Mở đầu Trình bày lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu và đóng góp của khóa luận. Cơ sở lý thuyết Bao gồm nội dung liên quan đến các khái niệm, công nghệ, mô hình mà nhóm tác giả đã tìm hiểu và nghiên cứu trong quá trình thực hiện khóa luận. Những kiến thức được trình bày trong chương này là cơ sở đề thực hiện thiết kế và trién khai hệ thống ảo hóa mạng không dây. Ngoài ra trong chương này còn có dé cập đến một số công nghệ đã có trước đây dé hiểu hơn về ý nghĩa cũng như mục đích xây dựng hệ thống.
Phân tích và thiết kế mô hình Trình bày ý tưởng của nhóm tác giả khi thiết kế mô hình. Bao gồm mô hình của hệ thống, giải thích các thành phần có trong hệ thống, mô tả chức năng của các thành phần, liệt kê các bước cần thiết dé triển khai mô hình. Đánh giá kết quả Đánh giá ưu và nhược điểm của mô hình trong kịch bản thử nghiệm. Kết luận và hướng phát triển Tổng kết quá trình thực hiện khóa luận và đề xuất hướng phát triển trong tương lai.
CHƯƠNG 2: TONG QUAN 1. Sơ lược Sự phát triển của các giao thức mạng không dây và công cụ kiểm tra các hệ thống đã phát triển dé xác minh chức năng, giao thức, khả năng,. của chúng. Hơn nữa trước khi triển khai trong mô hình quan trọng, các đặc điểm hiệu suất các giao thức mạng hiện có và các ứng dụng cũng phải được đánh giá trong các trường hợp cụ thé khác nhau.
Dé thực hiện những kiểm tra này trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều cách thức khác nhau như: hệ thống thiết bị thực Testbed, các trình mô phỏng, trình giả lập. Trong phần này nhóm tác giả sẽ diễn đạt về một số khái niệm, giới thiệu và trình bày khái quát một số công nghệ của 3 cách tiếp cận trên trước đây cho đến hiện nay đã được đưa ra dé giải quyết những van đề được nhóm tác giả đề cập ở chương trước. Nhóm tác giả liệt kê ra các mục sẽ trình bày cụ thê như sau: - Phân tích các hướng tiếp cận: trình bày về Testbed — trình mô phỏng - trình gia lập. - Hướng xây dựng đề tài.
Phân tích các hướng tiếp cận 2. TestBed - Mô phỏng ( Simulation ) - Giả lập mạng ( Emulator) 2. Khái niệm TestBed là một phương pháp được ra đời để phục vụ việc nghiên cứu, phát triển các hệ thống thử nghiệm mạng, các ứng dụng và giao thức mạng. Các hệ thống testbed đầu tiên đã ra đời sớm từ những năm đầu của thập kỷ trước, các hệ thông testbed đã và đang được liên tục nghiên cứu, phát triển và triển khai ở nhiều nước trên thế giới.
Testbed là hệ thống những mạng máy tính gồm các thiết bị thực sử dụng hỗ trợ thử nghiệm các hệ thống mạng không dây với quy mô từ nhỏ đến lớn. Một số hệ thống TestBed Trên thực tế có rất nhiều hệ thống testbed với nhiều quy mô, nhưng ở đây nhóm tác giả chỉ giới thiệu một số hệ thống testbed tiêu biểu gồm: SensLAB, Des-Testbed, StartBED. Bang 1: Một số hệ thong TestBED STT TÊN THÔNG TIN Testbed với quy mô lớn được xây dựng đề phục vụ thử nghiệm, nghiên cứu và đánh giá các giao thức va ứng dụng mang cam biến không dây. Mục tiêu của testbed này là cung cấp một cách chính xác những công cụ truy cập mở khoa học dành cho nhiều 1 SensLAB [1] người dùng dé hỗ trợ thiết kế, phát triển va thử nghiệm cam biên quy mô lớn.
