study of compression techniques over wide area …...บนการเช อมต อเคร...

ศกษาเทคนคการบบอด บนการเชอมตอเครอขายบรเวณกวาง Study of Compression techniques

over Wide Area Network Links

วชย ค าพรม Wichai Khamprom

สารนพนธนเปนสวนหนงของการศกษา หลกสตรวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมเครอขาย

คณะวทยาการและเทคโนโลยสารสนเทศ มหาวทยาลยเทคโนโลยมหานคร

ปการศกษา 2556

I

หวขอโครงงาน ศกษาเทคนคการบบอดบนการเชอมตอเครอขายบรเวณกวาง นกศกษา วชย ค าพรม รหสนกศกษา 5517660026 หลกสตร วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมเครอขาย ปการศกษา 2556 อาจารยทปรกษา ผศ.ดร.วรพล ลลาเกยรตสกล

บทคดยอ

ปจจบนสารสนเทศหลากหลายประเภททงขอมล เสยง ภาพเคลอนไหว ตางใชเครอขาย

ไอพ (IP Network) เปนชองทางในการน าสงและนบวนยงมปรมาณเพมขนอยางตอเนอง สงผลถงโครงสรางของชองทางในการสอสารทจะตองท าการขยบขยายตาม เพอใหสามารถรองรบตอความตองการในการถายโอนสารสนเทศเหลาน อยางไรกดการขยายหรอปรบเปลยนโครงสรางของเครอขายสอสารนนยอมมผลกระทบตอโครงสรางเดมทมอย (Existing Infrastructure) ในหลายดานและมคาใชจายทคอนขางสง เปนเหตใหตองมการพฒนาเทคนคหรอวธการในการน าสงสารสนเทศบนเครอขายไอพทมประสทธภาพสอดคลองกบปรมาณ ไมกระทบตอโครงสรางเดมและใชตนทนทไมสงเกนไป เชน เทคนคการบบอด เปนตน เพอใหสามารถเคลอนยายสารสนเทศผานเครอขายไดคราวละมาก ๆ และเสรจส นในเวลาทรวดเรว โดยอาจจะอยในรปแบบของฮารดแวรหรออยในรปแบบของซอฟตแวร (Hardware-based or Software-based)

โครงงานนน าเสนอองคความรเกยวกบเทคนคการบบอดบนเครอขายทช นตาง ๆ ของการเชอมตอเครอขายไอพใน 3 รปแบบ โดยอางองตาม OSI Model 7 Layer ดงน รปแบบแรก Link compression เปนเทคนคการท าการบบอดบนเครอขายทช นการเชอมโยงขอมล (Data link layer) โดยจะท าการบบอดขอมลทงหมดทเดนทางผานอนเตอรเฟสของเครอขายโดยไมขนอยกบการท างานของโพรโทคอลใดโพรโทคอลหนง กลาวคอเฟรมขอมลทเดนทางผานอนเตอรเฟสทไดก าหนดคาการบบอดไวจะถกบบอดทงสวนหว (Header) และสวนขอมล (Data) โดยไมมการถามและไมมการยกเวน รปแบบทสอง Layer-2 payload compression เปนเทคนคการท าการบบอดบนเครอขายทเพยโหลดของเลเยอรทสอง ซงประกอบดวยสวนหวของโพรโทคอลเลเยอรทสาม (Network layer Header) สวนหวของโพรโทคอลเลเยอรทส (Transport layer Header) และสวนขอมล (Data) และรปแบบสดทายคอ TCP/IP header compression เปนเทคนคการบบอดบนเครอขายทท าการบบอดเฉพาะสวนหวของโพรโทคอลทซพ/ไอพเทานน (TCP/IP protocol Header) โดยท าการขจดบางสวนของฟลดขอมลทซ าซอนกนในสวนหวของโพรโทคอลทซพ/ไอพออกไป ใหเหลอแตรหสทแตกตางกนของฟลดขอมลนนเทานน ซงจะชวยลดโอเวอรเฮด (Overhead) ของการเชอมตอดวยโพรโทคอลทซพ/ไอพ

II

กตตกรรมประกาศ

ขอขอบพระคณคณาจารยทกทานทประสทธประสาทความรแกขาพเจา ซงขาพเจาไดน าองคความรเหลาน ตลอดจนถงเทคนค วธการและแนวคดททานไดกรณาถายทอดให มาใชเปนแนวทางในการด าเนนงานโครงงาน

ขอขอบพระคณทานอาจารยคณะกรรมการสอบโครงงาน ทไดกรณาตงค าถามในประเดนทหลากหลายดวยความเอาใจใส ใหค าแนะน าและชแนะแนวทางในการแกไขขอบกพรอง ตลอดจนถงการตงประเดนใหคดตอ ซงมประโยชนอยางยงตอการด าเนนโครงงาน

ขอขอบพระคณ ผศ.ดร.วรพล ลลาเกยรตสกล ทานอาจารยทปรกษาโครงงานทกรณาเสยสละเวลาใหค าแนะน า ใหค าปรกษา ชแนะแนวทาง เขมงวดในการใหรายงานความคบหนา และคอยตรวจสอบโครงงานอยางสม าเสมอจนกระทงสารนพนธฉบบนส าเรจไดดวยด

ขอขอบพระคณบดามารดาและครอบครว และขอขอบคณมตรสหายทกทาน ทใหการสนบสนนและเปนก าลงใจใหดวยดเสมอมา

วชย ค าพรม

สงหาคม 2557

III

สารบญ หนา

บทคดยอ……………………………………….......................................................................... I กตตกรรมประกาศ…………………………….......................................................................... II สารบญ………………………………………........................................................................... III สารบญรป…………………………………….......................................................................... VI สารบญตาราง………………………………...........................................................................VIII บทท 1 บทน า………………………………………………………………………………………..1

1.1 ปญหาและแรงจงใจ…………………………………………………………………….1 1.2 โครงงานทน าเสนอ……………………………………………………………………..2 1.3 วตถประสงคโครงงาน………………………………………………………………….2 1.4 ขอบเขตโครงงาน………………………………………………………………………2 1.5 โครงสรางโครงงาน…………………………………………………………………….4

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ…………………………………………………………………………...5 2.1 ลกษณะของการเชอมตอเครอขายบรเวณกวาง………………………………………5 2.2 การเพมประสทธภาพเครอขายบรเวณกวาง………………………………………….6 2.3 การบบอดขอมลแบบไมสญเสย……………………………………………………….8 2.4 การบบอดขอมลแบบสญเสยบางสวน……………………………………………….11 2.5 รปแบบขอมลทผานการบบอด……………………………………………………….12 2.6 การท าการบบอดบนเครอขาย……………………………………………………….13

2.6.1 Link compression………………………………………………………..14 2.6.2 Layer-2 payload compression…………………………………………15 2.6.3 TCP/IP header compression…………………………………………..16

2.7 อลกอรธมการบบอด “สแตค”………………………………………………………...17 2.8 อลกอรธมการบบอด “พรดคเตอร”…………………………………………………..19 2.9 อลกอรธมการบบอด “เอมพพซ”……………………………………………………..19 2.10 อลกอรธมการบบอด “แวน จาคอปซน”…………………………………………….20 2.11 ตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอล “พพพ”………………………………………….21 2.12 ตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอล “เฟรมรเลย”…………………………………….22 2.13 ตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอล “เอชดแอลซ”…………………………………...23 2.14 Cisco Compression Service Adapters (CSA)………………………………….23 2.15 Cisco Advanced Integration Modules (AIM)……………………………………25

IV

สารบญ (ตอ) หนา

บทท 3 การด าเนนงาน…………………………………………………………………………….27

3.1 โครงสรางการด าเนนงาน…………………………………………………………….27 3.2 สมมตฐานในการด าเนนงาน………………………………………………………….27 3.3 ทรพยากรทใชในการด าเนนงาน……………………………………………………..28 3.4 ผงการท าการบบอด…………………………………………………………………..29 3.5 ผงการคลายการบบอด……………………………………………………………….30 3.6 แผนภาพเครอขาย……………………………………………………………………31 3.7 แผนการด าเนนโครงงาน……………………………………………………………..31 3.8 ก าหนดรปแบบการทดลอง…………………………………………………………..32 3.9 สรางโมเดลส าหรบการทดลอง……………………………………………………….32 3.10 การทดลองบนเนตเวรคลงคทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท……………36

3.10.1 การทดลอง 1: No compression………………………………………..36 3.10.2 การทดลอง 2: Link compression………………………………………39 3.10.3 การทดลอง 3: Layer-2 payload compression………………………..40 3.10.4 การทดลอง 4: TCP/IP header compression…………………………41

3.11 การทดลองบนเนตเวรคลงคทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบผนแปร.............42 3.11.1 การทดลอง 5: No compression………………………………………..42 3.11.2 การทดลอง 6: Link compression………………………………………42 3.11.3 การทดลอง 7: Layer-2 payload compression………………………..42 3.11.4 การทดลอง 8: TCP/IP header compression…………………………43

บทท 4 ผลการทดลอง……………………………………………………………………………..44 4.1 ผลการทดลองบนเนตเวรคลงคทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท………….44

4.1.1 ผลการทดลอง 1: No compression……………………………………..44 4.1.2 ผลการทดลอง 2: Link compression…………………………………….47 4.1.3 ผลการทดลอง 3: Layer-2 payload compression……………………...50 4.1.4 ผลการทดลอง 4: TCP/IP header compression……………………….53

4.2 ผลการทดลองบนเนตเวรคลงคทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบผนแปร...........57 4.2.1 ผลการทดลอง 5: No compression……………………………………...57 4.2.2 ผลการทดลอง 6: Link compression…………………………………….60 4.2.3 ผลการทดลอง 7: Layer-2 payload compression................................63 4.2.4 ผลการทดลอง 8: TCP/IP header compression..................................66

V

สารบญ (ตอ) หนา

บทท 5 สรปผลโครงงาน........................................................................................................70

5.1 สรปผลการทดลอง..............................................................................................70 5.2 ขอเสนอแนะเพอการน าไปใชงาน........................................................................77 5.3 ขอจ ากดและความทาทาย...................................................................................78

เอกสารอางอง.......................................................................................................................79

VI

สารบญรป หนา

รปท 1.1 ประเภทของการท าการบบอดบนเครอขาย………………………………………………3 รปท 2.1 Binary tree of Huffman Coding……………………………………………………….11 รปท 2.2 การท าการบบอดบนเครอขาย…………………………………………………………..14 รปท 2.3 The OSI Model 7 Layer reference…………..……………………………………….14 รปท 2.4 Header fields of TCP/IP protocol…………………………………………………….17 รปท 2.5 ตวอยางตารางรหสและการแทนทดวยเทคนค Lempel-Ziv Coding…………..……...18 รปท 2.6 Cisco Advanced Integration Module (AIM)………………………………………….25 รปท 3.1 ผงการบบอด (Compression Flowchart)………………………………………………29 รปท 3.2 ผงการคลายการบบอด (De-compression Flowchart)………………………………..30 รปท 3.3 แผนภาพเครอขาย (Network Diagram)……………………………………………….31 รปท 3.4 การก าหนดไอพแอดเดรสใหไคลเอนตในการทดลอง…..………………………………34 รปท 3.5 การก าหนดไอพแอดเดรสใหเซรฟเวอรในการทดลอง….………………………………35 รปท 3.6 ทดสอบการเชอมตอระหวางไคลเอนตกบเซรฟเวอร…………………………………..35 รปท 3.7 ก าหนดคาพารามเตอรของเจเพรฟทเซรฟเวอร….…………………………………….36 รปท 3.8 ก าหนดคาพารามเตอรของเจเพรฟทไคลเอนต…………………………………………37 รปท 3.9 เลอกแหลงขอมลเปน “default traffic” จากเจเพรฟทไคลเอนต……………………….37 รปท 3.10 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.docx” จากเจเพรฟทไคลเอนต………………...38 รปท 3.11 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.mp3” จากเจเพรฟทไคลเอนต…..……………..38 รปท 3.12 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.zip” จากเจเพรฟทไคลเอนต…………………...39 รปท 3.13 ภาพรวมการทดลอง (Overall Experiment) ………………………….………..…….43 รปท 4.1 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 1……………………………………………….44 รปท 4.2 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 2……………………………………………….47 รปท 4.3 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 3……………………………………………….49 รปท 4.4 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 4……………………………………………….52 รปท 4.5 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 5……………………………………………….55 รปท 4.6 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 6……………………………………………….58 รปท 4.7 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 7……………………………………………….60 รปท 4.8 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลองท 8……………………………………………….63 รปท 5.1 กราฟแสดงคาเฉลย Transmission time บน Static route……………………………72 รปท 5.2 กราฟแสดงคาเฉลย Transfer rate บน Static route…………………………………..73 รปท 5.3 กราฟแสดงคาเฉลย Transmission time บน Dynamic route………………………...74

VII

สารบญรป (ตอ) หนา

รปท 5.4 กราฟแสดงคาเฉลย Transfer rate บน Dynamic route………………………………75 รปท 5.5 เปรยบเทยบกราฟ Transmission time ระหวาง Static/Dynamic route……………..76 รปท 5.6 เปรยบเทยบกราฟ Transfer rate ระหวาง Static/Dynamic route……………………77

VIII

สารบญตาราง หนา

ตารางท 1.1 วธการในการประยกตใชเทคนคการบบอดในแตละประเภท………………………..3 ตารางท 1.2 ทางเลอกในการท าการบบอดในแตละวธการ………………………………………...3 ตารางท 2.1 มาตรฐานการรบสงสญญาณดจตอลของ ANSI……………………………………...5 ตารางท 2.2 มาตรฐานการรบสงสญญาณดจตอลของ ITU………………………………………..6 ตารางท 2.3 การบบอดขอมลดจตอลในรปแบบตางๆ……………………………………………13 ตารางท 2.4 Specifications and Benefits of Cisco CSA………………………………………24 ตารางท 2.5 AIM Compression Performance Comparison…………………………………..25 ตารางท 2.6 Cisco Router and Compression Adapter………………………………………..25 ตารางท 2.7 Features and Benefits of AIM…………………………………………………….26 ตารางท 2.8 Specifications of AIM………………………………………………………………26 ตารางท 4.1 ผลการทดลอง 1/1……………………………….…………………………………..44 ตารางท 4.2 ผลการทดลอง 1/2……………………………….…………………………………..45 ตารางท 4.3 ผลการทดลอง 1/3……………………………….…………………………………..45 ตารางท 4.4 ผลการทดลอง 1/4……………………………….…………………………………..46 ตารางท 4.5 ผลการทดลอง 1/5……………………………….…………………………………..46 ตารางท 4.6 ผลการทดลอง 2/1……………………………….…………………………………..47 ตารางท 4.7 ผลการทดลอง 2/2……………………………….…………………………………..48 ตารางท 4.8 ผลการทดลอง 2/3……………………………….…………………………………..48 ตารางท 4.9 ผลการทดลอง 2/4……………………………….…………………………………..49 ตารางท 4.10 ผลการทดลอง 2/5……………………………….………………………………....50 ตารางท 4.11 ผลการทดลอง 3/1……………………………….………………………………....51 ตารางท 4.12 ผลการทดลอง 3/2……………………………….………………………………....51 ตารางท 4.13 ผลการทดลอง 3/3……………………………….………………………………....52 ตารางท 4.14 ผลการทดลอง 3/4……………………………….………………………………....52 ตารางท 4.15 ผลการทดลอง 3/5……………………………….………………………………....53 ตารางท 4.16 ผลการทดลอง 4/1……………………………….………………………………....54 ตารางท 4.17 ผลการทดลอง 4/2……………………………….………………………………....54 ตารางท 4.18 ผลการทดลอง 4/3……………………………….………………………………....55 ตารางท 4.19 ผลการทดลอง 4/4……………………………….………………………………....55 ตารางท 4.20 ผลการทดลอง 4/5……………………………….………………………………....56 ตารางท 4.21 ผลการทดลอง 5/1……………………………….………………………………....57

