Tóm tắt:
WLAN 802.11 là môi trường truy cập phổ biến cho kết nối LAN và Internet. Triển khai lắp đặt nhiều
điểm truy cập (AP) là xu hướng hiện nay để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các thiết bị di động (Smart
phone và Laptop) sử dụng ở môi trường trong nhà. Nhưng cùng với xu hướng này thì cũng gia tăng các tấn
công mạng, bởi các AP là những điểm yếu trong an ninh mạng và hiệu năng của các AP cũng suy giảm. Bài
báo này đề cập đến phân tích hiệu năng của WLAN qua khảo sát trạng thái và mô hình hóa AP dựa trên
hàng đợi M/M/1/N và mạng hàng đợi đóng có tính tới hành vi “suy nghĩ” truy nhập của các trạm đầu cuối
(Client) đến AP (Server).
                
              
                                            
                                
            
                       
            
                 7 trang
7 trang | 
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 825 | Lượt tải: 1 
              
            Bạn đang xem nội dung tài liệu Phân tích hiệu năng của WLAN sử dụng mô hình hàng đợi, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Journal of Science and Technology 49
PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG CỦA WLAN SỬ DỤNG MÔ HÌNH HÀNG ĐỢI
Dương Hồng Cảnh, Hồ Khánh Lâm
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
Ngày tòa soạn nhận được bài báo: 20/07/2017
Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 12/09/2017
Ngày bài báo được duyệt đăng: 15/09/2017
Tóm tắt:
WLAN 802.11 là môi trường truy cập phổ biến cho kết nối LAN và Internet. Triển khai lắp đặt nhiều 
điểm truy cập (AP) là xu hướng hiện nay để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các thiết bị di động (Smart 
phone và Laptop) sử dụng ở môi trường trong nhà. Nhưng cùng với xu hướng này thì cũng gia tăng các tấn 
công mạng, bởi các AP là những điểm yếu trong an ninh mạng và hiệu năng của các AP cũng suy giảm. Bài 
báo này đề cập đến phân tích hiệu năng của WLAN qua khảo sát trạng thái và mô hình hóa AP dựa trên 
hàng đợi M/M/1/N và mạng hàng đợi đóng có tính tới hành vi “suy nghĩ” truy nhập của các trạm đầu cuối 
(Client) đến AP (Server).
Từ khóa: WLAN 802.11, AP, mô hình hàng đợi, hiệu năng.
1. Đặt vấn đề
WLAN trong thiết kế mạng LAN của một cơ 
sở phải đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng đào 
tạo, đó là chất lượng dịch vụ (QoS) dựa trên một số 
yếu tố:
- Đảm bảo các khu nhà, các tầng nhà của nhà 
trường có truy nhập tốc độ cao cho các lưu lượng 
khác nhau, đặc biệt là lưu lượng đa phương tiện: trễ 
nhỏ (Latency hay Delay, sự chênh lệch trễ của các 
gói thấp (Jitter hay Delay Variance), tỷ lệ mất gói 
thấp (Packet Loss).
- Đảm bảo các giải pháp an ninh và ưu tiên 
lưu lượng cho các truy nhập của các khu nhà thuộc 
văn phòng quản lý của nhà trường.
- Đảm bảo QoS cho các lưu lượng hướng 
lên (Upstream) và hướng xuống (Downstream) cho 
khai thác sử dụng các dịch vụ đa phương tiện trong 
học tập, đặc biệt trong yêu cầu đào tạo điện tử. Đó 
là QoS của WiFi đa phương tiện. 
Bảng 1. 802.1P và phân loại của WMM
Priority 802.1P 
Priority
802.1P
Designation
Access 
Category
WMM
Designation
Lowest 1 BK
AC_BK Background
2 -
0 BE AC_BE Best Effort
3 EE
4 CL AC_VI Video
5 VI
6 VO AC_VO Voice
Highest 7 NC
WiFi đa phương tiện, WMM (WiFi 
Multimedia) được coi là các mở rộng của đa phương 
tiện vô tuyến, chỉ đến QoS trên WiFi. Nó cho phép 
các điểm truy cập AP tạo ưu tiên các lưu lượng 
và tối ưu cách chia sẻ các tài nguyên mạng được 
phân phối giữa các ứng dụng khác nhau. Sự thực 
thi WMM trên ba chức năng: truy cập của WMM 
(WMM Access): là chứng chỉ hỗ trợ tập hợp các 
đặc tính từ chuẩn 802.11e cho cả Client và AP, phân 
loại của WMM (WMM Classification): sử dụng 
phân loại theo chuẩn 802.1P với 8 mức ưu tiên truy 
nhập (Bảng 1), và các hàng đợi của WMM (WMM 
Queues): gồm 4 hàng theo ứng dụng và QoS: 
Background, Best Effort, Video, và Voice (Hình 1).
