Đồ án tốt nghiệp Đại học
Đỗ Thị Thanh Huyền-D2001 VT
Báo Cáo
Nghiên cứu các kĩ thuật quản lý
hàng đợi trong mạng IP
Đồ án tốt nghiệp Đại học
Mục lục
Trang
i
Thuật ngữ viết tắt i
Lời nói đầu 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QoS 3
1.1 Khái niệm QoS 3
1.1.1 Giới thiệu chung 3
1.1.2 Kiến trúc cơ bản của QoS 5
1.1.3 Các tham số của QoS 6
1.1.4 Các mức QoS 9
1.2 Điều khiển tắc nghẽn 18
1.2.1 Khái niệm 18
1.2.2 Các kỹ thuật được sử dụng trong quản lý tắc nghẽn 20
1.2.3 Điều khiển tắc nghẽn và tránh tắc nghẽn trong mạng TCP 20
1.3 Tổng kết chương 23
CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CQS TRONG ROUTER 24
2.1 Cấu trúc Router 24
2.1.1 Cấu trúc router 24
2.1.2 Chức năng của router 26
2.2 Cấu trúc CQS 29
2.2.1 Phân loại (Classification) 29
2.2.2 Quản lý hàng đợi (Queue management) 35
3.4.3 So sánh các thuật toán RED 90
3.5 Tổng kết chương 91
Kết luận 92
Tài liệu tham khảo 93
Đỗ Thị Thanh Huyền-D2001 VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
Thuật ngữ viết tắt
ACL Access Control List Danh sách điều khiển cấp
phép
AQM Adaptive Queue
Management
Quản lý hàng đợi tương
thích
ARED Adaptive Random Early
Detection
Phát hiện sớm ngẫu nhiên
tương thích
ARIO Adaptive Random Early
Detection with In/Out put
RED vói các cổng vào ra
tương thích
ATM Asynchronous Transfer
Mode
Kiểu truyền không đồng bộ
BA Behavior Aggregate Tập hợp các hoạt động
BGP Border Gateway Protocol Giao Thức cổng biên
Bootp Boot Trap Protocol Giao thức Bootp
CBQ Class Based Queue Hàng đợi trên cơ sở lớp
CBWFQ Class Base Weighted Fair
Queue
ICMP Internet Control Message
Protocol
Giao thức bản tin điều
khiển Internet
IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng ngoại
IP Internet Protocol Giao thức Internet
Đỗ Thị Thanh Huyền-D2001 VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
IS Intergrated Service Dịch vụ tích hợp
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ
Internet
LAN Local Area Network Mạng nội vùng
LDP
MMF
MIB Management Information
Base
Cơ sở thông tin quản lý
mạng
MPLS Multi Protocol Lable
Swiching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
MTU Maximum Transport Unit Đơn vị truyền lớn nhất
NAT Network Address
Translator
Biên dịch địa chỉ mạng
NP Network Performent Hiệu năng mạng
OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến OSPF
PHB Per Hop Behavior Cách hoạt động trên từng
chặng
Protocol
Giao thức truyền file đơn
giản
TOS Type Of Service Loại dịch vụ
UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người sử
Đỗ Thị Thanh Huyền-D2001 VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
dụng
WAN Wide Erea Network Mạng diện rộng
WFQ Weighted Fair Queue Hàng đợi cân bằng có trọng
số
WRED Weighted RED RED có trọng số
Đỗ Thị Thanh Huyền-D2001 VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói
đầu
Lời nói đầu
Internet đã làm một cuộc cách mạng thay đổi nhiều khía cạnh trong cuộc sống
của chúng ta. Nó làm thay đổi hẳn các hoạt động mang tính truyền thống của con
người. Bằng cách sử dụng Internet nó cho phép con người có thể tiếp nhận thông tin từ
xa như : có thể xem một bộ phim đang chiếu ở đâu đó, nói truyện với người ở rất xa,
hay theo học trực tuyến tới một khoá học nào đó ngoài nước….Bên cạnh đó mạng
Internet còn rẻ hơn nhiều so với các lợi hình dịch vụ khác, do đó nó được phát triển
rộng khắp ở mọi nước trên thế giới.