IX

สารบญตาราง (ตอ) หนา

ตารางท 4.22 ผลการทดลอง 5/2……………………………….………………………………....58 ตารางท 4.23 ผลการทดลอง 5/3……………………………….………………………………....58 ตารางท 4.24 ผลการทดลอง 5/4……………………………….………………………………....59 ตารางท 4.25 ผลการทดลอง 5/5……………………………….………………………………....59 ตารางท 4.26 ผลการทดลอง 6/1……………………………….………………………………....60 ตารางท 4.27 ผลการทดลอง 6/2……………………………….………………………………....61 ตารางท 4.28 ผลการทดลอง 6/3……………………………….………………………………....62 ตารางท 4.29 ผลการทดลอง 6/4……………………………….………………………………....62 ตารางท 4.30 ผลการทดลอง 6/5……………………………….………………………………....63 ตารางท 4.31 ผลการทดลอง 7/1……………………………….………………………………....64 ตารางท 4.32 ผลการทดลอง 7/2……………………………….………………………………....64 ตารางท 4.33 ผลการทดลอง 7/3……………………………….………………………………....65 ตารางท 4.34 ผลการทดลอง 7/4……………………………….………………………………....65 ตารางท 4.35 ผลการทดลอง 7/5……………………………….………………………………....66 ตารางท 4.36 ผลการทดลอง 8/1……………………………….………………………………....67 ตารางท 4.37 ผลการทดลอง 8/2……………………………….………………………………....67 ตารางท 4.38 ผลการทดลอง 8/3……………………………….………………………………....68 ตารางท 4.39 ผลการทดลอง 8/4……………………………….………………………………....68 ตารางท 4.40 ผลการทดลอง 8/5……………………………….………………………………....69 ตารางท 5.1 สรปผล Transmission time บน Static route……………………………………..72 ตารางท 5.2 สรปผล Transfer rate บน Static route……………………………………………73 ตารางท 5.3 สรปผล Transmission time บน Dynamic route………………………………….74 ตารางท 5.4 สรปผล Transfer rate บน Dynamic route………………………………………...75 ตารางท 5.5 สรปผล Transfer rate แยกตาม Traffic source…………………………………...76

1

บทท 1 บทน า

1.1 ปญหาและแรงจงใจ

โดยทวไปลงค (Links) ส าหรบเชอมตอเครอขายบรเวณกวาง (Wide Area Network: WAN) มกจะมแบนดวดธ (Bandwidth) ทไมสงมาก เนองจากมคาใชจายในการด าเนนการและการบ ารงรกษาทคอนขางสง แตในขณะเดยวกนแวนลงค (WAN links) เองเปนเสมอนเสนทางหลกทตองรองรบการจราจรของขอมลบนเครอขาย (Network traffic) ปรมาณมากทตองเดนทางผานเสนทางการเชอมตอตาง ๆ ของเครอขายบรเวณกวางเหลานน ดงนนเมอกลาวถงประสทธภาพของเครอขาย (Network performance) การบรหารจดการเกยวกบแบนดวดธจงเปนประเดนทมการน ามาพจารณาในล าดบตน ๆ

เนองจากการขยายแบนดวดธถกจ ากดดวยตวโครงสราง (Infrastructure) ดงนนการทจะปรบปรงประสทธภาพการรบสงขอมลของเครอขาย เพอจดการใหการจราจรของขอมลบนเครอขายทมแบนดวดธจ ากดนนมความคลองตวมากขน จงจ าเปนตองแสวงหาเทคนคเขามาชวย ตวอยางเชน การท าใหขนาดของขอมลทเดนทางขามชองทางการเชอมตอ (Interface) ของเครอขายบรเวณกวางเหลานนมขนาดทเลกลง (Reduced size) เพ อชวยใหการถายโอนขอมลผานชองทางการสอสารท าไดรวดเรวยงข น เปนตน

เทคนคการบบอด (Compression techniques) เปนอกหนงทางเลอกทสามารถด าเนนการไดโดยไมกระทบตอโครงสรางเดม โดยเทคนคการบบอดนมประโยชนอยางมากในการชวยลดการใชทรพยากร เชน ลดพนทในการจดเกบขอมล (Data storage) หรอเพมความสามารถในการสงผานขอมล (Data transmission capacity) เปนตน

ในบรบทของการสงผานขอมลบนการเชอมตอเครอขาย (Data transmission over Network links) เทคนคการบบอดจะชวยใหชองทางสอสารของเครอขายเสมอนมแบนดวดธทเพ มสงขน (Maximizes bandwidth) ซงจะชวยเพมปรมาณการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา ณ ชวงเวลาหนง ๆ ไดมากยงข น (Increases throughput) หรออกกลาวนยหนงคอ ท าใหสงผานขอมลไดรวดเรวยงข นบนโครงสรางทมอย (Existing infrastructures)

ในดานการจดการเครอขาย (Network management) เทคนคการบบอดสามารถชวยผใหบรการ (Service providers) ในการเพมประสทธภาพของเครอขาย (Network performance) และสรางความพงพอใจในบรการ (Service satisfaction) ไดโดยใชงบประมาณทไมสงจนเกนไป แตทงนไมไดหมายความวาเทคนคการบบอดจะแกปญหาการจราจรของขอมลบนแบนดวดธทจ ากดไดตลอดไป เพราะเมอถงจดหนงการอพเกรดโครงสรางพนฐานของเครอขาย (Network infrastructures upgraded) ยงคงมความจ าเปนอย เพ อรองรบตอความตองการเชงประสทธภาพทสงขน

2

นอกจากน การน าเทคนคการบบอดมาประยกตใชยงสามารถสรางมลคาเพมใหกบผใหบรการเครอขายได โดยการลดรายจายดานโครงสรางพนฐาน และเพมรายไดโดยการเพมแบนดวดธทมากขนเพ อสงมอบบรการทดข นใหกบลกคา บนโครงสรางพนฐานเดมทมอยแลว ท าใหสามารถขยายฐานลกคาไดมากขน ซงเปนการชวยเพมผลตอบแทนจากการลงทน (Return on investment) ไดอกทางหนงดวย 1.2 โครงงานทน าเสนอ

สวนหลกการและทฤษฎ เปนการศกษาและรวบรวมองคความรท เกยวกบเทคนคการท าการบบอดบนเครอขายรปแบบตาง ๆ (Compression techniques over Network links) และแนวทางในการน าแตละเทคนคมาประยกตใช (Deployment) ใหเหมาะสมกบโครงสรางและสภาพแวดลอมของเครอขายทมอย เพ อใหเกดประโยชนในการใชงานเครอขายการสอสารอยางคมคากบการลงทน

สวนการทดลองนน เพ อใหสอดคลองกบแนวทางของโครงงานอนไดแก “การท าการบบอดบนเครอขาย” จะท าการทดลองถายโอนขอมลขาม “เนตเวรคลงค” ของเครอขายบรเวณกวาง (WAN links) โดยประยกตใชเทคนคการท าการบบอดขอมลบนเครอขายผานแนวทางและตวเลอกตาง ๆ ทไดจากการศกษาในสวนของหลกการและทฤษฎ

โดยคาดหวงวา ผลการทดลองจะแสดงใหเหนถงความแตกตางของอตราการบบอด (Compression rate) ทเกดจากการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายในแตละรปแบบ 1.3 วตถประสงคโครงงาน

เพ อความเขาใจทลกซงในเชงทฤษฎ หลกการ และวธการทเกยวของกบเทคนคการท าการบบอดขอมลบนเครอขาย (Data compression over Network links) โดยเฉพาะเครอขายบรเวณกวาง ทมคาใชจายในการด าเนนการดานโครงสรางพนฐานส าหรบการเชอมตอเครอขาย (Infrastructure cost) ทคอนขางสง

เพ อใหสามารถน าความรในเชงทฤษฎ และทไดจากการทดลองไปใชเปนแนวทางในการประยกตใชเทคโนโลยทมอยแลวอยางเหมาะสมกบสภาพแวดลอมของเครอขาย เพอใหไดเครอขายขอมลทมประสทธภาพ คมคาในเชงการลงทน เหมาะสมกบความตองการทางธรกจและองคกร 1.4 ขอบเขตโครงงาน

ศกษาประเภท (Types) ของการท าการบบอดขอมลบน “เนตเวรคลงค” ประกอบดวยการท าการบบอดใน 3 ระดบ (Layer) โดยอางองตาม OSI Model - 7 Layer ไดแก Link compression, Layer-2 payload compression, และ TCP/IP header compression ดงรปท 1.1

3

รปท 1.1 ประเภทของการท าการบบอดบนเครอขาย

ศกษาวธการ (Methods) ทสามารถน ามาประยกตใชในการท าการบบอดในแตละ

ประเภท ไดแก Software-based หรอ Hardware-based ดงตารางท 1.1

ตารางท 1.1 วธการในการประยกตใชเทคนคการบบอดในแตละประเภท Compression types Also known as Applied Methods Link compression Per-interface compression Software or Hardware based Payload compression Per-virtual circuit compression Software or Hardware based TCP/IP header Compression Per-package compression Software or Hardware based

ศกษาทางเลอกในการด าเนนการ (Options) ทสามารถน ามาประยกตใชกบการท าการ

บบอดในแตละวธการ ไดแก Compression algorithms, Layer-2 WAN protocols compression option, และ Compression devices ดงตารางท 1.2

ตารางท 1.2 ทางเลอกในการท าการบบอดในแตละวธการ Compression types Software-based (Cisco IOS™) Hardware-based Link compression Compression Algorithms: STAC External Compression Device,

Compression Service Adapter, Advanced Integration Module

L2 payload compression Encapsulation with L2 Protocols: PPP, Frame Relay, HDLC Compression with Algorithms: STAC, Predictor, MPPC

External Compression Device

TCP/IP header compression Encapsulation with L2 Protocols: PPP, Frame Relay, HDLC Compression with Algorithms: Van Jacobson (VJ)

External Compression Device

4

ท าการทดลอง (Experiment) การถายโอนขอมลขาม “เนตเวรคลงค” ทประยกตใชเทคนคการท าการบบอดบนเครอขาย โดยท าการทดลองทละรปแบบจนครบทง 3 แบบ ไดแก Link compression, Layer-2 payload compression, และ TCP/IP header compression และท าการทดลองกบขอมล (Source) หลาย ๆ ประเภท ไดแก ขอมลทวไป เชน ไฟลขอมลประเภท “.txt”, ไฟลขอมลประเภท “.doc” และขอมลทผานการบบอด/เขารหสมาแลว (Compressed/Encoded) เชน ไฟลขอมลประเภท “.zip”, ไฟลขอมลประเภท “.mp3” เปนตน

แสดงผลการทดลองทไดจากการท าการบบอดบนเครอขายในแตละรปแบบ ท าการสรปเปรยบเทยบผลการทดลอง และเสนอแนะแนวทางทเหมาะสมในการน าไปประยกตใชงาน 1.5 โครงสรางโครงงาน

ประกอบดวย 5 บทหลก รวมทงบทนซงเปนการเกรนน าเพ อขออนมตเร มโครงงาน โดยภาพรวมของโครงงานเปนดงน

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ ประกอบดวยประเดนหลกดงน ประเดนแรก กลาวถงภาพรวมของเครอขายโดยมงเนนไปทเครอขายบรเวณกวาง (WAN) และการเชอมตอ (Links) ไดแกลกษณะการเชอมตอทางกายภาพของเครอขายบรเวณกวาง (Physical connection) และเทคนคในการเพมประสทธภาพเครอขายบรเวณกวาง (WAN optimization techniques) ประเดนถดมา น าเสนอเทคนคการบบอดขอมลทว ๆ ไป (Data compression techniques ) และอลกอรธมทเกยวกบการท าการบบอด (Compression algirithms) ประเดนสดทาย น าเสนอเทคนคการบบอดบนเครอขาย (Compression techniques over Network links) ตลอดจนถงตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอลทช นการเชอมโยงขอมล (Data link layer protocol compression options) ค าส งในการก าหนดคาการบบอด (Commands) และอปกรณทสามารถน ามาประยกตใชเพ อท าการบบอดบนเครอขาย (Hardware-based compression)

บทท 3 การด าเนนงาน เนอหาในบทนมงเนนไปทการเตรยมการและการปฏบตการประกอบดวยวธการ/แผนงานการด าเนนโครงงาน สมมตฐานในการด าเนนโครงงาน ทรพยากรทใชในโครงงาน การก าหนดรปแบบในการทดลอง แผนภาพเครอขายส าหรบการทดลอง การสรางโมเดลส าหรบใชท าการทดลอง และด าเนนการทดลองบนโมเดลทสรางเตรยมไวเพ อใหเปนไปตามสมมตฐานทคาดหวงจะเหนผลลพธจากการทดลอง

บทท 4 ผลการทดลอง เปนการแสดงผลทไดจากการทดลองโดยการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบตาง ๆ ประกอบดวยผลการทดลอง 8 กรณ โดยแสดงในรปของขอมลดบ (Raw data) ทจะตองน าไปวเคราะหและสรปผลตอในบทท 5

บทท 5 สรปผลโครงงาน ประกอบดวยสามสวนหลก สวนแรกเปนการวเคราะหและสรปผลการด าเนนโครงงานในประเดนตาง ๆ ทนาสนใจ ตารางสรปผล และกราฟเปรยบเทยบผลการทดลอง สวนทสองเปนขอเสนอแนะเพอการน าไปใชงาน และสวนทสามกลาวถงขอจ ากดในการด าเนนโครงงงานและความทาทายในหวขอทโครงงานนน าเสนอ

5

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1 ลกษณะการเชอมตอของเครอขายบรเวณกวาง (WAN link characteristics) [1] [2] [3] [18]

การเชอมโยงทางกายภาพ (Physical connection) ส าหรบเชอมตอเครอขายบรเวณกวาง (Wide Area Network: WAN) โดยทวไปไดแก การเชอมโยงสญญาณผานสายเคเบล (Cable links), การเชอมโยงสญญาณไรสายผานสถานภาคพนดน (Terrestrial Tower links), และ การเชอมโยงสญญาณไรสายผานดาวเทยม (Satellite links)

การเชอมโยงสญญาณผานสายเคเบล เปนการเชอมโยงเครอขายบรเวณกวางผานสายสญญาณ ซงมทงชนดทน าสญญาณดวยไฟฟา (Electrical signal) ไดแก สายทองแดง (Copper cables) และชนดทน าสญญาณดวยแสง (Light signal) ไดแก สายไฟเบอรใยแกว (Fiber-optic cables)

การเชอมโยงสญญาณไรสายผานสถานภาคพนดน เปนการเชอมโยงเครอขายบรเวณกวางโดยอาศยสอน าสญญาณประเภทไมโครเวฟหรอเรดโอเวฟ (Microwave / Radio wave) ในการรบสงขอมลระหวางสถานภาคพนดนดวยกน โดยใชหอคอย (Towers) ทตดตงเสาอากาศทอยในระดบเดยวกนในการถายทอดสญญาณ (Directional parabolic antennas)

การเชอมโยงสญญาณไรสายผานดาวเทยม เปนการเชอมโยงเครอขายบรเวณกวางโดยอาศยสอน าสญญาณประเภทไมโครเวฟหรอเรดโอเวฟ (Microwave / Radio wave) ในการรบสงขอมล โดยใชดาวเทยม (Satellite) เปนตวกลางในการรบสงสญญาณระหวางสถานภาคพนดนทอยหางไกลกนมาก ๆ เชน ขามทวป เปนตน ทงนดาวเทยมสามารถแชรสญญาณกบสถานภาคพนดนไดหลายสถาน และรองรบการแพรกระจายสญญาณไดในบรเวณกวาง

มาตรฐานทใชในการรบสงสญญาณดจตอล (Signal transmission) ไดแก T-carrier service (เปนมาตรฐานทใชในสหรฐอเมรกา, แคนาดา, ญปน) และ E-carrier service (เปนมาตรฐานทใชในยโรป) ดงตารางท 2.1 และ ตารางท 2.2

ตารางท 2.1 มาตรฐานการรบสงสญญาณดจตอลของ ANSI [4]