Quy mô: gồm 1024 node trên 4 địa điểm khác nhau tại Pháp [ INRIA Grenoble, INRIA Lille, INRIA Rennes và trường đại hoc Strasbourg ]. Mỗi dia điểm lưu trữ 256 node cảm biến. Distributed Embedded System testbed được xây dựng nhăm hỗ trợ nghiên cứu mạng không dây nhiều node. Hệ thống gồm có Des-Testbed - 2 2] mang không day Mesh (WMN) va mang cảm biên không day (WSN) phục vu việc nghiên cứu lâu dài va ứng dung cho hệ thống mạng không dây sau này.
Quy mô: 95 node, 95 MSB A2, indoor and outdoor. Được xây dựng tại Trung tâm nghiên cứu Hokuriku NICT Nhật Bản, với quy mô lớn của cơ sở hạ tầng thiết bi sử dụng dé hỗ trợ giả lập, đánh giá giao thức và ứng dụng trong hệ thống mạng không dây. Các công cụ hỗ trợ liên quan được sử dụng 3 StarBED [5] SpringOS, RUNE. Hệ thống sử dụng bộ công cụ QOMET dé giả lập thiết bị và các giao thức mạng không dây trong môi trường mạng có dây.
Quy mô: hơn 1000 PC. Trên đây nhóm tác giả đã giới thiệu qua 3 hệ thống testbed nồi bật đã được triển khai và công bố khắp thé giới. Bên cạnh các testbed này, nhiều tổ chức nghiên cứu cũng đã triển khai nhiều hệ thống tương tự với quy mô lớn nhỏ khác nhau. Phần lớn các testbed phục vụ cho mục đích làm việc và nghiên cứu với quy mô lớn.
Ưu - nhược điểm - Ưu điểm: đối với phương pháp tiếp cận xây dựng một hệ thống testbed với những trang thiết bị thật thì sẽ đảm bảo tốt hơn về mặt gần gũi thực tế, những tình huống có thể xảy ra, những rủi ro, số liệu đo đạc cho ra kết quả tương đương với thực tế nhất, tính tin cậy cao. - Nhược điểm: bên cạnh ưu điểm thì những nhược điểm của phương pháp này cũng rất lớn. Đó chính là việc triển khai một số lượng lớn các thiết bị thực sẽ dẫn đến chi phí mua, bảo trì và triển khai thiết bị rất lớn. Ngoài ra, việc thử nghiệm trên hệ thống thực cũng mang lại sự bất tiện về quá trình bảo dưỡng, sửa chữa, quản ly, và thay đôi kịch bản thử nghiệm.
Mô phỏng mạng 2. Khái niệm Mô phỏng mạng là một kỹ thuật sử dụng các chương trình phần mềm sao chép lại các hành vị của mạng thực. Bằng cách tính toán tương tác giữa các thực thé mạng khác nhau như bộ định tuyến, thiết bị chuyền mạch, node mạng, điểm truy cập,. Có thể nói đây là một bản sao các hành vi của các thiết bị thực bằng một chương trình phần mềm.
Đây cũng là một cách tiếp cận khác dé thử nghiệm mạng không dây. Một số trình mô phỏng Trên thị trường hiện nay có thê kề đến một số ông lớn trong lĩnh vực như: NS3, OPNET Modeler, OMNET++, Qualnet, Cisco Packet Tracer,.Trong các trình mô phỏng thì thường được biết đến nhiều nhất là trong môi trường giáo dục như NS3, Cisco Packet Tracer. Nhu Cisco Packet Tracer hỗ trợ người dùng làm quen với việc cấu hình các thiết bị của Cisco băng giao diện dòng lệnh, thực hiện tạo mô hình mạng, kiểm tra kết nối, routing,.Còn NS3 là trình mô phỏng thực hiện những chức năng sâu hơn như kiểm soát các thông số bên trong: tăng giảm băng thông mạng, làm thế nào đề gói tin rơi ít nhất, giao thức truyền nào hiệu quả hơn.Mỗi trình mô phỏng đều có những chức năng nổi trội riêng của nó. Ưu - nhược điểm - Ưu điểm: ngược lại với hệ thống thực testbed, các công cụ mô phỏng hỗ trợ tốt cho các thử nghiệm có số lượng node lớn, chi phí thấp, ít công sức triển khai, bảo trì, vận hành, có thể điều chỉnh, thay đổi kịch bản thử nghiệm nhanh chóng đơn giản.