Có thể xem xét quá trình phát triển của Internet như sau. Sự phát triển các giao
thức cho Internet (IP) bắt đầu từ những năm 1970, nhưng thực sự phát triển vào những
năm 1980 và phát triển mạnh vào những năm sau đó. Năm 1995 mạng Internet đã kết
nối khoảng 100 triệu máy tính và cho tới ngày nay số lượng này đã tăng lên rất nhiều.
Qua đó ta thấy được sự bùng nổ về nhu cầu sử dụng Internet và sự gia tăng của lưu
lượng thông tin. Song song với việc quan tâm tới chất lượng dịch vụ thì mạng thông
Chương 3 : Quản lý hàng đợi và các thuật toán
Do lĩnh vực của đề tài này tương đối rộng, và bản thân kiến thức còn có nhiều hạn
chế nên đồ án không tránh khỏi nhiều sai sót. Em mong được sự góp ý và chỉ bảo của
các thầy cô và các bạn sinh viên để nội dung đồ án được hoàn thiện và phong phú hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn Thông,
đặc biệt là thầy giáo ThS Nguyễn Văn Đát đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo giúp em hoàn
thành đồ án.
Hà Nội ngày 25 tháng 10 năm 2005
Sinh viên thực hiện
Đỗ Thị Thanh Huyền
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QoS
Hiện nay lưu lượng trong mạng rất phong phú và đa dạng, mỗi kiểu lưu lượng
lại có một yêu cầu riêng về băng thông, độ trễ, mất gói và độ tin cậy. Bên cạnh đó
mạng IP best-effort có giao thức IP được thiết kế một cách tin cậy, không để ý đến
thời gian truyền, chỉ thích hợp trong mạng có độ tin cậy cao, do đó trong các mạng
phức tạp sẽ không đảm bảo được chất lượng dịch vụ. Với sự bùng nổ của Internet và
sự bùng nổ của mạng NGN cùng hầu hết các lưu lượng mạng đều dựa trên cơ sở IP thì
việc đảm bảo QoS cho các loại lưu lượng khác nhau là một vấn đề lớn. Do đó việc
nghiên cứu về QoS là điều cần thiết cho nhà quản lý dịch vụ.
1.1 Khái niệm QoS
1.1.1 Giới thiệu chung
Theo khuyến nghị E800 của ITU QoS được xem như: “Chất lượng dịch vụ viễn
thông là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của đối
tượng sử dụng dịch vụ đó”. Dịch vụ viễn thông là các hoạt động trực tiếp hoặc gián
tiếp của các doanh nghiệp cung cấp cho khác hàng khả năng truyền, đưa và nhận các
loại các thông tin thông qua mạng lưới viễn thông công cộng
QoS giúp cho các dịch vụ viễn thông và nhà cung cấp mạng đáp ứng được các
nhu cầu dịch vụ của khách hàng. Còn NP được đo trực tiếp hiệu năng trên mạng không
chịu ảnh hưởng của khách hàng và các thiết bị đầu cuối. Thêm nữa các giá trị của QoS
đo được rất khác so với các giá trị NP đo được do một kết nối từ đầu cuối A đến đầu
cuối B có thể phải chuyển qua nhiều kết nối trong mạng, hay phải qua rất nhiều mạng
và các thiết bị đầu cuối. Do đó để đo được QoS là rất khó. Việc đo đạc NP đơn giản
hơn nhiều.
So sánh giữa QoS và NP:
QoS được xác định bằng các chỉ tiêu định tính và định lượng. Chỉ tiêu định tính
thể hiện sự cảm nhận của khách hàng còn chỉ tiêu định lượng được thực hiện bằng các
số liệu đo cụ thể.
Theo khuyến nghị E800 của ITU: NP là năng lực của mạng (hoặc một phần của
mạng) cung cấp các chức năng liên quan tới truyền thông tin giữa những người sử dụng.