6

ตารางท 2.2 มาตรฐานการรบสงสญญาณดจตอลของ ITU [5]

2.2 การเพมประสทธภาพใหเครอขายบรเวณกวาง (WAN optimization) [6]

การปรบเพมประสทธภาพใการถายโอนขอมลขามเครอขายบรเวณกวาง สามารถเลอกด าเนนการไดในหลายรปแบบ โดยเทคนคทสามารถน ามาประยกตใชไดมดงตอไปน

2.2.1 De-duplication techniques เปนเทคนคในการขจดความซ าซอนในถายโอนขอมลขาม WAN links โดยการสง

การอางองแทนขอมลจรง ซงเปนการท างานกบขอมลในระดบไบต (Bytes) เหมาะกบโทโพโลจ (Topology) การเชอมตอแบบ “ส านกงานใหญ-สาขา” (Headquarter-to-Branches) หรอ “ศนยขอมล-ศนยขอมล” (Data Center-to-Data Center)

วธการคอ ในการรบสงขอมลครงแรก De-duplication algorithms จะท าการระบ (Identify) รปแบบของขอมล (Data pattern) และเกบรปแบบเหลานไวทปลายทงสองดานของ WAN Links หากมการรบสงขอมลรปแบบเดยวกนนในครงตอไป De-duplication algorithms จะใชรปแบบของขอมลทเกบไวนเพ อท าการแทนทขอมลชนใหญดวยขอมลชนเลก ๆ ระหวางทเดนทางขามลงค

2.2.2 Compression techniques เปนเทคนคในการเปลยนรปแบบของขอมล (Transform format) เพ อท าใหขอมล

นนมขนาดทเลกลง (Reduced size) ซงมประโยชนมากตอการจดเกบและการสอสารขอมล คอ ท าใหจดเกบขอมลไดเพ มมากขนโดยใชพ นทส าหรบจดเกบเทาเดม หรอรบสงขอมลในชวงเวลาหนง ๆ ไดมากขนโดยใชแบนดวดธชองสญญาณเทาเดม แบงไดเปนสองประเภทใหญ ๆ ตามคณภาพของขอมลทผานการบบอดแลว ไดแก

การบบอดขอมลแบบไมสญเสย (Lossless Data Compression) เชน การบบอดขอมลในรปแบบ ZIP, RAR เปนตน

การบบอดขอมลแบบสญเสยบางสวน (Lossy Data Compression) เชน การบบอดภาพในรปแบบ JPEG, การบบอดเสยงในรปแบบ MPEG เปนตน

7

2.2.3 Latency optimization techniques เปนเทคนคในการลดความลาชาแฝงทเกดขนในระหวางทมการถายโอนขอมลขาม

WAN links เทคนคนหมายรวมถงการปรบแตงโพรโทคอล TCP เชน Window-size, Scaling, Selective acknowledgements และ Layer 3 congestion control algorithms เปนตน

2.2.4 Caching/Proxy techniques เปนเทคนคในการจดเกบขอมลทมการเขาถงซ า ๆ ไวทพ นทจดเกบทองถน

(Local storage) โดยมวตถประสงคในการลดปรมาณการไหลของขอมล (Traffic load) ทเดนทางผาน WAN Links ซงสามารถด าเนนการไดดวยวธ เชน

การตดตง Proxy server ใหท าหนาทเปนตวกลางระหวาง LAN กบ Internet เพ อใหบรการสารสนเทศ (Web content) แกผใชงานทองถนทตองการเขาถงขอมลเดยวกนนนซ า ๆ

การตดตง Distributed server เพ อใหบรการกบโหนดทองถน (Local nodes) ภายในขอบเขตพนทหนง ในรปแบบ Server/Client เปนตน

2.2.5 Forward error correction techniques

เปนเทคนคทชวยลดการสญเสยแพคเกต (Packet loss) โดยการเพมแพคเกตส าหรบกคนแพคเกตทสญเสย (Loss-recovery packet) ส าหรบทก ๆ "n" แพคเกตทสงออกไป โดยมวตถประสงคในการลดความตองการในการสงใหม (Retransmissions) เพ อชวยลดความแออด (Congestion) ของขอมลทว งผาน WAN links

2.2.6 Protocol spoofing techniques เปนเทคนคในการรวมกลมการรองขอตาง ๆ (Bundles multiple requests) ทใช

ในโปรแกรมส าหรบพดคย (Chatty applications) ใหเปนหนง โดยอาจรวมถงโพรโทคอลอยาง Stream-lining protocols เชน CIFS (Common Internet File System) เปนตน

Common Internet File System : CIFS เปนวธมาตรฐานทผใชคอมพวเตอรใชในการแชรไฟลผานอนทราเนตขององคกร (Corporate intranets) หรอใชในการแชรไฟลผานอนเทอรเนต (Internet)

2.2.7 Traffic shaping techniques เปนเทคนคในการควบคมปรมาณของขอมล (Traffic volume) หรอควบคมการ

ไหลของขอมล (Traffic flows, upstream/downstream) โดยใหความยดหยนกบผดแลเครอขาย (Network operators/Network administrators) ในการทจะตดสนใจวาการใชงานไหน

8

(applications) ทควรใหความส าคญส าหรบความตองการการถายโอนขอมลขาม WAN links ซงสามารถด าเนนการไดดวยวธ เชน

Traffic classification คอ ก าหนด Traffic rating โดยขนอยกบ Port number หรอ Protocols

Overflow/Buffer คอ การมพ นทส ารองส าหรบรองรบหรอจดการกบปรมาณ Traffic ทไมสมดลกบ Bandwidth ของชองสญญาณ

Self-limiting sources คอ จ ากดแหลงของ traffic ไมใหเกนขอบเขตท bandwidth จะรองรบได เปนตน

2.2.8 Equalizing techniques

เปนเทคนคในการจดการความเทาเทยมกนในการใชงานทรพยากรทมอย โดยการก าหนดสมมตฐานเกยวกบการจดล าดบตามความส าคญเรงดวน (Immediate priority) บนพนฐานของการใชงานขอมล (Based on the data usage) ตวอยางเชน การจดการความเทาเทยมกนในการเชอมตออนเทอรเนตทเปดกวางโดยปราศจากการควบคม (Wide open unregulated Internet connections) และการใชงานอโมงคเครอขายสวนตวเสมอน (Clogged VPN tunnels) โดยใหเปนไปตามล าดบความส าคญ เปนตน

2.2.9 Connection limit techniques เปนเทคนคทจ ากดการเชอมตอ เพอปองกนการลอคการเขาถง (Access gridlock)

ในเราเตอร (Routers) และหรอจดเชอมตอ (Access points) จนเปนสาเหตใหอปกรณเหลานนไมสามารถใหบรการไดตามปกต (Denial of Service: DoS) โดยมจดมงหมายเพอใหการถายโอนขอมลขาม WAN links เปนไปอยางราบรนและทวถง

2.2.10 Simple rate limit techniques เปนเทคนคทจ ากดไมใหผใชใดผใชหนง ท าการรบสงขอมลในอตราทมากกวา

จ านวนทก าหนดไว ทงนจะตองสอดคลองกบสญญาการใหบรการการรบสงขอมล (Traffic contract) เพ อไมใหเกดความแออด (Congestion) ทมากเกนไปส าหรบการถายโอนขอมลขาม WAN links 2.3 การบบอดขอมลแบบไมสญเสย (Lossless compression) [7] [8]

เปนเทคนคการบบอดขอมล (Data Compression) หรอการเขารหสขอมล (Data encoding) โดยวธการลดจ านวนบต (Reduced bits) ของขอมลตนฉบบ (Input/Original data) โดยการระบสถตของความซ าซอนทเกดขนและการขจดความซ าซอนนนออกไป เพอสรางเปน

9

ชดขอมลชดใหม (Output/Compressed data) ทมจ านวนบตสนกวาขอมลตนฉบบ และสามารถท ากระบวนการยอนกลบ (Decompression) กลบมาไดเหมอนเดมโดยไมมการสญเสย

การบบอดแบบไมสญเสยน เหมาะกบกรณทความคงสภาพเดมของขอมลตนฉบบกอนการบบอด (Original data) และขอมลหลงการคลายการบบอด (Decompressed data) มความส าคญ หรอในกรณทไมตองการใหขอมลตนฉบบกอนการบบอดและขอมลหลงการคลายการบบอดเกดความเบยงเบนไปจากขอมลเดม อนอาจกอใหเกดความคลาดเคลอนอยางมนยส าคญ ขอมลทอยในขายดงกลาวขางตน เชน Executable programs, Text documents, Source code เปนตน นอกจากนโปรแกรมประยกต (Application) ทใชในการท าการบบอด เชน ZIP, Unix-GZIP, WinRAR เปนตน หรอการบบอดไฟลภาพบางรปแบบ เชน PNG, GIF กใชเทคนคการบบอดแบบไมสญเสยนเชนกน

โปรแกรมประยกตทท าการบบอดดวยเทคนคน จะท าสองขนตอนตามล าดบดงนคอ ขนตอนแรกจะสรางแบบจ าลองทางสถตส าหรบขอมลขาเขา (Input data) และขนตอนทสองใชรปแบบนในการท าผงขอมลขาเขา (Input data) กบล าดบของบต (Bit sequences) ในลกษณะของความนาจะเปนหรอทพบบอย ผงนจะผลตชดขอมลใหมโดยทขอมลทมความนาจะเปนในการพบบอยจะมจ านวนบตทส นกวาขอมลทมความนาจะเปนในการพบนอย

อลกอรธมส าหรบเขารหส (Encoding algorithms) ทใชในการสรางล าดบบต (Bit sequences) ส าหรบการท าการบบอดดวยเทคนคน เชน Huffman Coding เปนตน Huffman Coding [13]

พฒนาโดย David A. Huffman ในขณะทศกษาปรญญาเอกทเอมไอท และไดรบตพมพในป ค.ศ. 1952 ในเร อง "A Method for the Construction of Minimum-Redundancy Codes"

หลกการคอ สรางตารางรหสทมความยาวผนแปร (variable-length encoding table) ส าหรบสญลกษณตงตน (source symbol) แตละตว เชน อกขระในไฟล (characters in a file) เปนตน โดยทตารางรหสทมความยาวผนแปรนไดมาจากวธการเฉพาะทอยบนพนฐานของความถในการเกดขนส าหรบแตละคาทเปนไปไดของสญลกษณตงตน (source symbol) วธการเฉพาะทกลาวถงคอ

1. นบจ านวนความถในการเกดขนของสญลกษณตงตนแตละคาทเปนไปได 2. เรยงล าดบขอมลเบองตนจากนอยไปมากโดยขนอยกบความถในการเกดขน 3. สราง Binary tree โดยโหนดฝ งซายมคาเปน 0 และโหนดฝ งขวามคาเปน 1

3.1 สราง Sub tree โดยการรวมทงสองโหนดความถในการเกดต าทสด 3.2 ยาย Sub tree ทไดจาก 3.1 ไปยงต าแหนงทถกตอง โดยเรยงจากนอยไปมาก 3.3 ท าซ า 3.1 และ 3.2 ไปจนกระทงหมดสญลกษณตงตน (source symbol)

4. สรางตารางรหสทมความยาวผนแปร (variable-length encoding table) ส าหรบสญลกษณตงตน (source symbol) แตละตวจาก Binary tree

10

ตวอยางการบบอด/การเขารหสขอมลดวยวธ Huffman Encoding เชน ในไฟลทสนใจหรอสายขอมล (Data stream) มอกขระทเปนไปไดทงหมดคอ A – Z ดงน

1. สมมตวานบจ านวนความถในการเกดขนของอกขระแตละคาทเปนไปได เปนดงน Counting characters (A-Z)

2. เรยงล าดบขอมลตงตนใหม จากนอยไปมาก โดยขนอยกบความถในการเกดขน ดงน

3. สราง Binary tree โดยใหโหนดฝ งซายมคาเปน 0 และโหนดฝ งขวามคาเปน 1

4. สรางตารางรหสทมความยาวผนแปร (Encoding table) ส าหรบสญลกษณตงตน (source symbol) แตละตวจาก Binary tree ดงรปท 2.1

11

รปท 2.1 Binary tree of Huffman Coding จากตวอยางขางตน ขอความ HELLO ทไมท าการบบอด (ASCII Codes): 01001000|01000101|01001100|01001100|0100111 ทผานการบบอดดวย Huffman Coding (Encoding Table): 11010|011|0001|0001|1111 2.4 การบบอดขอมลแบบสญเสยบางสวน (Lossy compression) [7] [9]

เปนเทคนคการบบอดขอมลหรอการเขารหสขอมล โดยการลบขอมลบางสวนทไมจ าเปน (Removes unnecessary information) ออกไปจากขอมลตนฉบบ (Original data) โดยมจดมงหมายในการลดขนาดของขอมลเหลานน เพ อประโยชนในการจดเกบ, การจดการ, หรอการสงผานเครอขายระบบคอมพวเตอร

การบบอดรปแบบน จะท าใหขอมลตนฉบบเกดการสญเสยถาวร และจะถายทอดคณสมบตทสญเสยนตอไปยงเจนเนอเรชน (Generation) ถดไป หมายความวา การท าการบบอดไฟลเดยวกนนดวยเทคนคนตอไปเร อยๆ จะท าใหมนยงสญเสยคณภาพมากยงขนตามล าดบ อยางไรกดเทคนคนเปนทนยมมากส าหรบการท าการบบอดขอมลมลตมเดย (วดโอ, เสยง, และ

12

ภาพนง) โดยเฉพาะอยางยงในการใชงาน เชน ส อทตองการไหลอยางตอเนอง (Streaming media) และการโทรศพทผานอนเทอรเนต (Internet telephony) เปนตน

ประโยชนของการบบอดโดยการสญเสยบางสวนคอ มนสามารถสรางไฟลบบอดทม ขนาดเลกลง ในขณะทยงคงตอบสนองตอความตองการได ดงนนเทคนคนจงมกจะใชส าหรบการบบอดเสยง, ภาพ, หรอวดโอ เนองจากขอมลประเภทนงายส าหรบมนษยทจะตความหรอเขาใจได ทงนเพราะมนษยสามารถเตมเตมสวนทขาดหายไปไดเอง หรอมองขามขอผดพลาดทไมสอดคลองกนเลก ๆ นอย ๆ นนไปได

หลกการพนฐานส าหรบการบบอดแบบสญเสยบางสวนคอ การเลอกทจะสญเสยขอมลทมนยส าคญนอย (Least significant data) โดยมสองแนวคดดงน

Lossy transform codecs หลกการคอ การเขารหสโดยการเปลยนรปของขอมลตนฉบบ ตวอยางเชน ไฟลภาพหรอไฟลเสยงจะถกน ามาแยกเปนสวนเลก ๆ สรางเปนพนทพ นฐานใหม (New basis space) และ (quantized) เพ อใชเปนหนวยวดการสมตวอยางส าหรบเขารหส (Entropy coded)

Lossy predictive codecs หลกการคอ การเขารหสโดยใชขอมลกอนหนานและ/หรอขอมลในล าดบตอมาเปนฐานในการท านายตวอยางเสยง (Sound sample) หรอเฟรมภาพ (Image frame) ในปจจบน ขอผดพลาดระหวางขอมลทเกดจากการคาดการณ (Predicted data) และขอมลจรง (Real data) รวมไปถงขอมลเพมเตมใด ๆ ทจ าเปนในการท าซ าการคาดการณ (Prediction) จะเปนขอมลท Quantized และ Coded

ในบางระบบอาจจะรวมทงสองวธเขาดวยกน โดยการเขารหสดวยวธการเปลยนรป (Transform codecs) จะถกน ามาใชในการบบอดสญญาณความผดพลาดทเกดจากขนตอนการท านาย (Predictive stage) 2.5 รปแบบขอมลทผานการบบอด (Compressed formats)

การบบอดขอมลดจตอล (Digital information) สามารถท าไดในหลายรปแบบ (Format) โดยมวตถประสงคหลกคอ เพ อลดขนาดของไฟลขอมลดจตอลเหลานนใหเหมาะสมกบพนทจดเกบ (Storage) หรอใหเหมาะสมกบแบนดวดธ (Bandwidth) ทตองใชในการไหล (Streaming) ของขอมลเหลานน โดยทไมสญเสยความสมบรณของสารสนเทศ (Information) ทตองการสอสาร คอยงคงตอบสนองตอความตองการไดในระดบด และคงไวซงสาระจากไฟลตนฉบบ (Original file) ดงตารางท 2.3

13

ตารางท 2.3 การบบอดขอมลดจตอลในรปแบบตาง ๆ

Data compression

Free Software

7-Zip, FreeArc, Info-ZIP, KGB Archiver, PeaZip, The Unarchiver (decompression only), Tar, Xarchiver, Zipeg etc.

