng sử dụng Machine Learning

Machine Learning có thể được sử dụng để dự đoán tắc nghẽn mạng bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử về lưu lượng, độ trễ và mất gói. Các mô hình Machine Learning như mạng nơ-ron và cây quyết định có thể học hỏi các mẫu trong dữ liệu và dự đoán khi nào tắc nghẽn có khả năng xảy ra. Thông tin này có thể được sử dụng để điều chỉnh các tham số của thuật toán điều khiển tắc nghẽn hoặc để điều khiển lưu lượng một cách chủ động để tránh tắc nghẽn.

4.2. Tối ưu hóa tham số thuật toán TCP bằng Machine Learning

Các tham số của các thuật toán điều khiển tắc nghẽn TCP như DCTCP có thể được tối ưu hóa bằng Machine Learning. Các mô hình Machine Learning có thể được sử dụng để tìm ra các giá trị tham số tốt nhất dựa trên dữ liệu lịch sử và các điều kiện mạng hiện tại. Việc tối ưu hóa tham số có thể giúp cải thiện hiệu suất mạng bằng cách giảm độ trễ và tăng thông lượng.

V. Mô phỏng và đánh giá hiệu năng các giao thức TCP 52

Mô phỏng mạng là một công cụ quan trọng để đánh giá hiệu năng của các giao thức TCP và các giải pháp quản lý tắc nghẽn trong môi trường Data Center. Các công cụ mô phỏng như ns-3 và Mininet cho phép các nhà nghiên cứu và kỹ sư tạo ra các mô hình mạng ảo và mô phỏng các kịch bản lưu lượng khác nhau để đánh giá hiệu năng của các giao thức và giải pháp. Các kết quả mô phỏng có thể được sử dụng để so sánh hiệu năng của các giao thức khác nhau, xác định các điểm nghẽn và tối ưu hóa các tham số cấu hình.

5.1. Sử dụng Mininet để mô phỏng mạng Data Center

Mininet là một công cụ mô phỏng mạng phổ biến cho phép người dùng tạo ra các mạng ảo đơn giản và dễ dàng. Mininet hỗ trợ nhiều giao thức mạng khác nhau và có thể được sử dụng để mô phỏng các mạng Data Center nhỏ và vừa. Mininet cũng cung cấp giao diện dòng lệnh và API Python để người dùng có thể dễ dàng cấu hình và điều khiển mạng ảo.

5.2. Các chỉ số đánh giá hiệu năng TCP trong mô phỏng

Các chỉ số đánh giá hiệu năng TCP quan trọng trong mô phỏng bao gồm thông lượng, độ trễ, mất gói và công bằng. Thông lượng đo lường lượng dữ liệu được truyền tải thành công trong một khoảng thời gian nhất định. Độ trễ đo lường thời gian cần thiết để một gói tin được truyền từ nguồn đến đích. Mất gói đo lường tỷ lệ các gói tin bị mất trong quá trình truyền tải. Công bằng đo lường mức độ chia sẻ băng thông giữa các kết nối TCP khác nhau.

VI. Xu hướng tương lai Quản lý tắc nghẽn TCP dựa trên AI 55

Tương lai của quản lý tắc nghẽn TCP trong Data Center hứa hẹn sẽ chứng kiến sự trỗi dậy của các giải pháp dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI). Các hệ thống AI có thể học hỏi từ dữ liệu mạng thực tế, dự đoán các vấn đề tắc nghẽn và tự động điều chỉnh các tham số mạng để tối ưu hóa hiệu suất. Các kỹ thuật như học tăng cường (reinforcement learning) có thể được sử dụng để huấn luyện các tác nhân AI điều khiển lưu lượng một cách thông minh và thích ứng với các điều kiện mạng thay đổi. Sự kết hợp giữa AI và các giao thức TCP tiên tiến như DCTCP sẽ mở ra một kỷ nguyên mới của quản lý tắc nghẽn hiệu quả và linh hoạt trong Data Center.

6.1. Ứng dụng học sâu Deep Learning trong dự đoán tắc nghẽn

Học sâu là một nhánh của Machine Learning sử dụng các mạng nơ-ron sâu để học hỏi các biểu diễn phức tạp từ dữ liệu. Học sâu có thể được sử dụng để dự đoán tắc nghẽn bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử về lưu lượng, độ trễ và mất gói. Các mô hình học sâu có khả năng phát hiện các mẫu phức tạp trong dữ liệu và dự đoán khi nào tắc nghẽn có khả năng xảy ra.