Mạng viễn thông bao gồm các hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn, mạng cáp
ngoại vi, được kéo dài từ điểm truy nhập tới thiết bị đầu cuối của khách hàng. Do đó
đánh giá chất lượng của mạng chính là đánh giá các chỉ tiêu, các thông số kĩ thuật có
liên quan tới khả năng truyền thông tin của mạng cùng các chủng loại thiết bị bên
trong mạng đó. Theo quan điểm của khách hàng thì họ mong muốn được cung cấp các
dịch vụ đảm bảo chất lượng, còn trên quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ thì khái
niệm chất lượng mạng là một chuỗi các tham số mạng có thể được xác định, được đo
đạc và điều chỉnh để có thể đạt được mức độ hài lòng của khách hàng về dịch vụ. Nhà
cung cấp dịch vụ có trách nhiệm phải tổ hợp các tham số chất lượng mạng khác nhau
thành tập hợp các tiêu chuẩn để có thể vừa đảm bảo lợi ích kinh tế của mình vừa thoả
mãn tốt nhất yêu cầu của người sử dụng. Khi sử dụng dịch vụ, khách hàng chỉ biết đến
nhà cung cấp dịch vụ chứ không quan tâm tới các thành phần của mạng. NP yêu cầu
phải được hỗ trợ các khả năng:
• Khả năng truy nhập dịch vụ
• Khả năng khai thác
• Khả năng duy trì
• Khả năng tích hợp dịch vụ
phục vụ từng hàng lần lượt? Để giải quyết vần đề này ta sử dụng các công cụ: hàng đợi
ưu tiên (PQ), hàng đợi đặt trước (CQ), hàng đợi cân bằng trọng số (WFQ) và hàng đợi
cân bằng trọng số trên cơ sở lớp (CBWFQ)
• Quản lý hàng đợi
Do kích thước của hàng đợi là giới hạn nên chúng có thể bị đầy và tràn hàng
đợi. Do đó khi hàng đợi đầy thì bất kì một gói truyền thông nào đến đều không thể vào
trong hàng đợi và nó sẽ bị loại bỏ. Việc loại bỏ này là loại bỏ đằng đuôi, điều này có
nghĩa là bất kì gói nào đến (thậm chí các gói có độ ưu tiên cao) đến khi hàng đợi đã
đầy đều bị loại bỏ. Do đó cơ chế này cần 2 yếu tố:
+ Luôn chắc chắn rằng hàng đợi không bao giờ đầy để có đủ chỗ cho các gói có
độ ưu tiên cao.
+ Phải có cơ chế loại bỏ các gói có độ ưu tiên thấp trước các gói có độ ưu tiên cao.
Phát hiện sớm ngẫu nhiên (RED) cung cấp đủ hai cơ chế này
• Định dạng và bắt giữ lưu lượng
+ Định dạng: được sử dụng để giới hạn tiềm năng băng thông của luồng.
Điều này được sử dụng rất nhiều lần để ngăn chặn vấn đề tràn luồng. Có thể tăng hoặc
giảm tốc độ của lưu lượng đến để phù hợp với hiện trạng của mạng.
+ Bắt giữ: cũng tương tự như định dạng, nó chỉ khác là nếu lưu lượng vượt
quá tốc độ cấu hình thì nó không dược đưa vào bộ đêm và có thể bị loại bỏ.
1.1.3 Các tham số của QoS
• Latency : Độ trễ khi truyền một gói tin qua mạng
• Loss : Độ mất gói
• Jitter : Giá thay đổi của gói tin
• Throughput: Thông lượng của mạng
• Availabily : Độ khả dụng của mạng.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
1.1.3.1 Latency
Trễ và latency thuộc cùng một nhóm chỉ số thời gian để truyền tải một bit qua
mạng từ nguồn tới đích. Hay nói theo cách khác thì latency là thời gian mà mạng lưu
và thậm chí gây tắc nghẽn trong mạng. Thường thì độ mất gói ảnh hưởng nhiều tới
dịch vụ IP telephony/VoIP hơn là các dịch vụ dữ liệu. Do trong khi truyền thoại thì
việc mất nhiều bit hay gói gây ra hiện tượng nhảy thoại gây khó chịu cho người sử
dụng. Trong truyền dữ liệu việc mất nhiều bit hay gói gây ra hiện tượng không đều
nhất thời trên màn hình song hình ảnh (video) sẽ nhanh chóng được xử lý như trước.
Tuy nhiên nếu việc mất gói xảy ra theo dây truyền thì chất lượng của việc truyền dẫn
sẽ xuống cấp. Tỉ lệ mất gói nhỏ hơn 5% cho chất lượng tối thiểu và nhỏ hơn 1% cho
chất lượng liên đài.