Freeware Filzip, IZArc, LHA, StuffIt Expander (decompression only), TUGZip, ZipGenius etc.

Commercial ARC, ALZip, ALZip for Mac, Archive Utility, ARJ, JAR, MacBinary, PKZIP/SecureZIP, PowerArchiver, WinAce, WinRAR, WinZip etc.

Video compression

ISO/IEC MJPEG, Motion JPEG 2000, MPEG-1, MPEG-2 (Part 2), MPEG-4 (Part 2/ASP, Part 10/AVC), MPEG-H (Part 2/HEVC) etc.

ITU-T H.120, H.261, H.262, H.263, H.264, H.265 etc.

Others Apple Video, AVS, DV, DVI, Microsoft Video 1, OMS Video, Pixlet, QuickTime, RealVideo, RTVideo, WMV etc.

Audio compression

ISO/IEC MPEG-1 Layer III (MP3), AAC, HE-AAC, MPEG Surround, MPEG-4 ALS, MPEG-4 SLS, MPEG-4 DST, MPEG-4 HVXC, USAC etc.

ITU-T G.711, G.718, G.719, G.722, G.723, G.726, G.728, G.729 etc.

Others AC-3, AMR, ALAC, ATRAC, Codec2, DTS, GSM-HR, TTA (True Audio), RealAudio, RTAudio, VMR-WB, WAV, WMA etc.

Image compression

ISO/IEC, ITU-T

JPEG, JPEG 2000, JPEG XR, JBIG, JBIG2, PNG, TIFF, HEVC etc.

Others APNG, BMP, GIF, MNG, PCX, TGA, QTVR, WBMP, WebP etc.

2.6 การท าการบบอดบนเครอขาย (Compression over Network links) [30] [31] [32] [33] [34]

ธรรมชาตของการรบสงขอมลผานเครอขายไอพ ขอมลนนไมสามารถสงผานไปไดในคราวเดยวแตมนจะถกน ามาแบงเปนสวนยอย ๆ เรยกวาแพคเกต (Packet) กอน แลวจงเร มกระบวนการล าเลยงแพคเกตขอมลเหลานสงออกไปบนเนตเวรคลงค แพคเกตขอมลเหลานเมอเดนทางผานแตละเลเยอรกจะถกครอบดวยสวนหว (Header) ของโพรโทคอลในแตละเลเยอร

การท าการบบอดบนเครอขาย จงสามารถแบงประเภทโดยอางองตาม OSI Model 7 Layer ดงน Link compression, Layer-2 payload compression, และ TCP/IP header compression ดงรปท 2.2 และรปท 2.3

สงส าคญส าหรบการท าการบบอดบนเครอขายคอ ถามการก าหนดใหท าการบบอด (Implement the compression) ทปลายดานใดดานหนงของการเชอมโยงของเครอขาย (Any each end of Network links) จะตองเปดใชงาน (Enable) การบบอดทปลายอกดานหนงของ

14

การเชอมโยงนนดวยเสมอ และจะตองใชวธการบบอดชนดเดยวกนทปลายทงสองดาน (Same compression type and same compression algorithm at both ends)

Reference: http://www.cisco.com

รปท 2.2 ประเภทของการท าการบบอดบนเครอขาย

Reference: http://www.bubblews.com/news/842512-osi-layer

รปท 2.3 The OSI Model 7 Layer 2.6.1 Link compression [40]

เปนเทคนคการบบอดบนเครอขาย ทท าการบบอดทช นการเชอมโยงขอมล (Data link layer) หรอทเรยกวาการบบอดตออนเตอรเฟส (Per-Interface compression) โดยจะท าการบบอดขอมลทงหมดทเดนทางผานอนเตอรเฟสของเครอขายตงแตเลเยอรสอง (Layer 2: Data link layer) ถงเลเยอรเจด (Layer 7: Application layer) นนคอเกดกระบวนการบบอดขอมลตงแตขอมลนนผานเขามาจนกระทงมนพนออกไปจากอนเตอรเฟส โดยไมขนอยกบการท างานของ

15

โพรโทคอลใดโพรโทคอลหนงโดยเฉพาะ หรอกลาวอกนยหนงคอเฟรมขอมลทเดนทางผานอนเตอรเฟสทไดท าการก าหนดคาการบบอดไวจะถกบบอดทงสวนหว (Header) และสวนขอมล (Data) โดยไมมการถามและไมมการยกเวน จนกวาจะเดนทางถงปลายอกดานหนงของลงค

โดยทวไปในการรบสงขอมลขามเครอขาย อปกรณเลเยอรสาม (Network layer) จ าเปนตองใชขอมลสวนหว (Header information) ในการพจารณาสงตอไปยงจดถดไป (Next hop) จนกระทงถงปลายทาง แตเนองจากการบบอดดวยเทคนคนเฟรมขอมลทเดนทางผานอนเตอรเฟสจะถกบบอด (Compress) ทงเฟรม จงจ าเปนตองท าการคลายการบบอด (De-compress) ทนทเมอเฟรมขอมลเดนทางไปถงทปลายอกดานของลงค ทงนเพ อใหอปกรณเลเยอรสามอยางเราเตอร (Router) สามารถใชขอมลสวนหวนในการสงเฟรมขอมลตอไปได ดงนนการท าการบบอดในลกษณะนจงเหมาะกบการบบอดส าหรบการถายโอนขอมลขามการเชอมตอเฉพาะเจาะจงแบบจดตอจด (Point-to-point dedicated connections)

เราเตอรซสโกสนบสนนอลกอรธมการบบอดดงตอไปน STAC, Predictor, และ MPPC (Microsoft Point-to-Point Compression) ส าหรบ HDLC links จะเลอกใชไดเฉพาะ STAC เทานน ตวอยางโครงสรางค าส งบางสวนในการก าหนดอลกอรธมการบบอดส าหรบ Link compression เปนดงน

นอกจากน การท าการบบอดบนเครอขายดวยเทคนค Link compression ยงสามารถ

ด าเนนการไดโดยใชฮารดแวรได เชน การใช External Compression Devices หรอ Cisco Compression Service Adapter (CSA) หรอ Cisco Data Compression Advanced Integration Module (AIM) เปนตน 2.6.2 Layer-2 payload compression [42]

เปนเทคนคการบบอดบนเครอขาย ทท าการบบอดเพยโหลดของเลเยอรสองซงประกอบดวยสวนหวของโพรโทคอลเลเยอรทสาม (Network layer Protocaol header) และสวนหวของโพรโทคอลเลเยอรทส (Transport layer Protocaol header) รวมถงสวนทเปนขอมล (Data) อาจเรยกวาเปนการบบอดตอวงจรเสมอน (Per-Virtual circuit compression) การท าการบบอดดวยเทคนคนจะไมมผลกระทบตอสวนหวของเลเยอรสอง (Data link layer headers) ทงนอปกรณเลเยอรสาม (Network layer) ยงคงสามารถอานคาและท าการสงตอไปยงจดถดไปได (Next hop) ตวอยางเชน WAN switches บน Frame Relay Network จ าเปนตองท าการอานคา และใชขอมลสวนหวของเลเยอรสองนในการตดสนใจสงตอไปยงจดหมายปลายทาง ดงนนในกรณเชนนการท าการบบอดท Layer-2 payload compression จงเปนเทคนคทเหมาะสมกวาการท าการบบอดท Link compression

16

โพรโทคอลทเกยวของกบการท าการบบอด Layer 2 Payload ไดแก Point-to-Point Protocol (PPP), Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC) เปนตน ตวอยางโครงสรางค าส งบางสวนส าหรบการท า Layer-2 payload compression ทเชอมตอดวยโพรโทคอล “เฟรมรเลย” เปนดงน

2.6.3 TCP/IP header compression [16] [40] [41] [42]

เปนเทคนคการบบอดบนเครอขาย ทท าการบบอดเฉพาะสวนหวของโพรโทคอล “ทซพ/ไอพ” (TCP/IP protocol header) โดยการขจดบางสวนของฟลดขอมลทซ าซอนในสวนหวของโพรโทคอล “ทซพ/ไอพ” ออกไป ทงนจะเกบส าเนาของสวนหวเดม (Original header) ไวทปลายทงสองดานของลงค และจะเหลอแตรหสทแตกตางกนของฟลดขอมลนนเทานนตลอดชวงเวลาของการรบสงจนกระทงเสรจส น ซงจะชวยลดสวนหวจากการเชอมตอดวยโพรโทคอล “ทซพ/ไอพ” ทมขนาดคงท ขนาด 40 ไบตตอแพคเกต (IP header 20 bytes, TCP header 20 bytes) ลงไปเหลอท 2 หรอ 4 ไบตตอแพคเกต (สวนมากจะ 4 ไบต) ซงจะชวยลดโอเวอรเฮดในเครอขาย (Reduce overhead across the network) ไดเปนอนมาก ตวอยางเชน

Data payload = 1000 bytes IP header (constant) = 20 bytes TCP header (constant) = 20 bytes Total package (excluding L2 frame) = 1000 + 20 + 20 = 1040 bytes Compressed package ~ 1000 + 1 + 1 = 1002 bytes

การบบอดดวยเทคนคน จะอยบนพนฐาน (Based on) อลกอรธม Van Jacobson Algorithm, RFC 1144 ทออกแบบมาโดยเฉพาะส าหรบโครงสรางทคงท (Constant) ขนาด 40 ไบตของสวนหวของ TCP/IP และจะไมมผลตอ Layer-2 payload ของ TCP packet กลาวคอสวนหวของเลเยอรสอง (Layer-2 headers) จะยงคงเหมอนเดม เพอให WAN switches สามารถอานคาและท าการตดสนใจสงตอไดอยางถกตอง

การบบอดประเภทนเหมาะกบการเชอมโยงแบบอนกรมทคอนขางชา (Slow serial links of 32k or less) ซงมประโยชนอยางมากในการรบสงแพคเกตขนาดเลก (Small packets) ทตองการการโตตอบในปรมาณทถมาก (Requires highly interactive traffic) เชน Voice over IP: VoIP, Telnet เปนตน นอกจากนยงสามารถท างานรวมกบเทคโนโลยเครอขายระยะไกล (WAN technology) เชน Frame Relay, X.25, ISDN และอน ๆ ไดเปนอยางด ตวอยางโครงสรางค าส งบางสวนส าหรบการท า TCP/IP header compression เปนดงน

17


รปท 2.4 Header fields of TCP/IP protocol 2.7 อลกอรธมการบบอด “สแตค” (STAC compression algorithm) [14] [25]

“STAC or Stacker compression” (RFC 1974) เปนเทคนคทพฒนาบนพนฐานอลกอรธมการบบอดของ “Lempel-Ziv” โดย Stac Electronics หรอเรยกไดอกชอคอ “Stac LZS data compression algorithm”

การบบอดวธนจะจดเกบสญลกษณ (Symbols) ในรปแบบของรหส (Codes) ไวในหนวยความจ าคลายกบรายการในพจนานกรม โดยจะใชพจนานกรมรหสน (Encoded dictionary) ส าหรบแทนทสายอกขระทไหลอยางตอเนอง (Continuous stream of characters) ออกมาเปนรหสทมความยาวสนลง นอกจากนการทขอมลมความหลากหลาย พจนานกรมนยงสามารถทจะเปลยนแปลง และปรบใหเขากบความตองการทแตกตางกนของดาตาทราฟฟคไดเปนอยางด

ขอควรพจารณาส าหรบอลกอรธม “Stacker compression” คอ มนตองการก าลงของหนวยประมวลผล (CPU) ทมาก เพ อใชในการแปลงสายอกขระทไหลอยางตอเนองเปนรหส ในขณะทหนวยความจ า (Memory) นนมความตองการทนอยกวา (more CPU-intensive and less memory-intensive)

การก าหนดคาการบบอดโดยอลกอรธม “Stacker” ผาน Cisco IOS™ จะใชค าส ง “compress stac” ทโหมดการตงคาส าหรบอนเตอรเฟสท Cisco Router ดงน

18

Lempel-Ziv algorithm [15] [19]

พฒนาโดย Abraham Lempel และ Jacob Ziv ในป ค.ศ. 1977 และ 1978 ซงรจกกนชอของ LZ77 และ LZ78 (หรอในอกชอหนงคอ LZ1 และ LZ2) แนวคดพนฐานของ Lempel-Ziv คอ การแยกล าดบขอมลทรบเขามาเปนบลอกทไมทบซอนกน (Non-overlapping blocks) และมความยาวทแตกตางกน สรางเปน Dictionary of blocks หรอ Table codes และใชเปนบรรทดฐานในการลดรปอกขระทซ า ๆ กนดวยอกขระทอยในรปของรหส ทสามารถแปลงกลบคนสขอมลตนฉบบไดอยางถกตอง โดยประกอบดวยสองขนตอนคอ

อลกอรธม LZ77 หรอ LZ1 ท าการสรางพจนานกรมของบลอคขอมล (Dictionary of blocks) หรอตารางรหส (Table codes) โดยการแทนทขอมลทเกดขนซ า ๆ ดวยการอางองถงลกษณะเฉพาะของกระแสขอมล (data stream) ทรบเขามากอนหนาน

อลกอรธม LZ78 หรอ LZ2 ท าการแทนทขอมลจรงทเกดขนซ า ๆ ดวยขอมลทเปนรหส โดยการอางองจากพจนานกรมบลอคขอมลหรอตารางรหส ทสรางขนบนพนฐานของกระแสขอมลทรบเขามากอนหนาน

Lempel-Ziv algorithm เหมาะส าหรบแหลงขอมล (Source) ทมขนาดใหญและมความยาวไมคงท (variable-to-fixed length code) ตวอยางการบบอดดวยเทคนคนดงรปท 2.5

รปท 2.5 ตวอยางตารางรหสและการแทนทดวยเทคนค Lempel-Ziv Coding

19

2.8 อลกอรธมการบบอด “พรดคเตอร” (Predictor compression algorithm) [20] “Predictor compression” (RFC 1978) เปนเทคนคทใชการท านายล าดบถดไปของ

อกขระในกระแสขอมล (predict next sequence of characters in data stream) โดยใชดชน (Index) ในการคนหาล าดบเหลานนในพจนานกรมการบบอด (Compression dictionary)

อลกอรธม “พรดคเตอร” จะท าการตรวจสอบล าดบตอไปในกระแสขอมล (data stream) เพ อดวามล าดบทตรงกนหรอไม และเมอพบมนจะถกแทนทดวยล าดบทไดจากการคนหาในพจนานกรม หากไมมล าดบทตรงกนเลย อลกอรธมจะท าการมองหาล าดบของตวอกษรถดไปในดชน และขนตอนดงกลาวขางตนจะเร มตนอกครง โดยดชนจะปรบปรงตวเองโดยสลบ (Hashing) ล าดบของอกขระลาสดจากกระแสขอมลน าเขา (Input stream) เพยงนดหนอยเทานน

ทงนจะไมมความพยายามทจะท าการบบอดขอมลทถกบบอดแลว (Already compressed data) อตราการบบอด (Compression ratio) ทไดรบโดยการใชอลกอรธม “พรดคเตอร” ไมไดดไปกวาอลกอรธมการบบอดอน ๆ แตมนกยงคงเปนหนงในอลกอรธมทเรวทสดทมอย

ขอควรพจารณาส าหรบอลกอรธม “Predictor compression” คอ มนตองการหนวยความจ า (Memory) ทมาก เพอใชในการแปลงสายอกขระทไหลอยางตอเนองเปนรหส ในขณะทหนวยประมวลผล (CPU) นนมความตองการทนอยกวา (More memory-intensive and less CPU-intensive)

การก าหนดคาการบบอดโดยอลกอรธม “Predictor” ผาน Cisco IOS™ จะใชค าส ง “compress predictor” ทโหมดการตงคาส าหรบอนเตอรเฟสท Cisco Router ดงน

2.9 อลกอรธมการบบอด “เอมพพซ” (MPPC compression algorithm) [27]

บรษทไมโครซอฟทไดท าการเปดตว “Microsoft Point to Point Compression (MPPC)” ในเดอนมนาคม ป ค.ศ. 1997 โดยเปนโครงการทน าเสนอ “point-to-point packets” ในรปแบบการบบอดแบบเบดเสรจ และไดรบการรบรองจาก IETF (Internet Engineering Task Force) ท RFC 2118

อลกอรธม “เอมพพซ” ออกแบบมาส าหรบชวยใหการใชหนวยประมวลผลและการใชแบนดวดธอยางมประสทธภาพ (optimize processor utilization and bandwidth utilization) เพ อสนบสนนการเชอมตอพรอมกนจ านวนมาก นอกจากนอลกอรธม “เอมพพซ” ยงชวยใหเกดการท างานอยางมประสทธภาพในบรบทของ “point-to-point links” (1500 byte MTU, etc.)