- Nhược điểm: tuy nhiên, với cách tiếp cận này sẽ phụ thuộc vao thuật toán nên đòi hỏi độ phức tạp cao, tính tin cậy của kết quả thu được thấp hơn so với các hệ thống testbed sử dụng thiết bị thực. Giả lập mạng 2. Khai niệm Khác với trình phô phỏng mạng chỉ là một phần mềm sao chép hành động của thiết bị thực, một trình giả lập mạng sẽ cố gắng sao chép tất cả các tính năng cả phần cứng va phần mềm của thiết bị thực. Một số trình giả lập Những năm gần đây cách tiếp cận với hệ thống giả lập này đang thu hút sự chú ý, được xem là tiềm năng và có tính ứng dụng cao.
Trong đó các hệ thống thử nghiệm dựa trên nền tảng container, có thê kê đến như: QOMET, Mininet wifi, dummynet.dựa trên công nghệ OpenStack có thê được xem như là những đại diện cho trình giả lập. Những hệ thống này đã cho thấy được ưu điểm quan trong như: hỗ trợ khả năng thực thi thời gian thực, kết quả thử nghiệm có độ tin cậy cao hơn so với trình mô phỏng trong khi chỉ phí thấp hơn các hệ thống testbed. Bảng 2: Một số trình giả lập đã có STT TÊN THÔNG TIN Là một công cụ mô phỏng mạng trực tiếp, ban đầu được thiết Dummynet kế dé thử nghiệm các giao thức mạng và từ đó được sử dụng [4] cho nhiêu ứng dung khác nhau bao gôm quan lý bang thông. Nó mô phỏng, thực thi các giới hạn về hàng đợi va bang thông, sự chậm trê, mat gói và hiệu ứng đa đường.
Nó cũng thực hiện 10 các thuật toán lập kế hoạch khác nhau. Dummynet có thể sử dụng trên máy chạy ứng dụng của người dùng hoặc hoạt động như bộ định tuyến. Thuộc loại testbed: emulation tools. Kiến trúc: phân tán.
QOMET là trình gia lập mạng không dây sử dụng hai giai đoạn phương pháp tiếp cận dé chuyển đổi một kịch bản do người dùng xác định sửa lại thành các tham số suy giảm mạng sau đó được sử dụng để định cấu hình trình giả lập cấp liên kết như Dummynet, do đó tái tạo trong mạng có dây các điều kiện truyền thông của mạng lưới không dây mô phỏng. Quy trình sử dụng QOMET cho các thí nghiệm mô phỏng bao gồm 3 bước: QOMET [5] - Tạo mô tả kịch bản. - Xử lý mô tả kịch bản dé tính toán các thông số mạng tương đương. - Áp dụng các thông số mang được tính toán trong mạng có dây.
Loại testbed: emulated tools. Kiến trúc: phân tán. Mininet Wifi Là một trình giả lập tạo ra mạng lưới các máy chủ ảo, thiết bị [6] chuyển mạch, bộ điều khiển và liên kết. máy chủ Mininet chạy 11 trên nên tảng Linux và các thiệt bị chuyên mạch của nó hồ trợ OpenFlow đề định tuy tùy chỉnh linh hoạt.
GNS3 được sử dụng đề mô phỏng, cau hình, kiểm tra dé khắc phục sự cố mạng ảo và mạng thực. GNS3 cho phép bạn chạy 4 GNS3 [7] một cấu trúc liên kết nhỏ chỉ bao gồm một số thiết bị trên máy tính xách tay, đến những thiết bị có nhiều thiết bị được lưu trữ trên nhiêu máy chủ. Đã có rât nhiêu công trình nghiên cứu sử dụng các công cụ được giới thiệu bên trên đê triên khai, có thê kê đên như: QOMB sử dụng bộ công cụ QOMET dé gia lập lai mang không dây trong môi trường mạng có dây.