1.1.3.3 Jitter
Jitter là sự khác biệt về trễ của các gói khác nhau cùng trong một dòng lưu
lượng. Biến động trễ có tần số cao gọi là jitter còn biến động trễ có tần số thấp gọi là
wander. Jitter chủ yếu là do thời gian xếp hàng của các gói liên tiếp trong trong một
luồng và là vấn đề quan trọng nhất của QoS. Các loại lưu lượng thời gian thực (như
thoại) thường chịu được jitter. Khác biệt trong thời gian đến của gói gây ra sự lên
xưống của thoại. Tất cả các hệ thống truyền tải đều có jitter. Khi jitter nằm trong
khoảng dung sai được định nghĩa trước thì nó không ảnh hưởng tới chất lượng dịch
vụ. Khi jitter quá nhiều thì có thể được xử lý bằng bộ đệm, song nó lại làm tăng trễ
bộ đệm. Jitter phải nhỏ hơn 60 ms (cho chất lượng trung bình) 20 ms cho chất lượng
trung kế.
Hình 1.4 : Mô tả hiện tượng jitter qua máy đo
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
1.1.3.4 Throughput (khả năng thông qua của mạng)
Là tốc độ luồng thông tin qua mạng (tính bằng KB/s; MB/s…). Bình thường
trong môi trường mạng LAN băng thông càng lớn càng tốt. Đối với từng loại mạng
khác nhau cho phép tốc độ luồng thông qua và kích thước gói tin khác nhau.
1.1.3.5 Availability
Là tỉ lệ thời gian mạng hoạt động. Độ khả dụng đạt được thông qua sự kết hợp
của độ tin cậy thiết bị với khả năng sống của mạng. Độ khả dụng là một tính toán xác
suất
jitter)
Some traffic is
more important
than the rest
Certain applications
require specific
network resource
The network
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
1.1.4.1 Các dịch vụ phân biệt
a. Các thuật ngữ:
Từ các năm về trước,nền công nghiệp đã chuyển hướng sang kiểu dịch vụ phân
biệt để cung cấp các cách đối xử với lớp dịch vụ của luồng IP. Dịch vụ phân biệt được
xem như là sự phát triển của việc sử dụng các trường TOS trong các gói IP. Dịch vụ
phân biệt là một kiểu CoS (lớp dịch vụ) nhằm nâng cao chất lượng của các dịch vụ
best effort trong mạng
Nó phân biệt lưu lượng bởi người sử dụng, các yêu cầu dịch vụ và các tiêu
chuẩn khác nhau, sau đó nó đánh dấu các gói do vậy mà các node mạng có thể cung
cấp các mức dịch vụ khác nhau thông qua hàng đợi ưu tiên hoặc phân phối băng tần,
hay bằng việc chọn lựa các router chuyên dụng cho các luồng lưu lượng đặc biệt. Hệ
thống quản lý hoạt động điều khiển việc phân phối dịch vụ.kiểu dịch vụ best effort
truyền thống của Internet không thể phân biệt giữa các luồng được tạo ra bởi các Host
khác nhau. Khi các luồng thay đổi thì mạng cung cấp dịch vụ tốt nhất mà nó có thể
nhưng không có sự điều khiển để bảo tồn các mức dịch vụ cao hơn cho một số luồng
này mà không phải là các luồng khác. Dịch vụ Diff-Serv đã làm gì để cung cấp các
mức dịch vụ tốt hơn trong môi trường best effort. Dịch vu Diff-Serv mang đến cách
tiếp cận không trạng thái điều này tối thiểu hoá sự cần thiết của các node trong mạng
Internet để nhớ bất kì điều gì về các luồng. Nó không tốt trong việc cung cấp QoS như
trong cách tiếp cận có trạng thái nhưng nó thực tế hơn khi truyền trên mạng Internet.
biệt. Tất cả các thành phần này và các cách cư xử liên quan được thiết kế để tách riêng
quản lý lưu lượng và tính năng cung cấp dịch vụ từ các chức năng định hướng được
thực hiện bên trong các node mạng lõi.