อลกอรธม “เอมพพซ” เปนการท างานรวมกนระหวางโพรโทคอล “Point to Point Protocol (PPP)” และโพรโทคอล “Compression Control Protocol (CCP)” โดย “PPP” เปน

20

วธการมาตรฐานส าหรบการขนสงขอมลทเรยกวา “multi-protocol datagrams” ขามการเชอมโยงแบบจดตอจด (point-to-point links) ในขณะท “CCP” จะเปนวธการในการเจรจาเพอใหโพรโทคอลการบบอดบงเกดผลบน “PPP encapsulated links”

อลกอรธม “เอมพพซ” ใชหลกการการบบอดของ “Lempel-Ziv” รวมกบการส ารองประวตระหวางการรบสง (sliding window history buffer) โดยจะท าการเกบประวตอยางตอเนองเพ อใหขอมลหลงจาก 8192 ไบตไดรบการการบบอดตลอดระยะการสงผาน นนคอจะท าการบบอดขอมลทเกบไวทบฟเฟอรทก ๆ 8192 ไบตอยางสม าเสมอ ยกเวนกรณประวตในบฟเฟอรนนถกลางออกไป ขอมลทผานการบบอดดวยอลกอรธม “เอมพพซ” เรยกวา “MPPC packets” ทงนกอนทท าการสอสาร “MPPC packets” ใด ๆ “PPP” ตองอยในขนตอนของการท าขอตกลงการตดตอทช นเครอขาย (Network-Layer phase) และ “CCP” จะตองมสถานะเปด (Opened state)

ขอควรพจารณาส าหรบอลกอรธม “เอมพพซ” คอ มนเปนกลไกการบบอดทเลเยอรสาม (Layer-3) และไมควรน ามาใชรวมกบโมเดมทเปดใชงาน (Enable) ตวเลอกการบบอดทเคร องไคลเอนต เพราะขอมลทบบอดแลวจะไมถกบบอดอก แตจะใหผลในทางตรงขาม นนคอเปนการขยายตว

การก าหนดคาการบบอดโดยอลกอรธม “Microsoft Point to Point Compression” ผาน Cisco IOS™ จะใชค าส ง “compress mppc” ทโหมดการตงคาส าหรบอนเตอรเฟสท Cisco Router ดงน

2.10 อลกอรธมการบบอด “แวน จาคอปซน” (Van Jacobson compression algorithm) [20]

“Van Jacobson compression” ไดรบการนยามท “RFC 1144” เปนอลกอรธมทออกแบบมาเพอใชในการท าการบบอดสวนหวของโพรโทคอล “TCP/IP” ซงเปนวธการทใชไดผลดกบ “TCP/IP traffic” อนมลกษณะเฉพาะคอประกอบดวยแพคเกตขอมลทมขนาดเลกเพยงไมกไบตจ านวนหลายแพคเกต

การบบอดขอมลสวนหวของโพรโทคอล “TCP/IP” ทมขนาดคงท ขนาด 40 ไบตตอหนงแพคเกต (IP header 20 bytes และ TCP header 20 bytes) ของแพคเกตขอมลทมขนาดเลกเพยงไมกไบตจ านวนหลายแพคเกตเหลาน จะชวยลด “Overhead” ทเกดขนในระหวางทม การถายโอน “TCP/IP traffic” เหลานขาม WAN links ไดเปนอยางด โดยมนสามารถลดขอมลสวนหวของโพรโทคอล “TCP/IP” ลงไปเหลอเพยง 2 หรอ 4 ไบตตอหนงแพคเกตเทานน (สวนมากจะ 4 ไบต) ในขณะทสวนหวของเลเยอรสอง (L2 header) ยงคงเหมอนเดม ทงน

21

เพ อให WAN switches (Layer-2 transportation) สามารถอานคาและน าไปใชในการตดสนใจสงตอไดอยางถกตอง

แอพพลเคชนประเภททเนนททรานแซคชน (Transaction-oriented applications) เชน Telnet, Acknowledgment packets เปนตน สามารถใชประโยชนจากการบบอดประเภทนไดดทสด

การก าหนดคาการบบอดโดยใชอลกอรธม “Van Jacobson compression” ผานทาง การก าหนดคาท Cisco IOS™ รวมกบ “Data link layer protocols” เชน PPP, Frame Relay, X.25 จะใชค าส ง “ip tcp header-compression” ทโหมดการตงคาส าหรบอนเตอรเฟสท Cisco Router ดงน

2.11 ตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอล พพพ (PPP Protocol compression option) [10] [22] [24]

PPP (Point-to-Point Protocol) เปนโพรโทคอลทท างานทช นการเชอมโยงขอมล (Data link layer protocol) นยมใชในการสรางการเชอมตอโดยตรง (Direct connection) ระหวางโหนดสองโหนดของเครอขาย นอกจากนแลว PPP ยงมความสามารถในการท าการตรวจสอบการเชอมตอ (Connection authentication), การเขารหสการสง (Transmission encryption) และการบบอด (Compression)

ส าหรบตวเลอกการบบอดบน PPP (PPP compression option) จะชวยเพมประสทธภาพการสงผานขอมลบนการเชอมตอแบบ PPP (PPP connection) โดยการลดขนาดของเฟรมขอมลทเดนทางขามการเชอมโยงของเครอขาย และจะคลายการบบอดเฟรมขอมลทปลายทาง

การด าเนนการบบอดดวยตวเลอกการบบอดบน PPP ประกอบดวยสององคประกอบทตอเนองกนดงน

PPP Compression Control Protocol (CCP): เปนชดโพรโทคอลทรบผดชอบในการเจรจาตอรองและการจดการ (Negotiating and Managing) การใชงานของการบบอดท PPP link (ด RFC 1962 ส าหรบรายละเอยดเพมเตม)

PPP Compression Algorithms: เปนชดของขนตอนวธการบบอดและการคลายการบบอด อลกอรธมทรองรบการท าการบบอดบนการเชอมตอแบบ PPP ไดแก Lempel-Ziv Stacker (LZS), Predictor, และ Microsoft Point-to-Point Compression (MPPC)

ทงนสามารถด าเนนการ (Implement) ตวเลอกการบบอดบน PPP ไดกบทง Layer-2 payload compression และ TCP/IP header compression

22

ตวอยางการก าหนดคา (Configuration) ตวเลอกการบบอดบนการเชอมตอแบบ PPP ทอปกรณเลเยอรสาม (Router) เพ อท า Layer 2 Payload compression ผานทาง Cisco IOS™ ทอนเตอรเฟสของ Cisco Router เปนดงน

Router(config-if)# encapsulation ppp Router(config-if)# compress [predictor | stac] ตวอยางการก าหนดคา (Configuration) ตวเลอกการบบอดบนการเชอมตอแบบ

PPP ทอปกรณเลเยอรสาม (Router) เพ อท า TCP/IP header compression ผานทาง Cisco IOS™ ทอนเตอรเฟสของ Cisco Router เปนดงน

Router(config-if)# encapsulation ppp Router(config-if)# ip tcp header-compression [passive | iphc-format | ietf- format]

2.12 ตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอล เฟรมรเลย (Frame Relay Protocol compression option) [11] [17] [21] [28]

เครอขายเฟรมรเลย (Frame relay network) สามารถน าเทคนคการบบอดมาใชในการบบอดเฟรมรเลยแพคเกต (Frame relay packet) ไดเชนกน เพอประหยดแบนดวธของเครอขาย (Save network bandwidth), ลดภาระงานของเครอขาย (Reduce network load) และปรบปรงประสทธภาพการถายโอนขอมลของเครอขาย (Improve efficiency of data transfer across network)

อปกรณของเครอขายเฟรมรเลยรองรบการท าการบบอดทง Layer-2 payload compression (FRF.9) และ TCP/IP header compression (FRF.20)

ตวอยางการก าหนดคา (Configuration) ตวเลอกการบบอดบนการเชอมตอแบบ Frame Relay ทอปกรณเลเยอรสาม (Router) เพ อท า Layer-2 payload compression ผานทาง Cisco IOS™ ทอนเตอรเฟสของ Cisco Router เปนดงน

Router(config-if)# encapsulation frame-relay Router(config-if)# frame-relay payload-compression packet-by-packet Router(config-if)# frame-relay map payload-compression frf9 stac ตวอยางการก าหนดคา (Configuration) ตวเลอกการบบอดบนการเชอมตอแบบ

Frame Relay ทอปกรณเลเยอรสาม (Router) เพ อท า TCP/IP header compression ผานทาง Cisco IOS™ ทอนเตอรเฟสของ Cisco Router เปนดงน

Router(config-if)# encapsulation frame-relay Router(config-if)# frame-relay ip tcp header-compression [passive]

23

2.13 ตวเลอกการบบอดบนโพรโทคอล เอชดแอลซ (HDLC Protocol compression option) [12] [23] [29]

HDLC (High-Level Data Link Control) เปนโพรโทคอลทท างานทช นการเชอมโยงขอมล (Data link layer protocol) เปนโพรโทคอลเฉพาะของซสโก (Cisco proprietary protocol) ออกแบบมาเพอสนบสนนการเชอมตอแบบจดตอจด (Point-to-Point Connection) ระหวางอปกรณของซสโก เชน การเชอมตอดวยสายเชา (Leased line) ระหวางอปกรณของซสโกเปนตน และเปนโพรโทคอลทเปนตวเลอกโดยอตโนมต (Default protocol) ในการเชอมโยงขอมลแบบอนกรม (Serial data link) ส าหรบอปกรณของซสโก

HDLC รองรบการท า Layer-2 payload compression โดยใชอลกอรธมการบบอด STAC (STAC compression algorithm)

ตวอยางการก าหนดคา (Configuration) ตวเลอกการบบอดบนการเชอมตอแบบ HDLC ทอปกรณเลเยอรสาม (Router) เพ อท า Layer-2 payload compression ผานทาง Cisco IOS™ ทอนเตอรเฟสของ Cisco Router เปนดงน

Router(config-if)# encapsulation hdlc Router(config-if)# compress stac

2.14 Cisco Compression Service Adapter (CSA) [35]

Cisco Compression Service Adapter (CSA) เปนอปกรณทซสโกพฒนาขนมาใชงานรวมกบเราเตอรของซสโกเอง เพอใชในการปรบเพมประสทธภาพการบบอดบนการเชอมตอของเครอขาย (Network links) โดยไมสงผลกระทบตอทรพยากรอน ๆ ของระบบ เชน หนวยประมวลผล (CPU) หรอหนวยความจ า (RAM) นอกจากน CSA ยงชวยเพมประสทธภาพการท างานของเราเตอรในการท าหนาทหลกคอการก าหนดเสนทาง (Routing) ไดอยางเตมท โดยทเราเตอรไมตองมารบภาระในการท าการบบอด ทงนจะปลอยใหหนาทในการท าการบบอดนเปนของ CSA โดยเฉพาะ

โมเดลทน ามาเปนตวอยางไดแก SA-COMP/1 Data Compression Service Adapters และ SA-COMP/4 Data Compression Service Adapters โดยมคณสมบตทอางองมาจาก http://www.cisco.com ตามตารางท 2.4

24

ตารางท 2.4 Specifications and Benefits of Cisco Compression Service Adapter Specifications Benefits

Physical Optimizes WAN bandwidth o Single-wide service adapter o Maximizes WAN link efficiency o Independent compression and decompression engines

o Greater WAN throughput reduces application transmission delays

Throughput Reduces WAN operating costs o Compresses and decompresses at the same time (full-duplex operation)

o Reduces frame size, which lowers transmission times

o Compresses up to 30 Mbps of raw data to 13 Mbps to compressed data

o Transfers more data over the same WAN infrastructure, reducing the need for costly additional WAN links

o Decompresses up to 13 Mbps of compressed data to 30 Mbps of raw data

Maximizes system resources Platform support o Distributed services free router engine for

main routing tasks, improving performance o Cisco 7505, 7507, 7513 with VIP2-40 or VIP2-50

o Simultaneous support for multiple circuits

o Cisco 7000 and 7010 with RSP7000 and VIP2-40 or VIP2-50

o Hardware-assisted compression provides maximum compression performance where required

o Cisco 7204, 7206 Supports industry standards o Implements STAC (QIC122) compression

algorithms WAN protocol support o Supports all Cisco IOS network protocols o Point-to-Point Protocol (PPP) o Frame Relay Cisco IOS requires o Release 11.1(6)CA, 11.2(7)P. 11.3, and later


25

2.15 Cisco Advanced Integration Module (AIM) [36] Cisco Advanced Integration Module (AIM) เปนโมดลทมคณสมบตในการท า

การบบอดบนการเชอมโยงของเครอขาย (Network links) โมเดลทน ามาเปนตวอยางไดแก AIM-COMPR2-V2 และ AIM-COMPR4 ดงรปท 2.6 ซงรองรบมาตรฐานการบบอดตอไปน

STAC compression หรอ Lempel–Ziv–Stac MPPC (Microsoft Point-to-Point Compression) FRF.9 (Data Compression over Frame Relay)

รปท 2.6 Cisco Advanced Integration Module (AIM)

โดยมคณสมบตดงตารางท 2.5, 2.6, 2.7 และ 2.8 ตามล าดบ

ตารางท 2.5 Compression Performance Comparison

ตารางท 2.6 Cisco Router and Compression Adapter

26

ตารางท 2.7 Features and Benefits of AIM (Advanced Integration Modules)


ตารางท 2.8 Specifications of AIM (Advanced Integration Modules)


27

บทท 3 การด าเนนงาน

3.1 โครงสรางการด าเนนงาน (Implementation Structure)

ประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขาย 3 รปแบบ ไดแก Link compression, Layer-2 payload compression, และ TCP/IP header compression เพ อท าการบบอด ทราฟฟคของเครอขาย (Network traffic) โดยการก าหนดคา (Configure) ทอนเตอรเฟส (Interfacs) ของเราเตอร (Routers)

เครอขาย (Network), อปกรณเครอขาย (Network equipment), และการเชอมตอเครอขาย (Network links) ใชซอฟแวรจ าลอง (Simulation software) “จเอนเอสสาม” (GNS3) ในการออกแบบและสรางจ าลองขนมา

เครองสรางทราฟฟคเพอสงเขาเนตเวรคลงคส าหรบทดสอบ (Traffic generator) และการวดผลทราฟฟคทเดนทางผานเนตเวรคลงคททดสอบ (Traffic measurement) ใชซอฟแวร “ไอเพรฟ/เจเพรฟ” (Iperf/Jperf) โดยตดตงบนเครองเสมอน (Virtual machine) ทสรางโดยซอฟแวร “วเอมแวร เวรคสเตชน” (VMware Workstation) เพ อใหสามารถเชอมตอกบซอฟแวร “จเอนเอสสาม” ได