Hình 1. WMM queues
Mỗi loại lưu lượng mà người dùng truy 
nhập WiFi có khoảng thời gian (khe thời gian chờ 
đợi khác nhau, trong đó, tính theo độ dài thời gian 
thì Background là lớn nhất và Voice là nhỏ nhất: 
Bachground > Best Effort > Video >Voice.
Mật độ các AP tăng lên cũng kéo theo sự tăng 
nhiễu đồng kênh CCI (Co-Channel Interference) 
giữa các AP, mức độ an ninh bị ảnh hưởng, đặc biệt 
khi các AP không được cấu hình các giải pháp an 
ninh khác nhau. Để tránh nhiễu đồng kênh CCI, nâng 
cao an ninh mạng cho WLAN với mật độ cao các AP 
được nhiều nghiên cứu quan tâm. Bởi những yếu tố 
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology50 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017
này ảnh hưởng đến hiệu năng của WLAN: chuyển 
vùng không thành công - không đảm bảo dịch vụ 
liền mạch, nhiễu CCI không được khắc phục, dịch 
vụ bị chặn do bị tấn công DoS, mất gói do quá tải 
các AP - xác suất mất mát (High Loss Probability). 
Ở đây khảo sát một số nghiên cứu về hiệu năng của 
WLAN sử dụng các mô hình hàng đợi.
2. Các nghiên cứu liên quan
Nghiên cứu [2] xét WLAN 802.11, trong 
đó AP được sử dụng để kết nối HTTP một số cố 
định người dùng đến Web hoặc hệ thống chia sẻ 
với giao thức TCP/IP sử dụng chuỗi Markov nhúng 
(Embedded Markov Chain) để phân tích hiệu năng. 
Nghiên cứu [3] phân tích trễ cho các WLAN với 
nhận nhiều gói dưới tải hữu hạn. Nghiên cứu [4] sử 
dụng mô hình hàng đợi để nghiên cứu các cơ chế tấn 
công làm giảm hiệu năng và có ngắt kết nối truyền 
thông của WLAN. Các kết quả phân tích của mô hình 
hàng đợi dẫn đến sự phát triển của bốn giải pháp: 
xác thực yêu cầu (RA-Request Authentication), 
giảm các yêu cầu sao chép (RDR-Reduction of 
Duplicate Requests), giảm các truyền lại đáp ứng 
(RRR-Reduction of Response Retransmission), 
và truyền theo vòng tròn (RRT-Round Robin 
Transmission). Các tác giả trong nghiên cứu [5]
[6] coi các AP là những hệ thống hàng đợi để phân 
tích hiệu năng dựa trên các thông số hiệu năng của 
các AP: thời gian phục vụ trung bình gói tin và trễ 
tại AP, trong đó nghiên cứu [6] sử dụng mô hình 
hàng đợi M/G/1/B cho AP xác định thời phục vụ và 
thông lượng của AP. Các thông số của QoS cho các 
lưu lượng đa phượng tiện trên WLAN 802.11 như 
thông lượng, trễ, xác suất mất gói và năng lượng 
tiêu thụ được tác giả trong [7] sử dụng hàng đợi 
BMAP/M/1 - quá trình đến của các lưu lượng đa 
phương tiện là quá trình Markov Poisson điều chế 
(Markov Modulated Poisson (BMAP), qua đó nêu 
ra các ảnh hưởng của tải lưu lượng đa phương tiện 
và kích cỡ mạng WLAN ảnh hưởng đến hiệu năng 
của WLAN như thế nào, và các kết quả nghiên cứu 
này cần được đưa vào đánh giá giao thức MAC 
trong thiết kế các công nghệ WLAN ứng dụng cho 
đa phương tiện. Cũng để nâng cao QoS hiệu năng 
của WLAN, nghiên cứu [8] lại quan tâm mô hình 
độ sẵn sàng, lỗi và khôi phục cấu hình của các AP. 
