1 Lựa chọn phần mềm mô phỏng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.26 MB, 105 trang )
67
được hoạt động của hệ thống khi nghiên cứu. Các thí nghiệm mô phỏng là quan trọng
vì chúng giúp ta:
Phát hiện những điều ta chưa biết hoặc kiểm tra một giả định.
Tìm ra các lời giải thích hợp và cung cấp điều kiện để đánh giá chúng.
Những lý do làm mô phỏng hấp dẫn khi dự đoán hoạt động của hệ thống là:
Mô phỏng có thể thúc đẩy sáng tạo những ý tưởng mới. Nhiều tổ chức hoặc các
công ty có nguồn nhân lực mà nếu tận dụng khả năng của họ thì có thể mang lại
những sự cải thiện ấn tượng trong chất lượng và sản xuất. Mô phỏng có thể là
một cách sinh lợi nhuận để biểu hiện, thí nghiệm và đánh giá các giải pháp đề
xuất, các chiến lược, các kỹ thuật hoặc các ý tưởng.
Mô phỏng có thể dự đoán kết quả tiến trình hoạt động một cách nhanh chóng.
Mô phỏng có thể tính toán tác động của những thay đổi xảy ra trong quá trình
hoạt động hoặc trong hệ thống. Chú ý rằng các tính toán hoạt động chỉ dựa trên
các giá trị trung bình mà không quan tâm đến phương sai (tức là moment bậc
hai). Điều này có thể dẫn đến các kết luận sai lầm.
Mô phỏng có thể xúc tiến các giải pháp tổng thể.
Mô phỏng mang lại sự tinh thông, sự hiểu biết và cùng với thông tin.
Mô phỏng có thể sinh lợi nhuận về mặt thời gian [5].
Để lựa chọn phần mềm mô phỏng, ta đưa ra các tiêu chí đánh giá sau đây:
Hỗ trợ nhiều loại mô phỏng.
Hỗ trợ nền tảng tính toán.
Hỗ trợ cho các thế hệ công nghệ mạng.
Hỗ trợ các thế hệ và quản lý lưu lượng hiện trạng.
68
Hỗ trợ quan sát.
Phù hợp các giao thức OSI, các mô hình di động và sự truyền sóng.
Mềm dẻo, có thể sửa đổi và có thể mở rộng.
Tiện lợi chung.
Mức độ chấp nhận phần mềm mô phỏng (tính phổ biến).
Giấy phép của phần mềm [5].
Phần mềm mô phỏng NS-2
Có rất nhiều phần mềm mô phỏng đã đáp ứng được các yêu cầu mô phỏng và
đóng vai trò quan trong trong thiết kế và xây dựng hệ thống. Ta có thể xem hình 4.1 để
thấy thống kê về tỷ lệ sử dụng phần mềm mô phỏng.
Self-Developed,
25.40%
NS-2, 44.40%
CSIM, 3.20%
MATLAB,
3.20%
OPNET, 6.30%
QualNet,
6.30%
GlomoSim,
11.10%
Hình 4.1 - Kết quả sử dụng phần mềm mô phỏng [30].
Theo hình 4.1 thì NS-2 là phần mềm được sử dụng nhiều nhất. NS-2, viết tắt từ
Network Simulator 2, là phiên bản tiếp theo của phiên bản NS đầu tiên. Đây là một
phần mềm mô phỏng hệ thống viễn thông, đặc biệt là hệ thống mạng rất mạnh với mã
nguồn mở, chạy trong môi trường Linux và đặc biệt là miễn phí (phù hợp với điều kiện
Việt Nam). Phần mềm này cung cấp đầy đủ thư viện về các giao thức mạng, các loại
nguồn lưu lượng, các kỹ thuật xếp hàng và định tuyến,… cho phép người sử dụng có
69
thể xây dựng và mô phỏng bất kỳ một loại mạng nào, dù là mạng có dây hay không
dây [36].
NS-2 được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++ và OTcl (Object Tool Command
Language - là ngôn ngữ kịch bản Tcl mở rộng hướng đối tượng). NS-2 có thể mô
phỏng truyền thông mạng theo nhiều lớp (chuyển vận, mạng và MAC), đồng thời hỗ
trợ rất nhiều loại giao thức khác nhau cho các lớp này.