แหลงขอมล (Traffic source) ในการทดลองประกอบดวย “default traffic” ทสรางขน (Generate) โดยซอฟแวร “ไอเพรฟ/เจเพรฟ”, ไฟลขอมลประเภท “.txt”, ไฟลขอมลประเภท “.docx”, ไฟลขอมลประเภท “.mp3” และไฟลขอมลประเภท “.zip”

โดยมเปาหมายเพอแสดงใหเหนถงอตราการบบอด (Compression rate) ทเกดจากการประยกตใชเทคนคการแบบอดบนเครอขายในแตละรปแบบ ซงจะวดจากเวลาทใชในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time) และวดจากอตราในการถายโอนขอมลตอหนงหนวยเวลา (Transfer rate) 3.2 สมมตฐานในการด าเนนงาน (Implementation Assumptions)

3.2.1 เนตเวรคลงค (WAN links) ทประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใดรปแบบหนงจากทงสามแบบ ไดแก Link compression, Layer-2 payload compression, และ TCP/IP header compression จะใหผลลพธในแงของเวลาทใชในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time) และอตราในการถายโอนขอมลตอหนงหนวยเวลา (Transfer rate) แตกตางกนหรอไม และแตกตางจากเนตเวรคลงคทไมไดประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ (No compression) หรอไม

3.2.2 แหลงขอมล (Traffic Source) ทมรปแบบ (Format) ตางกน เชน ไฟลขอมลประเภท “.txt”, ไฟลขอมลประเภท “.docx”, ไฟลขอมลประเภท “.mp3”, ไฟลขอมลประเภท “.zip” เปนตน เมอเดนทางผานเนตเวรคลงคทไมไดประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขาย

28

รปแบบใด ๆ และเมอเดนทางผานเนตเวรคลงคทท าการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใดรปแบบหนง มผลตอเวลาทใชในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time) และอตราในการถายโอนขอมลตอหนงหนวยเวลา (Transfer rate) หรอไม

3.2.3 เนองจากเปนการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายโดยด าเนนการผานทางการก าหนดคาบนเราเตอร (Software-based) ซงจ าเปนตองใชทรพยากรทงหนวยประมวลผล (CPU) และหนวยความจ า (RAM) ของเราเตอรอยางหลกเลยงไมได หรอกลาวอกนยหนงคอไปเพมภาระงานใหกบเราเตอร นอกจากหนาทหลกในการก าหนดเสนทาง

การเลอกใชโพรโทคอลก าหนดเสนทาง (Routing Protocol) แบบคงท (Static) หรอแบบผนแปร (Dynamic) รวมกบการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ จะมผลตอเวลาทใชในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time) และอตราในการถายโอนขอมลตอหนงหนวยเวลา (Transfer rate) หรอไม 3.3 ทรพยากรทใชในการด าเนนงาน (Implementation Resources)

3.3.1 แลปทอป (Laptop) หนวยประมวลผล (CPU) intel CORE i5, 2.40 GHz หนวยความจ า (RAM) 4 GB. 3.3.2 ซอฟแวร “จเอนเอสสาม” ส าหรบใชจ าลองเครอขาย, อปกรณเครอขาย และการเชอมตอเครอขาย 3.3.3 “ซสโก ไอโอเอส อมเมจ” (Cisco IOS image) ส าหรบเราเตอรซสโกรน C2600 เพ อตดตงในซอฟแวร “จเอนเอสสาม” 3.3.4 ซอฟแวร “ไอเพรฟ/เจเพรฟ” ส าหรบใชสรางทราฟฟค (Traffic generator) และวดผลทราฟฟค (Traffic measurement) 3.3.5 ซอฟแวร “จาวา รนไทม” (Java Runtime) ส าหรบสนบสนนซอฟแวร “เจเพรฟ” ในการแสดงผลแบบกราฟฟค (Graphic) 3.3.6 ซอฟแวร “วเอมแวร เวรคสเตชน” ส าหรบสรางเครองเสมอน (Virtual machine) เพ อใชเปนไคลเอนต (Client) หรอเครองทใชสงขอมลส าหรบทดสอบเขาเนตเวรคลงค 1 เครอง และเพอใชเปนเซรฟเวอร (Server) หรอเครองปลายทางทใชรบขอมลทเดนทางผานเนตเวรคลงคทตองการทดสอบอก 1 เครอง 3.3.7 แหลงขอมลส าหรบใชในการทดลองประกอบดวย default traffic ทสรางขนโดยซอฟแวร “ไอเพรฟ/เจเพรฟ”, ไฟลขอมลประเภท “.txt”, ไฟลขอมลประเภท “.docx”, ไฟลขอมลประเภท “.mp3” และไฟลขอมลประเภท “.zip” โดยแหลงขอมลทกประเภทใชขนาด 10 เมกะไบต (MBytes)

29

No

No

No

No

Yes

Yes

Yes

Yes

3.4 ผงการท าการบบอด (Compression Flowchart)

รปท 3.1 ผงการบบอด (Compression Flowchart)

START

Get data traffic for input

Is there the Link compression configured?

Compress whole data traffic that

through interface

STOP

Output: the compressed stream

Forward the compressed stream to

next end of link

Is there the L2 Payload

compression configured?

Compress payload of each frames that through interface

Output: the compressed frames

Forward the compressed frames to next end of link

Is there the TCP/IP header compression configured?

Compress TCP/IP header of each

package that through interface

Output: the compressed packages

Forward the compressed packages

to next end of link

More data traffic

to input?

Forward the data traffic to destination

30

No

No

No

No Yes

Yes

Yes

Yes

3.5 ผงการคลายการบบอด (De-compression Flowchart)

รปท 3.2 ผงการคลายการบบอด (De-compression Flowchart)

START

Get arrive traffic to input

Have compressed the data

stream?

De-compress arrived data stream

STOP

Output: the original data stream

Send the original data stream to destination

Have compressed the Layer

2 Payload?

De-compress arrived frames

Output: the original data frames

Send the original data frames to

destination

Have compressed the TCP/IP header?

De-compress arrived packages

Output: the original packages

Send the original packages to destination

More traffic in

queue?

Send incoming traffic to destination

31

3.6 แผนภาพเครอขาย (Network Diagram)

Device Interface IP Address Router-1 S0/0 10.10.10.1/30 S0/1 20.20.20.1/30 F0/0 192.168.10.1/24 Router-2 S0/0 10.10.10.2/30 F0/0 192.168.20.1/24 Router-3 S0/0 20.20.20.2/30 F0/0 192.168.30.1/24 Client 192.168.20.20/24 Server 192.168.30.30/24

รปท 3.3 แผนภาพเครอขาย (Network Diagram) 3.7 แผนการด าเนนโครงงาน (Implementation Plan)

แบงการด าเนนงานเปน 3 เฟส (Phase) ดงน เฟสท 1 ก าหนดรปแบบการทดลองจากสมมตฐานในขอท 3.2.1 ถง 3.2.3 เฟสท 2 สรางแบบจ าลองเครอขาย (Network model) และก าหนดคาการเชอมตอภายในเครอขาย (Configuration) ส าหรบใชในการทดลองโดยใชซอฟแวร “จเอนเอสสาม” เฟสท 3 ท าการทดลองถายโอนขอมลขามการเชอมตอเครอขาย (Network links) ตามรปแบบ (Scenarios) บนตวแบบ (Model) ทสรางเตรยมไว

32

3.8 ก าหนดรปแบบการทดลอง (Scenarios specify) ประกอบดวยการทดลอง 4 รปแบบ (Scenarios) ทอยภายใตสภาพแวดลอม

เดยวกนดงน รปแบบท 1 ทดลองถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทไมไดท าการประยกตใช

เทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ (No compression) รปแบบท 2 ทดลองถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการบบ

อดบนเครอขายแบบ Link compression ผานทางการก าหนดคาทอนเตอรเฟสของเราเตอร รปแบบท 3 ทดลองถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการบบ

อดบนเครอขายแบบ Layer-2 payload compression ผานทางการก าหนดคาทอนเตอรเฟสของเราเตอร

รปแบบท 4 ทดลองถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายแบบ TCP/IP header compression ผานทางการก าหนดคาทอนเตอรเฟสของเราเตอร

เพ อใหครอบคลมแหลงขอมล (Source) หลาย ๆ ประเภท ดงนนการทดลองในรปแบบหนง ๆ ขอมลทน ามาใชในการทดลองจะประกอบดวย

(1) Default traffic ทสรางขนโดยซอฟแวร “ไอเพรฟ/เจเพรฟ” (2) ไฟลขอมลประเภท “.txt” (3) ไฟลขอมลประเภท “.docx” (4) ไฟลขอมลประเภท “.mp3” (5) ไฟลขอมลประเภท “.zip”

3.9 สรางโมเดลส าหรบการทดลอง (Model Preparation) 3.9.1 ตดตงซอฟแวร “จเอนเอสสาม” ลงบนแลปทอปทใชในการทดลอง 3.9.2 ตดตง “ซสโก ไอโอเอส อมเมจ” ส าหรบเราเตอรซสโกรน C2600 ในซอฟแวร “จเอนเอสสาม” 3.9.3 ตดตงซอฟแวร “วเอมแวร เวรคสเตชน” ลงบนแลปทอปทใชในการทดลอง 3.9.4 สรางเครองเสมอน (Virtual machine) ระบบปฏบตการ Windows XP จ านวน 2 เครอง เพ อใชเปนไคลเอนต (Client) หรอเครองทใชสงขอมลส าหรบทดสอบเขาเนตเวรคลงค 1 เครอง และเพอใชเปนเซรฟเวอร (Server) หรอเครองทใชรบขอมลทเดนทางผานเนตเวรคลงคอก 1 เครอง 3.9.5 ตดตงซอฟแวร “ไอเพรฟ/เจเพรฟ” ลงบนเครองเสมอนทง 2 เครอง 3.9.6 เตรยมชดขอมลทตองการใชในการทดลอง โดยคดลอก (Copy) เขาไปไวในเครองเสมอนทท าหนาทเปนไคลเอนต

33

3.9.7 สรางเครอขายจ าลองบนซอฟแวร “จเอนเอสสาม” โดยประกอบดวยเราเตอรรน C2600 จ านวน 3 ตว และเครองเสมอนระบบปฏบตการ Windows XP จ านวน 2 เครอง ดงรปท 3.3, 3.4 และ 3.5 3.9.8 ก าหนดคาการเชอมตอของอปกรณเครอขาย (Configure) ดงน

เราเตอร 1 R1(config)#interface serial 0/0 R1(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.252 R1(config-if)#no shutdown R1(config)#interface serial 0/1 R1(config-if)#ip address 20.20.20.1 255.255.255.252 R1(config-if)#no shutdown [For static routing] R1(config)#ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 Serial 0/0 R1(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 Serial 0/1 [For dynamic routing: EIGRP] R1(config)#router eigrp 200 R1(config)#network 10.0.0.0 R1(config)#network 20.0.0.0 R1(config)#no auto-summary เราเตอร 2 R2(config)#interface serial 0/0 R2(config-if)#ip address 10.10.10.2 255.255.255.252 R2(config-if)#no shutdown R2(config)#interface fastEthernet 0/0 R2(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown [For static routing] R2(config)#ip route 20.20.20.0 255.255.255.252 Serial 0/0 R2(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 Serial 0/0 [For dynamic routing: EIGRP] R2(config)#router eigrp 200 R2(config)#network 10.0.0.0 R2(config)#network 192.168.20.0

34

R2(config)#no auto-summary เราเตอร 3 R3(config)#interface serial 0/0 R3(config-if)#ip address 20.20.20.2 255.255.255.252 R3(config-if)#no shutdown R3(config)#interface fastEthernet 0/0 R3(config-if)#ip address 192.168.30.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shutdown [For static routing] R3(config)#ip route 10.10.10.0 255.255.255.252 Serial 0/0 R3(config)#ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 Serial 0/0 [For dynamic routing: EIGRP] R3(config)#router eigrp 200 R3(config)#network 20.0.0.0 R3(config)#network 192.168.30.0 R3(config)#no auto-summary

รปท 3.4 การก าหนดไอพแอดเดรสใหไคลเอนตในการทดลอง

35

รปท 3.5 การก าหนดไอพแอดเดรสใหเซรฟเวอรในการทดลอง 3.9.9 ทดสอบการเชอมตอของอปกรณภายในเครอขายโดยการ “ปง” (ping) จากเครองไคลเอนต (192.168.20.20) ไปยงเซรฟเวอร (192.168.30.30) ดงรปท 3.6

รปท 3.6 ทดสอบการเชอมตอระหวางไคลเอนตกบเซรฟเวอร

36

3.10 ด าเนนการทดลองบน “เนตเวรคลงค” ทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทาง (Routing Protocol) แบบคงท (Static) [37] [38] [39] [40] [41] [42]

ท าการก าหนดคาโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท (Static default route) ทเราเตอรทง 3 ตว ดงน

เราเตอร 1 R1(config)#ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 Serial 0/0 R1(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 Serial 0/1



3.10.1 การทดลอง 1: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทไมไดท าการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ (No compression)

3.10.1.1 ก าหนดคาพารามเตอรซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนเซรฟเวอร ดงรปท 3.7

รปท 3.7 ก าหนดคาพารามเตอรของเจเพรฟทเซรฟเวอร

37

3.10.1.2 ก าหนดคาพารามเตอรซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนไคลเอนต ดงรปท 3.8

รปท 3.8 ก าหนดคาพารามเตอรของเจเพรฟทไคลเอนต

3.10.1.3 เลอกแหลงขอมลเปน “default traffic” จากซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนไคลเอนต ส าหรบการทดลองเพอบนทกผล ดงรปท 3.9

รปท 3.9 เลอกแหลงขอมลเปน “default traffic” จากเจเพรฟทไคลเอนต

38

3.10.1.4 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.docx” เพ อใชเปนทราฟฟคของซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนไคลเอนต ส าหรบการทดลองเพอบนทกผล ดงรปท 3.10

รปท 3.10 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.docx” จากเจเพรฟทไคลเอนต 3.10.1.5 เลอกแหลงขอมลทเปนไฟลประเภท “.mp3” เพ อใชเปนทราฟฟคของซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนไคลเอนต ส าหรบการทดลองเพอบนทกผล ดงรปท 3.11

รปท 3.11 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.mp3” จากเจเพรฟทไคลเอนต

39

3.10.1.6 เลอกแหลงขอมลทเปนไฟลประเภท “.zip” เพ อใชเปนทราฟฟคของซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนไคลเอนต ส าหรบการทดลองเพอบนทกผล ดงรปท 3.12

รปท 3.12 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.zip” จากเจเพรฟทไคลเอนต

3.10.2 การทดลอง 2: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการ

บบอดบนเครอขายแบบ Link compression 3.10.2.1 ทเราเตอร 1 ก าหนดคาคอนฟกเรชนทขาอนเตอรเฟส (Interface) ทตองการท าการบบอดดงน

R1(config)#interface serial 0/0 R1(config-if)#compress stac R1(config)#interface serial 0/1 R1(config-if)#compress stac

3.10.2.2 ทเราเตอร 2 ก าหนดคาคอนฟกเรชนทขาอนเตอรเฟส (Interface) ทตองการท าการบบอดดงน

R2(config)#interface serial 0/0 R2(config-if)#compress stac


R3(config)#interface serial 0/0

40

R3(config-if)#compress stac 3.10.2.4 ก าหนดคาพารามเตอรซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนเซรฟเวอร, ไคลเอนต, เลอกประเภทไฟลทตองการใชในการทดลอง, ท าการทดลอง และบนทกผล ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลอง 1 ตงแตขอ 3.10.1.1 ถงขอ 3.10.1.6 ตามล าดบ