Nhiễu đồng kênh CCI vì mật độ cao các AP của 
WLAN được nghiên cứu [8] phân tích dựa trên mô 
hình hàng đợi M/M/C và thực hiện mô phỏng đánh 
giá ảnh hưởng của CCI đến QoS trong các WLAN 
mật độ cao. Có thể nhận thấy khá nhiều nghiên cứu 
sử dụng các mô hình hàng đợi khác nhau để phân 
tích và đánh giá hiệu năng của WLAN đáp ứng QoS 
cho các kết nối truy nhập sử dụng các dịch vụ, đặc 
biệt là đa phương tiện. 
3. Các mô hình hàng đợi
Trong lý thuyết hàng đợi, công thức Kendall 
A/B/m/N-S xác định các mô hình hàng đợi dùng để 
mô hình hóa các hệ thống truyền thông như sau [1]:
• A là phân bố của thời gian t
n
 giữa các lượt 
khách hàng đến (Arrival time).
• B là phân bố của các thời gian phục vụ x
n
(Service time).
• m số nút phục vụ (Server).
• N kích thước lớn nhất của hàng đợi (hay 
dung lượng nhớ của hệ thống) nếu hàng đợi hữu 
hạn (khi N = 3 thì bỏ qua ký tự N trong công thức 
Kendall).
• S là nguyên tắc phục vụ được sử dụng (FIFS, 
LIFS,v.v...). Nếu bỏ qua S trong công thức Kendall 
thì nguyên tắc phục vụ mặc định luôn là FIFS.
Đối với các quá trình A (quá trình đến của 
khách hàng) và B (quá trình phục vụ của nút) có thể 
có các loại đặc tính sau đây:
• M (Markov): là quá trình Markov (hay 
quá trình Poission) là một quá trình ngẫu nhiên có 
phân bố mũ của thời gian đến (t 0n $ ) với CDF là 
F t e1 t= - m-_ i , và hàm phân bố xác suất (PDF) là 
f t e tm= m-_ i , với m > 0, và đặc tính không có nhớ 
(Memoryless): trạng thái tiếp theo chỉ phụ thuộc 
vào trạng thái hiện tại của quá trình và không phụ 
thuộc vào quá trình chuyển đến trạng thái hiện tại 
như thế nào.
• D (Deterministic): quá trình xác định 
• G (General): quá trình có phân bố chung, 
với các giá trị không được xác định, nhưng trong 
nhiều trường hợp ít nhất giá trị trung bình và các 
biến được xác định.
• E
k
 (Erlang-k): phân bố Erlang với thông số 
định dạng k (k ≥ 1) với hàm phân bố tích lũy (CDF):
( , , ) ! ,F x k n
x
e1
n
n
k
x
0
1
m
m
= - m
=
-
-
_ i
/ và hàm phân bố xác 
suất (PDF): ( , , ) ( ) ! ; ,f x k k
t e x1 0
k k x
x $m m m= -
m
-
-
. 
Thông số k = 1, thì phân bố Erlang trở thành phân 
bố mũ.
• H
k
 (Hyper-k): phân bố siêu mũ 
(Hyperexponential distribution): với PDF 
là: ( ) ;f x e x 0H i i x
i
k
1
i 2r m= m-
=
/ và CDF: 
( )F x p e1H i x
i
k
1
i= - -
=
m/ .
Một số loại mô hình hàng đợi cơ bản được 
sử dụng:
• M/D/1, M/D/c, M/D/1 là các mô hình hàng 
đợi, trong đó, các cuộc đến (Arrivals) của khách 
hàng (gói tin) là quá trình Markov (M) với phân 
bố mũ, và thời gian phục vụ được xác định: D với 
nguyên tắc phục vụ mặc định FIFS. M/D/c là mở 
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Journal of Science and Technology 51
rộng của M/D/1 với số lượng Server là c. 