Hình 1.6 : Mô tả các thuật ngữ trong mô hình mạng Diff Serv
Các tính năng nổi bật nhất của các mạng Diff-Serv là các miền DS và các node
biên DS. Các miền DS có thể là các mạng Intranet riêng, nhưng điển hình là các mạng
cung cấp dịch vụ tự trị có riêng các chính sách cung cấp dịch vụ và các nhận dạng
PHB. Các node bên trong DS biên dịch các giá trị DSCP và các gói hướng đi. Chúng
có thể thực hiện một số chức năng điều phối lưu lượng và có thể đánh dấu lại các gói.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
Các miền DS kết nối với các miền khác thông qua các đường biên. Một vùng DS là
một tập các miền DS liền kề cung cấp các dịch vụ phân biệt liên vùng.
Các node đường biên DS tồn tại ở biên của mạng DS cũng giống như các node
lối vào và lối ra. Các node lối vào là quan trọng nhất do nó có nhiệm vụ phân loại và
đưa lưu lượng vào trong mạng.
Thiết lập các bit trong trường IP của các gói tại các biên của mạng. Sử dụng các
bit này để quyết định xem các gói được truyền đi như thế nào bởi các node điều phối
các gói được đánh dấu sao cho phù hợp với các yêu cầu hoặc luật lệ của dịch vụ. Các
yêu cầu hoặc luật lệ của mỗi dịch vụ phải được thiết lập thông qua cơ chế chính sách
quản trị. Một node mạng cung cấp các dịch vụ phân biệt bao gồm bộ phân loại cho
phép lựa chọn các gói dựa trên trường DS trong phần tiêu đề của gói tin đi cùng với nó
là cơ cấu quản lý hàng đợi và lập lịch cho các gói cho phép chuyển các gói theo các
cách cư xử khác nhau tuỳ theo trường DS.
Mô hình bao gồm :
• DS byte : byte xác định trường DS trong trường TOS của IPv4 và trường
TC trong IPv6. Các trường này hi vọng các gói tin được mong đợi nhận
được thuộc lớp dịch vụ nào.
• Các thiết bị biên : nằm tại lối vào hay lối ra của mạng nhằm cung cấp
DiffServ
• PHB cũng tương tự như việc biết trước các chức năng thêm vào để có thể
chia xẻ bất kì một băng thông kết nối vào với các tập cư xử khác.
• Một PHB có thể có độ ưu tiên tài nguyên (bộ đệm,băng thông) hơn các PHB
khác.
• Một PHB có độ trễ thấp, và các tham số mất gói.
Một PHB được thực hiện cùng với quản lí hàng đợi và cơ chế lập lịch. Các
router kiểm tra các trường DSCP, phân loại nó theo các quá trình đánh dấu và sau đó
chuyển gói tới các hàng đợi tương ứng. Một kết nối đầu ra đa hàng đợi với các mức độ
ưu tiên khác nhau. Kĩ thuật lập lịch được sử dụng để chuyển các gói ra khỏi hàng đợi
và chuyển tới chặng kế tiếp.
Các PHB được chỉ thị bởi các giá trị đặc biệt trong trường DSCP. Mặc dù mỗi
định nghĩa của PHB đã cung cấp các hiểu biết về một DSCP nhưng DS vẫn cho phép
đa giá trị DSCP được xắp xếp vào cùng PHB.
RFC cung cấp việc lắp đặt các DSCP:
Poo
l
DSCP*
Usage
1
xxxxx0 Assigned by IANA
2
xxxx11 Experimental/local use
3
xxxx01 Experimental/local/IANA
Bít được đánh dấu có thể là bit 1 hoặc bit 0.
Trường DSCP trong trường DS có khả năng phân biệt 64 điểm mã riêng biệt.
Không gian điểm mã chia ra thành 3 vùng cho mục đích quản trị và ấn định điểm mã.
Pool 1 có 32 điểm mã dược dành trước cho các PHB được định nghĩa rõ ràng. Pool 2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
phải có khả năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà phải hỗ trợ tích hợp đa
dịch vụ của nhiều loại lưu lượng khác nhau.
• Tối ưu hoá hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng : tài nguyên mạng
sẽ được dự trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên cao, phần còn lại dành cho số
liệu nỗ lực tối đa.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
• Cung cấp dịch vụ tốt nhất : mô hình IntServ cho phép nhà cung cấp mạng
cung cấp được dịch vụ tốt nhất khác biệt với các nhà cung cấp khác.
a1. Các yêu cầu của kiểu mạng tích hợp:
• Tài nguyên phải được quản lý rõ ràng để thoả mãn các yêu cầu của dịch vụ
• Dịch vụ đảm bảo cho dịch vụ thời gian thực không thể thực hiện được mà
không có sự đặt trước.