3.10.3 การทดลอง 3: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายแบบ Layer-2 payload compression เอนแคปซเลชน (Encapsulation) ดวย “พพพ โพรโทคอล” (PPP Protocol)


R1(config)#interface serial 0/0 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#compress stac R1(config)#interface serial 0/1 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#compress stac


R2(config)#interface serial 0/0 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#compress stac


R3(config)#interface serial 0/0 R3(config-if)#encapsulation ppp R3(config-if)#compress stac

3.10.3.4 ก าหนดคาพารามเตอรซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนเซรฟเวอร, ไคลเอนต, เลอกประเภทไฟลทตองการใชในการทดลอง

41

ท าการทดลองและบนทกผล ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลอง 1 ตงแตขอ 3.10.1.1 ถงขอ 3.10.1.6 ตามล าดบ

3.10.4 การทดลอง 4: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการ

บบอดบนเครอขายแบบ TCP/IP header compression โดยเอนแคปซเลชน (Encapsulation) ดวย “พพพ โพรโทคอล” (PPP Protocol)


R1(config)#interface serial 0/0 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#ip tcp header-compression passive R1(config)#interface serial 0/1 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#ip tcp header-compression passive


R2(config)#interface serial 0/0 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#ip tcp header-compression passive


R3(config)#interface serial 0/0 R3(config-if)#encapsulation ppp R3(config-if)#ip tcp header-compression passive

3.10.4.4 ก าหนดคาพารามเตอรซอฟแวร “เจเพรฟ” ทเคร องเสมอนซงท าหนาทเปนเซรฟเวอร, ไคลเอนต, เลอกประเภทไฟลทตองการใชในการทดลองท าการทดลองและบนทกผล ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลอง 1 ตงแตขอ 3.10.1.1 ถงขอ 3.10.1.6 ตามล าดบ

42

3.11 ด าเนนการทดลองบน “เนตเวรคลงค” ทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทาง (Routing Protocol) แบบผนแปร (Dynamic route) [37] [38] [39] [40] [41] [42]

ก าหนดคาโพรโทคอลก าหนดเสนทาง โดยเลอกใชโพรโทคอล “อไอจอารพ” (EIGRP) ทเราเตอรทง 3 ตว ดงน

เราเตอร 1 R1(config)#router eigrp 200 R1(config)#network 10.0.0.0 R1(config)#network 20.0.0.0 R1(config)#no auto-summary เราเตอร 2 R2(config)#router eigrp 200 R2(config)#network 10.0.0.0 R2(config)#network 192.168.20.0 R2(config)#no auto-summary เราเตอร 3 R3(config)#router eigrp 200 R3(config)#network 20.0.0.0 R3(config)#network 192.168.30.0 R3(config)#no auto-summary

3.11.1 การทดลอง 5: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทไมไดท าการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ (No compression) ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลองในขอ 3.10.1 ทงหมดตามล าดบ และบนทกผล

3.11.2 การทดลอง 6: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใช

เทคนคการบบอดบนเครอขายแบบ Link compression ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลองในขอ 3.10.2 ทงหมดตามล าดบ และบนทกผล

3.11.3 การทดลอง 7: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใช

เทคนคการบบอดบนเครอขายแบบ Layer 2 Payload compression เอนแคปซเลชน (Encapsulation) ดวย “พพพ โพรโทคอล” (PPP Protocol) ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลองในขอ 3.10.3 ทงหมดตามล าดบ และบนทกผล

43

3.11.4 การทดลอง 8: ท าการถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายแบบ TCP/IP header compression โดยเอนแคปซเลชน (Encapsulation) ดวย “พพพ โพรโทคอล” (PPP Protocol) ภายใตสภาพแวดลอมเชนเดยวกบการทดลองในขอ 3.10.4 ทงหมดตามล าดบ และบนทกผล

สรปภาพรวมของการทดลองทงหมด 8 รปแบบ ดงรปท 3.13

รปท 3.13 ภาพรวมการทดลอง (Overall Experiment)

44

บทท 4 ผลการทดลอง

4.1 ผลการทดลองบน “เนตเวรคลงค” ทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท (Static default route)

4.1.1 ผลการทดลอง 1 การถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทไมไดท าการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ (No Compression) ไดกราฟดงรปท 4.1

รปท 4.1 กราฟแสดงแบนดวดธผลการทดลอง 1

ผลการทดลอง 1/1 เลอกแหลงขอมลเปน “default traffic” ขนาด 10 เมกะไบต ใชเวลาในการถายโอนขอมล (Transmission time) ทงส น 69.5 วนาท และมคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate) เฉลยท 141 กโลไบตตอวนาท ดงตารางท 4.1

ตารางท 4.1 ผลการทดลอง 1/1 bin/iperf.exe -c 192.168.30.30 -P 1 -i 5 -p 5001 -f K -n

10000000

------------------------------------------------------------

Client connecting to 192.168.30.30, TCP port 5001

TCP window size: 8.00 KByte (default)

------------------------------------------------------------

[1912] local 192.168.20.20 port 1196 connected with

192.168.30.30 port 5001

[ ID] Interval Transfer Bandwidth

[1912] 0.0- 5.0 sec 736 KBytes 147 KBytes/sec

[1912] 10.0-15.0 sec 664 KBytes 133 KBytes/sec












45

ผลการทดลอง 1/2 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.txt” ขนาด 10 เมกะไบต ใชเวลาในการถายโอนขอมล (Transmission time) ทงส น 72.3 วนาท และมคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate) เฉลยท 135 กโลไบตตอวนาท ดงตารางท 4.2


10000000 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\TXT.TXT

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















ผลการทดลอง 1/3 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.docx” ขนาด 10 เมกะไบต ใชเวลาในการถายโอนขอมล (Transmission time) ทงส น 67.2 วนาท และมคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate) เฉลยท 145 กโลไบตตอวนาท ดงตารางท 4.3


10000000 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\DOC.docx

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001









46








ผลการทดลอง 1/4 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.mp3” ขนาด 10 เมกะไบต ใชเวลาในการถายโอนขอมล (Transmission time) ทงส น 75.0 วนาท และมคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate) เฉลยท 130 กโลไบตตอวนาท ดงตารางท 4.4


10000000 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\MP3.mp3

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















ผลการทดลอง 1/5 เลอกแหลงขอมลเปนไฟลประเภท “.zip” ขนาด 10 เมกะไบต ใชเวลาในการถายโอนขอมล (Transmission time) ทงส น 66.6 วนาท และมคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate) เฉลยท 147 กโลไบตตอวนาท ดงตารางท 4.5


10000000 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\ZIP.zip

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

47
















4.1.2 ผลการทดลอง 2 การถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทประยกตใชเทคนคการ

บบอดบนเครอขายแบบ Link compression โดยใชอลกอรธมการบบอด “สแตค” (STAC compression algorithm) ไดกราฟดงรปท 4.2




10000000 -T 1

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001






48













10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\TXT.TXT

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\DOC.docx

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------

49


192.168.30.30 port 5001



















10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\MP3.mp3

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















50



10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\ZIP.zip

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















บบอดบนเครอขายแบบ Layer-2 payload compression เอนแคปซเลชนดวยโพรโทคอล “พพพ” และใชอลกอรธมการบบอด “สแตค” ไดกราฟดงรปท 4.3


51



10000000

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001












52






------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001
















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001










53








------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001















บบอดบนเครอขายแบบ TCP/IP header compression เอนแคปซเลชนดวยโพรโทคอล “พพพ” และใชอลกอรธมการบบอด “สแตค” ไดกราฟดงรปท 4.4


54



10000000

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001













55




------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001












56




------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001











57

4.2 ผลการทดลองบน “เนตเวรคลงค” ทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบผนแปร (Dynamic) โดยเลอกใชโพรโทคอล “อไอจอารพ” (EIGRP)

4.2.1 ผลการทดลอง 5 การถายโอนขอมลขามเนตเวรคลงคทไมไดท าการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ (No Compression) ไดกราฟดงรปท 4.5




10000000 -T 1

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















58



10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\TXT.TXT

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001



















10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\DOC.docx

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001









59











10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\MP3.mp3

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001




















10000000 -T 1 -F C:\Z_Project\jperf-2.0.2\bin\ZIP.zip

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------

60


192.168.30.30 port 5001


















บบอดบนเครอขายแบบ Link compression ใชอลกอรธมการบบอด “สแตค” ผลดงรปท 4.6




10000000

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001





61






[1912] 40.0-45.0 sec 368 KBytes 73.6 KBytes/sec











------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001




















62

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001



















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001
















63




------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001

















บบอดบนเครอขายแบบ Layer-2 payload compression เอนแคปซเลชนดวยโพรโทคอล “พพพ” และใชอลกอรธมการบบอด “สแตค” ไดกราฟดงรปท 4.7


64



10000000

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001



















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001










65









------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001


















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001





66












------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001














บบอดบนเครอขายแบบ TCP/IP header compression เอนแคปซเลชนดวยโพรโทคอล “พพ พ” และใชอลกอรธมการบบอด “สแตค” ดงรปท 4.8


67



10000000

------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001
















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001













68




------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001
















------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001













69




------------------------------------------------------------



------------------------------------------------------------


192.168.30.30 port 5001













70

บทท 5 สรปผลโครงงาน

5.1 สรปผลการทดลอง จากทไดท าการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายผานการทดลองทง 8 รปแบบตามสมมตฐานทก าหนดไวในตอนตน เมอน าผลทไดจากแตละการทดลองมาสรางเปนตารางและกราฟสรปผล สามารถสรปประเดนทนาสนใจ ไดดงตอไปน

“เนตเวรคลงค” (WAN links) ทประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใดรปแบบหนง มคาเฉลยของเวลาทใชในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time) และคาเฉลยของอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate) คอนขางดกวาเนตเวรคลงคทไมไดประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใด ๆ ดงผลทสรปไวในตารางท 5.1, รปท 5.1, ตารางท 5.2, รปท 5.2, ตารางท 5.3, รปท 5.3, ตารางท 5.4 และรปท 5.4 ดานลางตามล าดบ

แสดงใหเหนวาการน าการเทคนคการบบอดบนเครอขายเขามาประยกตใช มสวนชวยใหการเคลอนยายสารสนเทศจากตนทางไปยงปลายทางมประสทธภาพทดข นในระดบหนง

“อตราการบบอด” (Compression rate) การประยกตใชเทคนคการบบอดบน

เครอขายในสภาพแวดลอมทไดด าเนนการทดลอง TCP/IP header compression มอตราการบบอดทดเปนอนดบแรกตามมาดวย Layer-2 payload compression และ Link compression ตามล าดบ ดงผลทสรปไวในตารางท 5.1, รปท 5.1, ตารางท 5.2, รปท 5.2, ตารางท 5.3, รปท 5.3, ตารางท 5.4 และรปท 5.4 ดานลางตามล าดบ

อยางไรกด โครงงานนไมสามารถจะสรปไดอยางชดเจนวาเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใดดกวารปแบบใด เนองจากมหลายปจจย (Factors) ทอาจท าใหผลการทดลองเปลยนไปได เชน สภาพแวดลอมของเครอขาย, ส อน าสญญาณ, รปแบบ/ขนาดของแพคเกต (Packets), จ านวนฮอบ/ระยะทางทขอมลเดนทางผาน (Hops), จ านวนครงของการทดลอง, อปกรณทใชทดลอง, เครองมอทใชวดผลการทดลอง เปนตน ซงโมเดลการทดลองทด าเนนการบนซอฟแวรเสมอน (Simulate software) มขอจ ากดในปจจยเหลาน

71

“แหลงขอมล” (Traffic source) ทมรปแบบ (Format) ตางกน เชน ไฟลขอมลประเภท “.txt”, ไฟลขอมลประเภท “.docx”, ไฟลขอมลประเภท “.mp3”, ไฟลขอมลประเภท “.zip” เปนตน เมอเดนทางผานเนตเวรคลงคทมการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรปแบบใดรปแบบหนง ตามทฤษฎแลวควรจะใหผลลพธทตางกน เพราะขอมลทถกบบอดมาแลวเมอมาท าการบบอดซ าจะไมมผลตอการลดขนาดของขอมล แตอาจท าใหขอมลนนขยายใหญขน

จากการทดลองไมสามารถสรปได เนองจากผลการทดลองไมไดเปนไปในทศทางใดทศทางหนงอยางชดเจน ดงผลทสรปไวในตารางท 5.5 ทงนเพราะมหลายปจจยทอาจท าใหผลการทดลองเปลยนไปได ดงทไดกลาวไวในประเดนเกยวกบ “อตราการบบอด” ขางบน

“โพรโทคอลก าหนดเสนทาง” (Routing Protocol) การประยกตใชเทคนคการ

บบอดบนเครอขายรวมกบโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท (Static) มคา Transmission time กบคา Transfer rate ทดกวาการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายรวมกบโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบผนแปร (Dynamic) ดงผลทสรปไวในรปท 5.6 และรปท 5.7 ดานลางตามล าดบ

เนองดวยโครงงานนน าเสนอเทคนคการบบอดบนเครอขายทง 3 รปแบบ ผานการด าเนนการทดลองดวยการก าหนดคา (Configuration) ในไอโอเอส (IOS) ทขาอนเตอรเฟส (Interface) ของเราเตอร (Router) ซงตามทฤษฎแลวจะมการเขาไปใชทรพยากรทงหนวยประมวลผล (CPU) และหนวยความจ า (RAM) ของเราเตอรในการท าการบบอด (Compress) และคลายการบบอด (De-compress) ซงเปนการเพมภาระงาน (Work load) ใหกบเราเตอร นอกเหนอไปจากหนาทหลกในการหาเสนทาง ดงนนโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงทซงไมตองท าโพรเซสเกยวกบการค านวณเสนทางจงใหผลลพธทดกวาตามทคาดไวตงแตตน แตทงนไมสามารถสรปตามนไดอยางเตมทนก เพราะเปนการท าการทดลองบนซอฟแวรเสมอน (Simulate software) ซงไมไดสะทอนถงการใชงานทรพยากรทแทจรงของเราเตอรดงเชนการท างานบนอปกรณจรง และเสนทางทขอมลเดนทางผานไมไดมความซบซอนมากมายกลาวคอมเพยงไมกฮอบ ดงนนจงไมไดสะทอนถงภาระงานทเราเตอรตองโพรเซสมากนก

72

ตารางท 5.1 สรปเวลาในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time)

ส าหรบแหลงขอมล (Source) ขนาด 10 MBytes แยกตามประเภท หนวยเปนวนาท (second) โดยใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท (Static route)

รปแบบการทดลอง (Scenarios) Transmission time (second)

default traffic .txt .docx .mp3 .zip Average

ไมไดท าการบบอดแบบใด ๆ No compression

69.5 72.3 67.2 75.0 66.6 70.2

ท าการบบอดแบบ Link compression

68.4 68.6 70.5 71.3 70.0 69.8

ท าการบบอดแบบ Payload compression

55.2 58.4 54.4 55.2 56.8 56.0

ท าการบบอดแบบ TCP/IP header compression

47.1 50.4 49.1 46.2 40.9 46.7

รปท 5.1 กราฟแสดงคาเฉลย Transmission time (second)

จากแหลงขอมลขนาด 10 MBytes ทง 5 ประเภท ทแสดงในตารางท 5.1 คาเฉลย Transmission time ทมคา “นอยสด” หมายถง มอตราการบบอดดทสด

- 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0

No compression

Link compression

Payload compression

TCP/IP header compression

70.2 second

69.8 second

56.0 second

46.7 second

73

ตารางท 5.2 สรปคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate)

ส าหรบแหลงขอมลขนาด 10 Mbytes แยกตามประเภท หนวยเปนกโลไบตตอวนาท โดยใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบคงท (Static route)

รปแบบการทดลอง (Scenarios) Transfer rate (KBytes/second)