6.2. Học tăng cường Reinforcement Learning cho điều khiển luồng TCP

Học tăng cường là một kỹ thuật Machine Learning cho phép các tác nhân học hỏi bằng cách tương tác với môi trường và nhận phần thưởng hoặc hình phạt dựa trên hành động của chúng. Học tăng cường có thể được sử dụng để huấn luyện các tác nhân AI điều khiển lưu lượng một cách thông minh và thích ứng với các điều kiện mạng thay đổi. Các tác nhân học tăng cường có thể học cách tối ưu hóa các tham số của thuật toán điều khiển tắc nghẽn hoặc điều khiển lưu lượng một cách chủ động để tránh tắc nghẽn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VỀ QUẦN LÝ TẮC NGHÊN TRONG GIAO THỨC TCP 1 11 TCPTP 11 13 Giao thức TCP 12 1.3 Quản lý tắc nghén trong TCP 18 1. 21 CHƯƠNG 2 : GIAO THỨC TCP TRONG MỖI TRƯỞNG DATA CENTER 2.1 Mãi trường Data Center va Cloud Computing 22 22 BON - Lxplicit Congestion Notification 35 23. DCTCP-— Giao thức TCP điển hình cho môi trường Data Center 29 24 Đánhgiả vê DCTCP. 33 1 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Hồng Sơn - giảng viên bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính - đã hết sức quan tâm, tận tình giúp đỡ cũng.

như chỉ bão, định hưởng vả tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thánh luận văn của mình. Tôi cũng xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong trường Dai hoc Bach Khoa Ld Nội, Viên Đảo lạo Sau đại học, đặc biệt là các thấy cô giáo của Viện Công nghệ thông tin va Truyền thông đã hết lòng dạy bảo, truyền đạt những kiến thức kinh nghiệm cho tôi trang suốt thời gian học tập tại trường cả ở bậc Dại học và bậc Cao hoe. Cuỗi cũng tôi xi: được gửi lời cảm on sâu sắc nhất tới gia đình và nguời thân đã hết lòng ủng hộ, khích lệ tỉnh thần và luôn động viên tôi vào những lúc khỏ khăn nhất để tôi có thêm động lực hoàn thành luận văn này. MỤC LỤC TOM TAT NOIDUNG MUCLUC ie PHU LUC TỪ VIẾT TẮT.

"— "— "— DANH MỤC HN] V. ¬— ¬— ¬— LỜI CAM DOAN. ¬— ¬— ¬— LỜI NÓI DẦU Ly do chọn để tải. sexy sexy sexy ¬ Lịch sử nghiền cứn.

¬—-- ¬—-- ¬—-- versie Mục tiêu của luận văn. ¬—-- ¬—-- ¬—-- versie Phương pháp nghiên củu. tre tre tre se, 10) CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VỀ QUẦN LÝ TẮC NGHÊN TRONG GIAO THỨC TCP 1 11 TCPTP 11 13 Giao thức TCP 12 1.3 Quản lý tắc nghén trong TCP 18 1. 21 CHƯƠNG 2 : GIAO THỨC TCP TRONG MỖI TRƯỞNG DATA CENTER 2.1 Mãi trường Data Center va Cloud Computing 22 22 BON - Lxplicit Congestion Notification 35 23.

DCTCP-— Giao thức TCP điển hình cho môi trường Data Center 29 24 Đánhgiả vê DCTCP. 33 1 Hình 23 Các hảm liên quan đến xứ lý RƠN. sexy Hình24 Mạng mô phỏng 3 nút. TH TH Hình 25 Ro sảnh chiều dải hàng đợi giŠa LCP vả DCFCP.

Hình 26 — 8o sánh thrơughput giữa TCP và DCTCP, Hình 27 — 8o sảnh sự thay đổi cưnd của TCP và DCTCP. Hinh 28 Mô hình mạng mồ phông các nút. ¬— Hình 29 Mực chiểm gitt hang doi tai Switch DCLCP- Hình 30 Mực băng thông của giải thuật DCTCF-EFA. Hình 31 — Ảnh hưởng của giá tụ K đến băng thông.

Hình 32— Chia sẻ băng thông trong DCTCP-FA. Hình 33— 8o sảnh thời gian FCT của các luỗng nhỏ. Hinh 34 Hanh dgi Switch khi co Incast. ke DANH MUC HINH VE Hình 1 — Tham chiều giữa mô hình OSI va TCPIP.

¬— Hình2 Thiết lập phiên TCP. ¬— ¬— ¬— Hình3 Kết thúc phién TCP. sexy sexy sexy Hinh 4 — TCP Checksum Hinh 5 — Cửa số Irượt. ¬— ¬— ¬— Hình 6 — Kích thước cửa sẽ trượt.