• M/M/1, M/M/c: là các mô hình với các 
cuộc đến của các khách hàng là quá trình Markov 
(M) với phân bố mũ, và thời gian phục vụ theo phân 
bố mũ của quá trình Markov, với một Server (1) và 
một số Server (c).
• M/G/1, M/G/c: các cuộc đến của các khách 
hàng là quá trình Markov (M) với phân bố mũ, và 
thời gian phục vụ có phân bố chung (G).
• M/M/1/K: là mở rộng của M/M/1 nhưng 
kích thước hàng đợi là hữu hạn bằng K. Mô hình 
hàng đợi này có tính thực tế hơn, bởi các hệ thống 
có dung lượng và khả năng phục vụ hữu hạn.
Có các mô hình hàng đợi biến đổi khác từ 
các mô hình hàng đợi cơ bản tùy thuộc vào ứng 
dụng cho hệ thống thực nào. Mô hình hàng đợi 
đặc biệt phù hợp cho các hệ thống truyền thông, 
và trạng thái của hệ thống được biểu diễn chuỗi 
Markov thời gian xác định DTMC (Deteministic 
Timed Markovian Chain) hay thời gian liên tục 
CTMC (Continious Timed Markovian Chain).
Các hệ thống thực tế thường gồm nhiều 
khối chức năng và trạng thái phức tạp nên thường 
được mô phỏng bằng mạng hàng đợi (Queueing 
Network) gồm các loại hàng đợi cơ bản hoặc biến 
đổi. Các mạng hàng đợi cũng được nhóm thành 3 
loại: đóng, mở, và hỗn hợp.
Mạng đóng: là mô hình hệ thống mà không 
có khách hàng nào từ bên ngoài đi vào, và đi ra khỏi 
hệ thống. Mạng mở: là mô hình hệ thống mà có các 
khách hàng đến và ra khỏi hệ thống sau khi được 
phục vụ xong. Mạng kết hợp: là mô hình hệ thống 
có cả khối đóng và khối mở. 
Các mô hình hàng đợi có các thông số hiệu 
năng, mà dựa vào chúng để phân tích đánh giá hiệu 
năng của hệ thống thực.
Các thông số hiệu năng của hàng đợi được 
sử dụng cho mô hình hệ thống:
E[S] – thời gian phục vụ trung bình (thời gian 
trung bình một khách hàng tiêu phí trong hệ thống); 
E[W] – thời gian chờ đợi trung bình (thời gian trung 
bình một khách hàng tiêu phí trong hàng đợi); E[R] 
- thời gian đáp ứng trung bình của hệ thống (tổng 
của các thời gian trung bình E[W], E[S]); E[NQ] - độ 
dài trung bình của hàng đợi (số khách hàng trung 
bình ở trong hàng đợi); E[N
S
] - số lượng khách hàng 
trung bình đang được phục vụ (đang trong Server); 
E[N] - số lượng khách hàng ở trong hệ thống (tổng 
của các số lượng E[NQ], và E[NS]); E[U] - mức độ 
sử dụng trung bình của server (tỷ lệ với thời gian 
bận của Server); E[T] - thông lượng trung bình (tốc 
độ trung bình khách hàng được phục vụ xong và ra 
khỏi hệ thống); E[L] - sự mất mát khách hàng trung 
bình (là tốc độ mà các khách hàng bị mất hoặc là 
xác suất mà khách hàng bị mất).
Để tính các thông số này, có một số công cụ 
phần mềm phổ biến chạy trên Windows có thể được 
tải trên Internet. Một số thuật toán như giá trị trung 
bình MVA và thuật toán cuộn [1] thường được áp 
dụng cho tự động tính các thông số hiệu năng.
4. Đề xuất mô hình hàng đợi điểm truy nhập AP 
và các truy nhập
AP là điểm truy nhập quyết định hiệu năng 
của WLAN. Do đó, cần phải thử nghiệm đưa ra mô 
hình hàng đợi của AP với các truy nhập từ các thiết bị.