• Mặc dù có các ứng dụng có thể thích nghi động với sự thay đổi của mạng thì
vẫn phải thiết lập biên cho độ trễ đầu cuối.
• Việc chia xẻ tài nguyên thống kê giữa lưu lượng có tính thời gian thực với
lưu lượng phi thời gian thực cùng được thực hiện thông qua cơ sở hạn tầng
của mạng thời gian thực. Nói cách khác thì mạng Internet được sử dụng như
cơ sở hạ tầng cho cho việc truyền dẫn cả các dịch vụ có tính thời gian thực
lẫn phi thời gian thực.
a2. Các yêu cầu QoS đối với các dịch vụ IS:
Kiểu dịch vụ mạng lõi liên quan phần lớn tới thời gian truyền gói. Hiệu năng
dịch vụ phụ thuộc vào độ trễ thấp biến đổi trong khoảng rộng. Các ứng dụng thời gian
thực là một loại ứng dụng yêu cầu thời gian khắt khe, chỉ cần gói thời gian thực đến
muộn hơn thời gian cho phép là gói đó không còn giá trị và có thể bị loại bỏ. Còn các
ứng dụng đàn hồi thì luôn chờ cho các gói đến.
• Các ứng dụng thời gian thực:
Chia các ứng dụng thời gian thực thành 2 nhóm:
+ Ứng dụng thời gian thực có độ trễ không chấp nhận : có hiệu năng cao nếu
đưa ra đường biên trễ cao hơn đáng tin cậy. Để hỗ trợ các ứng dụng thời gian thực
điều khiển này có mục đích hỗ trợ cho các lớp dịch vụ thời gian thực tương thích với
trễ. Các dịch vụ này làm việc tốt trong môi trường phi tải nhưng bị suy thoái nhanh
chóng dưới điều kiện tràn tải. Mạng phải đảm bảo rằng tài nguyên băng thông và tiến
trình xử lý gói phải có giá trị để xử lý các mức dịch vụ yêu cầu. Các dịch vụ tải được
điều khiển không bắt buộc sử dụng các giá trị tham số cho mục đích đặc biệt như: độ
trễ, độ mất gói. Việc chấp nhận dịch vụ tải được điều khiển chỉ đơn thuần là một cam
kết để cung cấp các luồng có dịch vụ gần như tương đương với việc cung cấp cho lưu
lượng không điều khiển được bên dưới điều kiện có tải nhẹ. Luồng dịch vụ tải được
điều khiển có thể có ít hoặc không có trễ hàng đợi gói trung bình.
• Các ứng dụng đàn hồi:
Các ứng dụng đàn hồi luôn luôn chờ các gói đến. Đặc điểm chính của các ứng
dụng này là chúng sử dụng dữ liệu ngay lập tức chứ không để chờ trong bộ đệm,và
luôn chờ gói đến để xử lý chứ không bắt đầu quá trình khi không có gói. Nhìn chung
đối với việc phân phối trễ được đưa ra thì các ứng dụng này phụ thuộc nhiều vào độ trễ
trung bình
b.Mô hình dịch vụ IntSer
• Giao thức thiết lập : setup cho phép máy chủ và các router dự trữ động tài
nguyên trong mạng để xử lý các yêu cầu của các luồng lưu lượng riêng.