141.0 135.0 145.0 130. 147.0 139.6


143.0 142.0 139.0 137.0 140.0 140.2


177.0 167.0 180.0 177.0 172.0 174.6


208.0 194.0 199.0 212.0 239.0 210.4

รปท 5.2 กราฟแสดงคาเฉลย Transfer rate (KBytes/second)

จากแหลงขอมลขนาด 10 MBytes ทง 5 ประเภท ทแสดงในตารางท 5.2 คาเฉลย Transfer rate ทมคา “มากสด” หมายถง มอตราการบบอดดทสด

- 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

No compression

Link compression

Payload compression


139.6

140.2

174.6

210.4

74

ตารางท 5.3 สรปเวลาในการถายโอนขอมลจากตนทางถงปลายทาง (Transmission time)

ส าหรบแหลงขอมล (Source) ขนาด 10 MBytes แยกตามประเภท หนวยเปนวนาท (second) โดยใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบผนแปร (Dynamic route, EIGRP)

รปแบบการทดลอง (Scenarios) Transmission time (second)



72.5 70.6 75.0 77.6 70.9 73.3


79.6 73.1 68.2 65.2 68.5 70.9


65.8 65.1 60.4 58.7 59.5 61.9


51.5 54.0 52.7 54.8 53.9 53.4

รปท 5.3 กราฟแสดงคาเฉลย Transmission time (second)

จากแหลงขอมลขนาด 10 Mbytes ทง 5 ประเภท ทแสดงในตารางท 5.3 คาเฉลย Transmission time ทมคา “นอยสด” หมายถง มอตราการบบอดดทสด

- 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0

No compression

Link compression

Payload compression


73.3 second

70.9 second

61.9 second

53.4 second

75

ตารางท 5.4 สรปคาอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate)

ส าหรบแหลงขอมลขนาด 10 Mbytes แยกตามประเภท หนวยเปนกโลไบตตอวนาท โดยใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบผนแปร (Dynamic route, EIGRP)

รปแบบการทดลอง (Scenarios) Transfer rate (Kbytes/second)



135.0 138.0 130.0 126.0 138.0 133.4


123.0 134.0 143.0 150.0 143.0 138.6


148.0 150.0 162.0 167.0 164.0 158.2


190.0 181.0 185.0 178.0 181.0 183.0

รปท 5.4 กราฟแสดงคาเฉลย Transfer rate (Kbytes/second)

จากแหลงขอมลขนาด 10 MBytes ทง 5 ประเภท ทแสดงในตารางท 5.4 คาเฉลย Transfer rate ทมคา “มากสด” หมายถง มอตราการบบอดดทสด

- 50.0 100.0 150.0 200.0

No compression

Link compression

Payload compression


133.4

138.6

158.2

183.0

76

ตารางท 5.5 เปรยบเทยบอตราการถายโอนขอมลตอหนวยเวลา (Transfer rate)

ส าหรบแหลงขอมลทมรปแบบ (Format) ตางกน ขนาด 10 Mbytes (Kbytes/second)

รปท 5.5 เปรยบเทยบกราฟแสดงคาเฉลย Transmission time (second)

ระหวาง “เนตเวรคลงค” ทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบ “คงท” และแบบ “ผนแปร” คาเฉลยของเวลาในการถายโอนขอมล ทมคา “นอยสด” หมายถง มอตราการบบอดดทสด

77

รปท 5.6 เปรยบเทยบกราฟแสดงคาเฉลย Transfer rate (Kbytes/second)

ระหวาง “เนตเวรคลงค” ทใชโพรโทคอลก าหนดเสนทางแบบ “คงท” และแบบ “ผนแปร” คาเฉลยของอตราการถายโอนขอมล ทมคา “มากสด” หมายถง มอตราการบบอดดทสด

5.2 ขอเสนอแนะเพอการน าไปประยกตใชงาน

ตามทไดน าเสนอในสวนทฤษฎ “การบบอด” (Compression) หรอบางทอาจจะเรยกวา “การเขารหส” (Encode) มวธการในการด าเนนการไดหลายวธ เชน การดงบางบตของขอมลทมคาซ าซอนออกไป หรอการลบบตไมมผลตอการเปลยนแปลงมากนกออกไป เปนตน โดยมวตถประสงคเพ อท าใหขอมลนนมขนาดทเลกลง (Reduced size) เพ อประหยดพนทในการจดเกบหรอเพอประโยชนในการรบ/สงขอมลเหลานน

การน าเทคนคการบบอดมาประยกตใชกบ “เนตเวรคทราฟฟค” (Network Traffic) เปนกระบวนการรปแบบหนง โดยมวตถประสงคเพ อท าใหทราฟฟคนนมขนาดเลกลง และการท ากระบวนการยอนกลบในรปแบบเดยว เพอท าใหทราฟฟคนนกลบคนสสภาพเดมเมอเดนทางผาน “เนตเวรคลงค” ไปถงยงปลายอกดานหนง

เพ อใหมองเหนภาพทงายขนจะขอเปรยบเทยบกบกระบวนการ “รแพคเกจจ ง” (Re-packaging) เชน การน าสนคาขนาดเลกทบรรจมาใน “บรรจภณฑ” (Package) ขนาดใหญ มาท าการบรรจใหมลงใน “บรรจภณฑ” ทมขนาดเลกลงแตยงคงใสใสสนคาชนนนไดเหมอนเดม เพอประหยดพนทบรรทกของพาหนะทใชในการขนสงจากตนทางถงปลาย เพอท าใหขนสงไดมากขนในแตละเทยว เปนตน กระบวนการในการแพคทตนทางและถอดแพคทปลายทางนท าใหสญเสยเวลาบางสวนไปเพอกระท าการดงกลาว

ดงนน แนวคดเกยวกบ “การท าการบบอดบนเครอขาย” จงเหมาะกบการน าไปประยกตใช (Deployment) บน “เนตเวรคลงค” ในสวนทเปนคอขวด (Bottleneck) เชน เสนทางหลกทมทราฟฟคคบคงและเขาควรออยเปนจ านวนมาก โดยการประยกตใชเทคนคการบบอดบนเครอขายนนาจะชวยให “เนคเวรคทราฟฟค” วงผานไปพรอมกนบนเสนทางนน ณ ชวงเวลา

78

หนง ๆ ไดมากขน ซงนาจะชวยใหยนระยะเวลาในการรอควเพอผานชองทางอนเตอรเฟสนนใหนอยลง และท าใหเวลาโดยรวมในการเดนทางจากตนทางจนถงปลายนอยลงดวยเชนกน

แตถาเสนทางนนทราฟฟคสามารถวงผานไดอยางตอเนองอยแลว (Smooth) การน าเทคนคการบบอดบนเครอขายเขามาประยกตใช อาจจะไมกอใหเกดประโยชนในเชงของการเพมประสทธภาพ เพราะจะเสยเวลาบางสวนไปโดยเปลาประโยชน เพอท ากระบวนการบบอดและการคลายการบบอดทแตละอนเตอรเฟสของอปกรณทท างานทช นเครอขาย (Layer 3: Network layer) ไดแก เราเตอร (Router) หรอสวทชเลเยอรสาม (L3 Switch) ยกตวอยางเชน รถทว งผานดานบนทางดวน (Toll way) ทตองชะลอหรอลดความเรวลงเพอจายคาผานทาง นนเอง

นอกจากนแลว “การท าการบบอดบนเครอขาย” ทนาจะมประสทธภาพมากกวาเทคนคการบบอดทด าเนนการโดยการก าหนดคา (Configure command) ในไอโอเอส (IOS) บนเราเตอรทไดน าเสนอในโครงงานน คอ การใชฮารดแวร (Hardware-based) ทสรางขนมาเพอวตถประสงคในการท าการบบอดโดยเฉพาะ เชน Cisco Advanced Integration Modules (AIM)

หรอ Cisco Compression Service Adapter (CSA) ดงรปท 2.6 ซงนาจะมประสทธภาพในการบบอดทดกวาการใชเราเตอรเปนตวท าการบบอด ทงนเพราะเราเตอรกมหนาทหลกในการก าหนดเสนทางอยแลว 5.3 ขอจ ากดและความทาทาย (Limitations and Challenges)

เนองจากความรฐาน (Knowledge base) ทจ ากดของผด าเนนโครงงานเกยวกบการบบอด เทคนคและเทคโนโลยทใชในการท าการบบอดบนเครอขาย จงตองเร มอานและท าความเขาใจตงแตตน ทงยงตองหารปแบบในการทดลองและเครองมอทน ามาใชในการทดลองเพอใหสอดคลองกบแนวคด (Concept) ของโครงงาน อกทงมขอจ ากดในการจดหาอปกรณ (จรง) เพ อน ามาใชในทดลอง สดทายไดเลอกท าการทดลองบนซอฟแวรเสมอน ซงผลการทดลองทไดไมนงและมความคลาดเคลอนอยพอสมควรแมจะด าเนนการทดลองภายใตสภาพแวดลอมเดยวกนทกอยางกตาม ในดานเครองมอทน ามาใชในการวดผลการทดลองยงไมสามารถพสจนหรอแสดงใหเหนไดอยางชดเจนถงสภาพการบบอดทเกดขน นอกจากนแลวอาจมองขามบางประเดนทควรน ามาท าการทดลองในเชงลกเพอใหเกดองคความรในมตท หลากหลาย แตโดยภาพรวมแลวไดพยายามใหอยในกรอบของสมมตฐานทวางไว

อยางไรกด แนวโนมการใชเครอขายไอพ (IP Network) เปนชองทางในการน าสงสารสนเทศ (Digital information) ไมวาจะเปนขอมล เสยง และภาพเคลอนไหว ทงสดและทบนทกไว (Live/Storage) นบวนยงเพ มปรมาณมากขนอยางตอเนอง ดงนนการศกษาในเชงลกเกยวกบวธการบบอดขอมลดจตอล ตลอดจนถงโครงสรางของโพรโทคอลและขนตอนวธในการน าสงเนตเวรคทราฟฟคเหลานน เพ อน าองคความรมาพฒนาเทคนคหรอเทคโนโลยทเกยวกบ “การบบอดสารสนเทศทว งบนเครอขายไอพ” จงเปนหวขอทนาสนใจอยางยง

79

เอกสารอางอง [1] Cisco Hand Book. " Introduction to WAN Technologies". [Online] Available: http://docwiki.cisco.com/wiki/Introduction_to_WAN_Technologies [2] Microsoft Library. "WAN Technologies". [Online] Available: http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb962087.aspx [3] Wikipedia®. "Wide area network". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Wide_area_network [4] Wikipedia®. "T-carrier". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/T-carrier [5] Wikipedia®. "E-carrier". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/E-carrier [6] Wikipedia®. "WAN optimization". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/WAN_optimization [7] Wikipedia®. Data compression". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Data_compression [8] Wikipedia®. "Lossless compression". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Lossless_compression [9] Wikipedia®. "Lossy compression". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Lossy_compression [10] Wikipedia®. "Point-to-Point Protocol: PPP". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Point-to-point_protocol [11] Wikipedia®. "Frame Relay". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_Relay [12] Wikipedia®. "High-Level Data Link Control: HDLC". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/High-Level_Data_Link_Control [13] Wikipedia®. "Huffman coding". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Huffman_coding#Compression [14] Wikipedia®. "Lempel–Ziv–Stac". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Lempel%E2%80%93Ziv%E2%80%93Stac [15] Wikipedia®. "LZ77 and LZ78". [Online] Available: http://en.wikipedia.org/wiki/LZ77 [16] Gordon Lyon. "TCP/IP Reference". NMAP.ORG [Online] Available: http://nmap.org/book/tcpip-ref.html

80

[17] Frame Relay Forum Technical Committee. "Data Compression Over Frame Relay Implementation Agreement: FRF.9". January 22, 1996. [Online] Available: http://www.broadband-forum.org/technical/download/FRF.9/frf9.pdf [18] The Computer Technology Documentation Project. "Wide Area Networks (WAN)". [Online] Available: http://www.comptechdoc.org/independent/networking/cert/netwan.html [19] Steven W. Smith, Ph.D. "The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing: Chapter 27 - Data Compression / LZW Compression". Copyright © 1997-2011 by California Technical Publishing. [Online] Available: http://www.dspguide.com/ch27/5.html [20] IETF. “RFC 1144: Compressing TCP/IP Headers for Low-Speed Serial Links”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1144.txt [21] IETF. “RFC 1490: Multiprotocol Interconnect over Frame Relay”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1490.txt [22] IETF. “RFC 1661: The Point-to-Point Protocol (PPP)”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1661.txt [23] IETF. “RFC 1662: PPP in HDLC-like Framing”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1662.txt [24] IETF. “RFC 1962: The PPP Compression Control Protocol (CCP)”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1962.txt [25] IETF. “RFC 1974: PPP Stac LZS Compression Protocol”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1974.txt [26] IETF. “RFC 1978: PPP Predictor Compression Protocol”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc1978.txt [27] IETF. “RFC 2118: Microsoft Point-To-Point Compression (MPPC) Protocol”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc2118.txt [28] IETF. “RFC 2427: Multiprotocol Interconnect over Frame Relay”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc2427.txt [29] IETF. “RFC 4349: High-Level Data Link Control (HDLC) Frames over Layer 2 Tunneling Protocol, Version 3 (L2TPv3)”. [Online] Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc4349.txt [30] Brian Morgan, Craig Dennis. “CCNP BCRAN Self-Study: Managing Network Performance with Queuing and Compression". Cisco Press, 2003. [Online] Available: http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=102233&seqNum=6

81

[31] Cisco Support Community and Technical Tips. “Data Compression: WAN Compression FAQs”. Document ID: 9289; updated: Nov 20, 2006. [Online] Available: http://www.cisco.com/en/US/tech/tk713/tk802/technologies_q_and_a_item09186a008019be75.shtml [32] Cisco Support Community and Technical Tips. "Understanding Compression (Including cRTP)". Document ID: 22308; updated: Feb 15, 2008. [Online] Available: http://www.cisco.com/en/US/tech/tk543/tk762/technologies_tech_note09186a0080108e2c.shtml [33] Cisco Support Community and Technical Tips. "Understanding Data Compression". Document ID: 14156; updated: Jan 15, 2008. [Online] Available: http://www.cisco.com/en/US/tech/tk713/tk802/technologies_tech_note09186a00801b3b86.shtml [34] Cisco White Paper. "Cisco IOS Data Compression". [Online] Available: http://www.cisco.com/en/US/products/ps6587/products_white_paper09186a00800a85cd.shtml#wp27752 [35] Cisco Data Sheet. "Compression Service Adapter for Cisco 7000 Series Routers". [Online] Available: http://www.cisco.com/en/US/products/hw/modules/ps2957/products_data_sheet09186a0080091d3f.html [36] Cisco Data Sheet. "Data Compression Advanced Integration Modules (AIM)". [Online] Available: http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/routers/ps274/ps279/product_data_sheet09186a0080091b8a.html [37] Cisco Guide Book. "Configuring TCP Header Compression". [Online] Available: http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/qos/configuration/guide/15_1/qos_15_1_book/config_tcp_hdr_comp.html [38] Cisco Guide Book. "Configuring Frame Relay Compression". [Online] Available: http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2/wan/configuration/guide/fwan_c/wcffrely.html [39] Cisco Guide Book. "Configuring Broadband Access: PPP and Routed Bridge Encapsulation". [Online] Available: http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios/12_2/wan/configuration/guide/fwan_c/wcfppp.html

82

[40] Chris Bryant, CCIE #12933. "Link Compression vs. TCP/IP Header Compression: A Cisco Router Tutorial". [Online] Available: http://www.thebryantadvantage.com/LinkAndTCPIPHeaderCompressionOnCiscoRouters.htm [41] nyquist.eu "Header and Payload Compression". November 12, 2012. [Online] Available: http://nyquist.eu/header-and-payload-compression/ [42] Real CCIE Lab Workbook. “Header-Compression Techniques”. Copyright @ 2005-2014. [Online] Available: http://www.realccielab.org/header-compression-techniques.html

study of compression techniques over wide area …...บนการเช อมต อเคร...

Documents