¬— ¬— ¬— Hình 7 — Mỏ hình quản lý tắc nghẽn oda TCP Reno Hinh8 Kích thước cửa số TCP Reno. ¬— ¬— Hình 9— Phân phối luỗng theo kich cỡ Hình 10— Phân phải số lượng cáo kết nói đồng thời Hinh 11 — BƠN trong IP Header va TCP Headkr. ¬—-- 26 Hình 12 — Chính sách quần lý hàng dợi RED. ¬—-- ¬—-- 28 Hình 13 — Chính sách quân lý hàng dợi WRED.

¬—-- 2 Hình 14— Chính sách hàng đợi RED cho DCTCP 30 Hình 15 — Hai trạng thai thiét lap cd BCE cho ACK 31 Hình 16—D2TCP. 36 Hình 17 - Sự phụ thuộc cửa độ ưu tiên của luông theo kích cỡ luỗng. 39 Hình 18 - Ham gamma f— o? 40 Hình 19 - Xap xi Bernoulli (vé bang wGng cu lai www. 4 Hinh 20 - Minh họa giải thuật đề xuất 4 Hinh 21 —DCTCP-F.

43 Hình 22— Sơ đồ xử lý TCP trong hain Linux 45 PHỤ LỤC TU VIET TAT TCP ‘Transmission Control Protocol ECN Explicit Congestion Notification ss Slow Start SSTHRESH | Slow Start Threshold CWND Congestion Window Size MSS Maximum Segment Size cA Congestion Avoidance RED Random Larly Detection WRED Weighted Random Farly Detection RIT Round Trip Time DCTGP Data Center TCP DANH MUC HINH VE Hình 1 — Tham chiều giữa mô hình OSI va TCPIP. ¬— Hình2 Thiết lập phiên TCP. ¬— ¬— ¬— Hình3 Kết thúc phién TCP. sexy sexy sexy Hinh 4 — TCP Checksum Hinh 5 — Cửa số Irượt.

¬— ¬— ¬— Hình 6 — Kích thước cửa sẽ trượt. ¬— ¬— ¬— Hình 7 — Mỏ hình quản lý tắc nghẽn oda TCP Reno Hinh8 Kích thước cửa số TCP Reno. ¬— ¬— Hình 9— Phân phối luỗng theo kich cỡ Hình 10— Phân phải số lượng cáo kết nói đồng thời Hinh 11 — BƠN trong IP Header va TCP Headkr. ¬—-- 26 Hình 12 — Chính sách quần lý hàng dợi RED.

¬—-- ¬—-- 28 Hình 13 — Chính sách quân lý hàng dợi WRED. ¬—-- 2 Hình 14— Chính sách hàng đợi RED cho DCTCP 30 Hình 15 — Hai trạng thai thiét lap cd BCE cho ACK 31 Hình 16—D2TCP. 36 Hình 17 - Sự phụ thuộc cửa độ ưu tiên của luông theo kích cỡ luỗng. 39 Hình 18 - Ham gamma f— o? 40 Hình 19 - Xap xi Bernoulli (vé bang wGng cu lai www.

4 Hinh 20 - Minh họa giải thuật đề xuất 4 Hinh 21 —DCTCP-F. 43 Hình 22— Sơ đồ xử lý TCP trong hain Linux 45 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Hồng Sơn - giảng viên bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính - đã hết sức quan tâm, tận tình giúp đỡ cũng. như chỉ bão, định hưởng vả tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thánh luận văn của mình. Tôi cũng xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong trường Dai hoc Bach Khoa Ld Nội, Viên Đảo lạo Sau đại học, đặc biệt là các thấy cô giáo của Viện Công nghệ thông tin va Truyền thông đã hết lòng dạy bảo, truyền đạt những kiến thức kinh nghiệm cho tôi trang suốt thời gian học tập tại trường cả ở bậc Dại học và bậc Cao hoe.

Cuỗi cũng tôi xi: được gửi lời cảm on sâu sắc nhất tới gia đình và nguời thân đã hết lòng ủng hộ, khích lệ tỉnh thần và luôn động viên tôi vào những lúc khỏ khăn nhất để tôi có thêm động lực hoàn thành luận văn này. LOI CAM DOAN Téi — Nguyén Quang Trung — xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản. phẩm nghiên cim, tim hiểu của riêng cả nhân tôi và giảng viên hướng đẫn Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bảy hoặc là của cả nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tắt cả các tải liệu tham khảo đếu có xuất.

xứ rố ràng và được trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỹ biệt theo quy định cho lời cam đoan của mình. Hà Nội, tháng 05 nam 2014 'Tác giả Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Quang Trung Hình 23 Các hảm liên quan đến xứ lý RƠN. sexy Hình24 Mạng mô phỏng 3 nút.