Cho rằng nút AP là một hàng đợi loại 
M/M/1/K, với K hữu hạn là kích thước hàng đợi 
bằng số khách hàng (gói tin, bản tin, cuộc gọi, yêu 
cầu TCP/IP từ các Client) đồng thời có thể truy 
nhập và được xử lý với nguyên tắc phục vụ mặc 
định vào trước được phục vụ trước (FIFS). CTMC 
chuyển trạng thái của AP được cho ở Hình 2. Trong 
đó, m : tốc độ đến trung bình của khách hàng, n tốc 
độ phục vụ trung bình khách hàng. Khi AP đã có đủ 
K gói tin đang phục vụ, thì khách hàng thứ K+1 đến 
sẽ bị mất, điều này đồng nghĩa với kết nối mới của 
Client bị ngắt.
Hình 2.CTMC chuyển trạng thái đối với hàng M/M/1/K [1] 
1 2 3 0 
µ 
λ λ λ λ 
µ µ µ 
K-2 
µ 
λ 
K-1 
µ 
λ 
K 
Số lượng K khách hàng thể hiện khả năng xử 
lý đồng thời bao nhiêu khách hàng từ các truy nhập 
đến AP. Mô hình hàng đợi M/M/1/K của AP với c 
có các thông số hiệu năng được xác định như sau: 
• Các xác suất của trạng thái bền vững
, ;
,
U
U UK K K K K
0 1 1 0
1 1 0
mr nr r r
mr nr r r r
= =
= = =- -
4 (1)
Vì số lượng khách hàng trong hệ thống bị 
giới hạn nên quá trình đến của các khách hàng phụ 
thuộc vào các sự kiện: nếu trong hệ thống có số 
lượng khách hàng < K thì tốc độ đến của các khách 
hàng là λ; nếu số lượng khách hàng trong hệ thống 
≥ K thì tốc độ đến = 0. Theo công thức xác suất 
đuôi ta có:
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology52 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017
( ) ( ) ,
:
P N K P N K p
hay p
1 1 0
1
i
i
K
i
i
K
0
0
2 #= - = - =
=
=
=
/
/
Vì S a a x a x
x
1
1
n j
j
n
j
n
j
n
0
0
0
0
1
= = = -
-
= =
+
/ / suy ra:
U
U1 1
1
i K
i
K
0 0
1
0
r n
m r= = -
- +
=
d n/ .
Các xác suất của trạng thái bền vững là:
; ; ( )
( )
;
, , , ..,
U
U U U U
U U
i K
1
1
1
1
1 2 3
K i
i
K
i
0 1 0 1r n
m r r=
-
- = = =
-
-
=
+ +
_
`
a
bbb
bbbb
 (2)
• Mức độ sử dụng trung bình của Server, E[U]:
[ ] ( ... )E U U U U U1i K
i
K
0
2 1
1
r r= = + + + + -
=
/ (3)
Vì, biểu thức trong ngoặc là chuỗi có dạng 
của Geometric Sum (Zeno Sum):
;x x
x x1
1 1i
i
n n
0
1
"!= -
-
=
+
/
[ ]
( )
E U U U
U
U
U U U
U
U U
U
1
1
1
1
1
1
1
1
K
K
K
K
0
1
1r= -
- =
-
-
-
-
= -
-
+
+
Hay có thể tính theo:
[ ]
( )
E U U
U U U
U
1 1 1
1
1
1
i K K
K
i
K
0 1 1
1
r r= = - = -
-
-
=
-
-
+ +
=
/ 
(4)
• Thông lượng trung bình của hệ thống, E[T]:
[ ] [ ]E T E U U
U
1
1
i
i
K
K
K
1
1 1n r n m m= = = -
-
=
+/ (5)
• Xác suất mất mát (Loss probability), P
K
:
Xác suất mất mát là xác suất mà khách hàng 
đến nơi khi hệ thống đã đầy (hệ thống đã có K khách 
hàng). Đây cũng chính là xác suất khóa P
B
 khi U ≠ 1:
( )
;
;
P U
U U
U
K U
1
1
1
1
1 1
loss K B
K
K
1 !
r r= = = -
-
+ =
+
Z
[
\
]]]]
]]]]]
 (6)
• Số lượng trung bình các khách hàng 
trong hệ thống, E[N]:
[ ]E N i iUi
i
K
i
i
K
0
0
0
r r= =
= =
d n/ /
Biểu thức trong ngoặc có dạng chuỗi 
Gauss-Zeno:
( )
( )
kx x
x n x nx
1
1k
n n
k
n
2
1 2
0
=
-
- + ++ +
=
/ , nên:
[ ] ( )
( )
( )
( )
( )
;
E N U
U
U
U K U KU
U
U
U
K U
khi U
1
1
1
1
1 1
1
1
K
K K
K
K
1 2
1 2
1
1
!