• Đặc tính luồng : xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho các
luồng riêng biệt.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
• Điều khiển lưu lượng : trong các thiết bị mạng (máy chủ, router, chuyển
mạch ) có thành phần điều khiển và quản lý tài nguyên mạng cần thiết để
hỗ trợ QoS theo yêu cầu. Các thành phần điều khiển lưu lượng này có thể
được khai báo bởi giao thức báo hiệu như RSVP hay nhân công. Thành
phần này bao gồm :
Điều khiển chấp nhận : xác định thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ
QoS theo yêu cầu hay không
Thiết bị phân loại : nhận dạng và lựa chọn lớp dịch vụ dựa trên nội
IP Data
Data
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về
QoS
đến đích nhưng không có chức năng khôi phục lại các gói bị mất hay truyền sai. Bộ
giao thức Internet trước đây chỉ bao gồm giao thức TCP/IP. Trong quá trình phát triển
thì các nhà thiết kế đã nhận ra tầm quan trọng của thời gian truyền hơn là độ tin cậy
truyền. Nói cách khác là quan tâm tới tốc độ hơn là việc khối phục các gói. Trong kiểu
truyền voice, video thời gian thực thì một số góí bị mất có thể bỏ qua được bởi việc
khôi phục lại có thể tạo ra phần tiêu đề quá lớn làm giảm hiệu năng của mạng. Để
cung cấp loại lưu lượng thì TCP đã được tổ chức lại trong TCP, IP, UDP. Các dịch vụ
chuyển gói và đánh địa chỉ cơ bản trong lớp mạng được thực hiện bởi IP. TCP,UDP
nằm ở lớp truyền tải, phía trên của IP. Tất cả đều sử dụng dịch vụ của IP, UDP là một
phiên bản của TCP chấp nhận các dịch vụ Best effort của IP. Các ứng dụng có thể sử
dụng UDP khi không cần các dịch vụ của TCP. Đối với các dịch vụ Best effort việc loại
bỏ các gói có thể chấp nhân được do việc khôi phục được xử lý bởi các dịch vụ khác.
Trong lớp vật lý hoặc lớp mạng các Frame có thể bị loại bỏ, trong lớp mạng các
router bị tắc nghẽn có thể loại bỏ các gói.
TCP là một dịch vụ truyền dữ liệu tin cậy được các hệ thống đầu cuối sử dụng để
khôi phục lại các gói đã bị loại bỏ trong mạng trong trường hợp có tắc nghẽn xảy ra, hay
bị loại bỏ bởi chính nó khi bộ đệm bị đầy. Trong mạng các gói cũng có thể bị loại bỏ
nhằm mục đích báo hiệu tắc nghẽn cho phía người gửi biết. Khi có gói bị mất trong
mạng thì phía thu sẽ gửi bản tin thông báo không nhận được gói đó cho phía gửi biết để
gửi lại gói. Cơ chế này gọi là cơ chế điều khiển tắc nghẽn, cơ chế điều khiển luồng.
1.2 Điều khiển tắc nghẽn
1.2.1 Khái niệm
Trong các mạng chuyển mạch gói, các gói tin đi vào và đi ra các bộ đệm, hàng
đợi hay thiết bị chuyển mạch giống như khi nó được chuyển qua mạng. Một đặc điểm
quan trọng của mạng là các gói tin đến dưới dạng bó từ một hoặc nhiều nguồn khác
nhau. Các bộ đệm sẽ giúp các router thu hút các bó cho đến khi chúng nhận được. Khi
truyền được các lưu lượng yêu cầu tính thời gian thực cao vừa truyền được các lưu
lượng không yêu cầu thời gian thực. Các loại lưu lượng khác nhau cùng chia xẻ một
đường truyền dữ liệu có thể ảnh hưởng lẫn nhau khi chúng cố gắng thể hiện các ứng
dụng của mình. Nếu mạng được thiết kế để hỗ trợ các loại lưu lượng khác nhau cùng
chia xẻ một đường truyền dữ liệu giữa các router thì có thể sử dụng các kĩ thuật điều
khiển tắc nghẽn để chắc chắn rằng mọi đối xử với các gói khác nhau là công bằng.
Một số lưu ý trong quản lý tắc nghẽn:
• Sự ưu tiên lưu lượng đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng nhạy với độ
trễ và dựa trên cơ sở giao dịch tương quan,tuy nhiên việc sử dụng hàng đợi
WFQ đảm bảo rằng tất cả lưu lượng đều được đối xử như nhau
• Sự ưu tiên được sử dụng hiệu quả nhất trong các kết nối WAN nơi mà sự
phối hợp giữa lưu lượng dạng bó và các luồng dữ liệu có tốc độ thấp hơn có
thể gây ra tắc nghẽn tạm thời.
• Tuỳ thuộc vào kích thước gói trung bình mà sự ưu tiên cũng hiệu quả hơn
khi được gửi tới các kết nối có tốc độ bằng luồng T1/E1 hoắc thấp hơn.
Copyright: Tài liệu đại học ©