Một công cụ khác phát hành cùng với NS-2 là Network Animator (NAM).
NAM cung cấp hình ảnh đồ hoạ về cấu hình và sự chuyển động cũng như quá trình
truyền thông giữa các nút trong mạng mô phỏng theo thời gian với tốc độ là tuỳ chọn.
Hơn nữa nó còn có thể hiển thị các thông tin như thông lượng, loại gói truyền, số gói bị
mất tại mỗi đường truyền,… Đây còn là một công cụ rất có ích để tìm lỗi trong mã
nguồn của giao thức.
Căn cứ vào đó, ta chọn phần mềm NS-2 và xây dựng các mô hình di động cho
phần mềm này.
4.2
Thực hiện mô phỏng hoàn hảo
Chương trình mô phỏng của ta có thể thực hiện lấy mẫu RTMM, cụ thể là:
RWPMM, RWM có phản xạ, RWM “đi xuyên”, RWPMM bị giới hạn và mô hình di
động theo bản đồ không gian thực.
RWPMM: Ở thời điểm chuyển trạng thái hành trình, MN chọn điểm đích có
phân bố đều trong hình vuông và lấy mẫu giá trị vận tốc từ phân bố đều. Đường đi của
hành trình là đoạn thẳng nối vị trí MN ở hiện tại và điểm có thời điểm chuyển trạng
thái tiếp theo. Khi tới đích, MN dừng trong một khoảng thời gian được đưa ra từ phân
bố đều. Luật chọn hành trình lặp lại thủ tục này. Luật khởi đầu mặc định đặt MN ở thời
điểm 0 là di chuyển (mo) hoặc dừng (pa) và chỉ định 0 là thời điểm chuyển trạng thái
70
của hành trình. Mô hình này được nghiên cứu mở rộng trong lý thuyết và là mô hình cơ
bản để ước lượng các giao thức định tuyến ad-hoc.
RWM “đi xuyên”: Tương tự như RWPMM, nhưng ở thời điểm chuyển trạng
thái, MN chọn một chiều, khoảng thời gian hành trình và giá trị vận tốc. MN di chuyển
theo chiều, vận tốc và khoảng thời gian của hành trình đã chọn này. Nếu trên hành
trình, MN chạm biên của miền mô phỏng thì nó “đi xuyên” sang bên biên đối diện. Vị
trí của MN phân bố đều trên miền mô phỏng, vận tốc có cùng phân bố với thời điểm
chuyển trạng thái hành trình. Với điều kiện phase là mo, vị trí, vận tốc và thời gian còn
đến khi kết thúc hành trình là độc lập. Với điều kiện phase là pa, vị trí và thời gian còn
đến khi kết thúc dừng là độc lập.
RWM phản xạ:Như mô hình RWM “đi xuyên”, nhưng khi chạm biên mô
phỏng nó sẽ phản xạ trở lại.
RWPMM bị giới hạn: Miền mô phỏng gồm các miền con. Ở một số thời điểm
chuyển trạng thái, MN thực hiện bước Markov trên các miền con; cho các thời điểm
chuyển trạng thái khác, MN di chuyển chỉ trong một miền con. Số hành trình trong một
miền con được vẽ một cách ngẫu nhiên tại những thời điểm chuyển trạng thái cho MN
trong miền con đó.
Bản đồ không gian thực: Là trường hợp đặc biệt của RWPMM bị giới hạn. Ta
đưa ra một bản đồ không gian gồm các đỉnh không gian (tương ứng với các điểm trong
bản đồ) và ma trận liên kết xác định các cạnh giữa hai đỉnh. Miền mô phỏng là hợp của
các đoạn thẳng định nghĩa bởi các cạnh. Miền con là tập của các đỉnh. Đường đi giữa
hai đỉnh là đường đi ngắn nhất.
Mô hình di động phân vùng thành phố: Là trường hợp đặc biệt của RWPMM
trên miền kết nối tổng quát. Miền là hợp của các đoạn thẳng định nghĩa bởi các cạnh
của bản đồ không gian.