=
-
-
-
- + +
= - - -
+
+
+ +
+
+
f p
Với: U = 1
( );
U U
K K
1
1 1
1
i
i
i
K
i
i
K
i
K
0 0
1
0 0
10
0 0"
r r r r r
r r
= = + = +
= + = +
= ==
/ //
 (7) 
[ ]
( )
( )
E N i iU i
K
K K K
1
1
2
1
2
i
i
K
i
i
K
i
K
0
0 0
11
r r r= = = =
= +
+
=
= ==
/ //
vì 
( )
i
n n
2
1
i
n
1
=
+
=
/ .
• Thời gian đáp ứng trung bình của hệ 
thống, E[R]:
[ ]
[ ] ( )
E R
E N
U
U
U
K U1
1 1
1
K
K
1
1
m m
= = - - -
+
+
+e o; U≠1 
(8)
• Thời gian chờ đợi trung bình, E[W]:
[ ] [ ] [ ]
( )
E W E R E S U
U
U
K U1
1 1
1 1
K
K
1
1
m n
= - =
-
-
-
+
-+
+e o 
(9) 
 λ
µ 
1 
N 
Hình 3. Mạng đóng M/M/1/N của hệ thống PC 
Client - AP Server
Các truy nhập TCP/IP từ các đầu cuối (PC, 
Smartphone) đến nối LAN được coi là các kết nối 
Client-Server, vì vậy đây được coi là hệ thống tương 
tác với AP-Server là hàng đợi M/M/1/N (loại hàng 
đợi M/M/1/K) với N trạm đầu cuối - các PC Client. 
Hệ thống truy nhập AP được mô hình là mạng hàng 
đợi đóng như ở Hình 3.
CTMC của mạng hàng đợi đóng này cho ở 
Hình 4.
 2λ λ
ë 
Nλ
( 1)N i λ− + ( 2)N λ− ( )N i λ− 
K-2 K-1 K 
µ
µ 
m-
1 
1 2 3 0 i-1 i i+1 
( 1)N λ− 
µ
µ 
µ
µ 
µ
µ 
µ
µ 
µ
µ 
µ
µ 
Hình 4. CTMC của mạng hàng đợi M/M/1/N của hệ thống PC Client - AP Server
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Journal of Science and Technology 53
Tính các thông số hiệu năng của mạng 
M/M/1/N của hệ thống PC Client - AP Server: 
• Các xác suất của trạng thái bền vững
. . ... ( )
. . ... ( )
( ) !
!
! !
N NU N
N N
U
N
N U
N U N U
1 2 3 1
1 2 3 1
1
N N
N
N
N
1 0 1 0 0
0
1
1
0 0
"
"
rn mr r r r
r
nr mr m r r r
= = =
-
-
=
=
-
= =-
-
( ) !
!
( ) !
!
... ( ) !
! !
( ) !
!
N
N U N
N U
N U N U
N i
N U
1
1 1 2
1
i
i
N
N N
i
N
i
0
0
2
1
0
0
r r
r
= =
+ - + - +
+ + +
= -
= -
=
J
L
KKKKKKKK
N
P
OOOOOOOO
/
/
Suy ra: ( ) !
!
N i
N Ui
i
N
0
0
1
r = -=
-d n/ ;
( ) !
! , , , , ...,N i
N U i N1 2 3i i 0r r= - = .
• Mức độ sử dụng của Server, E[U]:
[ ]
( ) !
!
E U
N
N
U
1
1
1
i i
i
N
i
N
i
i
N
0 0
01
0
1
r r r r= = - = - =
= - -
==
=
-b l/
//
 (10)
• Thông lượng trung bình của Server, E[T]:
[ ] [ ] ( )E T E U 1i
i
N
1
0n r n n r= = = -
=
/ (11)
• Tốc độ trung bình đưa ra một yêu cầu 
bởi 1 PC Client:
Nếu E[R] là thời gian đáp ứng trung bình của 
server cho một Client thì thời trung bình một yêu 
cầu TCP/IP được một Client đưa đến cho Server 
phải là: [ ]E R 1
m
+ .