TH TH Hình 25 Ro sảnh chiều dải hàng đợi giŠa LCP vả DCFCP. Hình 26 — 8o sánh thrơughput giữa TCP và DCTCP, Hình 27 — 8o sảnh sự thay đổi cưnd của TCP và DCTCP. Hinh 28 Mô hình mạng mồ phông các nút. ¬— Hình 29 Mực chiểm gitt hang doi tai Switch DCLCP- Hình 30 Mực băng thông của giải thuật DCTCF-EFA.

Hình 31 — Ảnh hưởng của giá tụ K đến băng thông. Hình 32— Chia sẻ băng thông trong DCTCP-FA. Hình 33— 8o sảnh thời gian FCT của các luỗng nhỏ. Hinh 34 Hanh dgi Switch khi co Incast.

"— "— "— 34 CHƯƠNG 3 : GIẢI PHÁP CẢI TIÊN TCP TRONG MỖI TRƯỜNG DATA CENTER 3.1 Phương án cải tiến DCTCP uea 32 Kết luận. GUƯƠNG 4: THỰC NGHỆM DÁNH GIÁ GIẢI THUẬT DCTCP.1 Xử TCP trong nhân Linux.2 _ Cài đặt giải thuật cãi tiên DCTCP-EA.3 Céng cu mé phéng Mininet AA Cài đặt mỗi trường thử nghiệm DCTCP 45 Thực nghiệm khác sát các tỉnh chất của DCTCP.6 _ Thực nghiệm hạn chế của giái thuật DCTCP Fatr Sharing.7 _ Thực nghiệm và đánh giá DCTCP-FA. KT LUẬN VẢ IIƯỞNG PHÁT TRIẾN CỦA LUẬN VĂN 65 'TÀI LIỆU THAM KHẢO. 60 Các bước cài đặt giải thuật quản lý tắc nghẽn DCTCP vào nhân Lánux.

69 Các bước cài đặt công cụ Mininet. ¬— ¬— 69 Dữ liệu eKPOFE. co ¬— ¬— ¬— 69 PHỤ LỤC TU VIET TAT TCP ‘Transmission Control Protocol ECN Explicit Congestion Notification ss Slow Start SSTHRESH | Slow Start Threshold CWND Congestion Window Size MSS Maximum Segment Size cA Congestion Avoidance RED Random Larly Detection WRED Weighted Random Farly Detection RIT Round Trip Time DCTGP Data Center TCP LOI CAM DOAN Téi — Nguyén Quang Trung — xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản. phẩm nghiên cim, tim hiểu của riêng cả nhân tôi và giảng viên hướng đẫn Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bảy hoặc là của cả nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu.

Tắt cả các tải liệu tham khảo đếu có xuất. xứ rố ràng và được trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỹ biệt theo quy định cho lời cam đoan của mình. Hà Nội, tháng 05 nam 2014 'Tác giả Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Quang Trung PHỤ LỤC TU VIET TAT TCP ‘Transmission Control Protocol ECN Explicit Congestion Notification ss Slow Start SSTHRESH | Slow Start Threshold CWND Congestion Window Size MSS Maximum Segment Size cA Congestion Avoidance RED Random Larly Detection WRED Weighted Random Farly Detection RIT Round Trip Time DCTGP Data Center TCP PHỤ LỤC TU VIET TAT TCP ‘Transmission Control Protocol ECN Explicit Congestion Notification ss Slow Start SSTHRESH | Slow Start Threshold CWND Congestion Window Size MSS Maximum Segment Size cA Congestion Avoidance RED Random Larly Detection WRED Weighted Random Farly Detection RIT Round Trip Time DCTGP Data Center TCP 25 Kếtluận.

"— "— "— 34 CHƯƠNG 3 : GIẢI PHÁP CẢI TIÊN TCP TRONG MỖI TRƯỜNG DATA CENTER 3.1 Phương án cải tiến DCTCP uea 32 Kết luận. GUƯƠNG 4: THỰC NGHỆM DÁNH GIÁ GIẢI THUẬT DCTCP.1 Xử TCP trong nhân Linux.2 _ Cài đặt giải thuật cãi tiên DCTCP-EA.3 Céng cu mé phéng Mininet AA Cài đặt mỗi trường thử nghiệm DCTCP 45 Thực nghiệm khác sát các tỉnh chất của DCTCP.6 _ Thực nghiệm hạn chế của giái thuật DCTCP Fatr Sharing.7 _ Thực nghiệm và đánh giá DCTCP-FA. KT LUẬN VẢ IIƯỞNG PHÁT TRIẾN CỦA LUẬN VĂN 65 'TÀI LIỆU THAM KHẢO. 60 Các bước cài đặt giải thuật quản lý tắc nghẽn DCTCP vào nhân Lánux.

69 Các bước cài đặt công cụ Mininet. ¬— ¬— 69 Dữ liệu eKPOFE.