• Tổng tốc độ đến của các yêu cầu từ N 
Client: 
[ ]E R
N
1
m
+
 (12) 
Thời gian đáp ứng trung bình của Server, 
E[R]:
Trong trạng thái bền vững, tổng tốc độ đến 
của các yêu cầu từ N Client phải bằng thông lượng 
trung bình của AP - Server, nghĩa là:
[ ]
[ ] ( )
E R
N E T1 1 0
m
n r
+
= = - 
Do đó:
[ ] ( ) [ ]
[ ]
E R N E U
N
U
NE S
1
1 1 1
0n r m n m m
=
-
- = - = - 
[ ]E T
N 1
m
= - (13) 
Các PC - máy trạm làm việc có thể có thời 
gian “suy nghĩ” khi tương tác với AP - Server thì 
cần phải tính trễ này, và sử dụng luật thời gian đáp 
ứng trung bình, trong đó tính cả thời gian “suy 
nghĩ” (nhập yêu cầu TCP/IP) trung bình Z của từng 
Client, thì: 
[ ] [ ]
[ ]
[ ]E R E T
E N
Z E T
N
average throughput
Number of clients
average think time
1
m
= - = - =
= - (14) 
Như vậy Z 1
m
= và E[N] = N - mỗi một 
Client trung bình đưa ra một yêu cầu truy nhập 
TCP/IP. Để xác định thông số đáp ứng trung bình 
E[R] của AP: 
1) Đặt . ;Z s1 15 0 067"
m
m= = = E[S] = 
1
n = 1s, .1n =
Khi số lượng client N = 1, thì không có xếp 
hàng chờ đợi, E[W] = 0, và vì:
E[R] = E[S] + E[W] nên E[R] = E[S] = 1n = 1s.
Số lượng Client tăng lên (tức là tăng số 
lượng yêu cầu đến AP - Server) sẽ làm tăng mức độ 
nghẽn vì giá trị mức độ sử dụng: U 1" :
lim : [ ]
[ ]
[ ]N E R U
NE S
NE S1 1" 3
m m
= - = - tăng 
tuyến tính.
Giá trị N* là giá trị mà ở đó: tiếp tuyến 
tải nhẹ [ ] [ ]E R NE S 1
m
= - cắt tiếp tuyến tải 
nặng E[R] = E[S] = 1n = 1s, và
 nó được 
gọi là số bão hòa (Saturation Number) với 
giá trị ngưỡng số truy nhập N* với E[U] = 1; 
[ ]
[ ]
N E S
E S 1
1 1 1
15 16* m
m
n
=
+
= + = + = .
Với mô hình hàng đợi M/M/1/16 của AP, 
, .1 0 067n m= = , khi số truy nhập N = 16 đến 
AP thì sẽ xác suất mất mát tính theo (6) sẽ là: 
.16 1
1 0 5916r = + = . Xác suất này là quá cao.
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology54 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017
Hình 5. Đồ thị E[R] phụ thuộc số PC Client 
0 10 N*=16 20 30 40 
25.0 
12.5 
N
Tiếp tuyến tải nhẹ 
Tiếp tuyến tải nặng 
1.0 
E[R](s) 
Có thể biểu diễn đáp ứng trung bình của AP 
- Server như một hàm phụ thuộc vào số lượng các 
PC - Client ở Hình 4.
2) Đặt: . ;Z s1 15 0 067"
m
m= = = E[S] = 
1
n = 0.1s; .10n = Tốc độ phục vụ của AP tăng lên 
gấp 10 lần so với kịch bản 1). Khi đó:
Để không có xếp hàng chờ đợi, E[W] = 0, 
thì: E[R] = E[S] = 1n = 0.1s.
: [ ] [ ] *lim [ ]
[ ]
.
.
N E R NE S N E S
E R
s
s s
1
1
0 1
0 1 15 151
" "3
m
m= - =
+
= + =
 Như vậy với mô hình hàng đợi M/M/1/151 
của AP, , .10 0 067n m= = , khi số truy