Chương 3: Các phương pháp điều khiển tắc nghẽn
Chương 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN
3.1 Giới thiệu chương
Trong chương này, chúng ta sẽ hệ thống hóa lại một số phương pháp điều
khiển tắc nghẽn điển hình nhất, phân tích đánh giá chúng dựa trên cơ sở những tiêu
chí đã đề xuất trong chương 2. Đó là các phương pháp điều khiển tắc nghẽn truyền
thống như DECbit, và một vài phương pháp mới như EWA, ETCP, FBA- TCP, QS-
TCP để cải thiện hiệu suất hoạt động mạng. Trong đó đặc biệt đi sâu vào phương
pháp điều khiển tắc nghẽn sử dụng TCP phổ biến hiện nay (đặc biệt là trong mạng
Internet) và XCP là ứng cử viên cho mạng dựa trên cơ sở IP sau này.
3.2 Một số phương pháp điều khiển tắc nghẽn truyền thống
3.2.1 DECbit
DECbit là một trong các mô hình điều khiển tắc nghẽn sớm nhất. Phương
pháp này sử dụng phản hồi ẩn. Trong DECbit, mạng cung cấp thông tin phản hồi cho
phép phía gởi điều chỉnh lưu lượng vào mạng. Các bộ định tuyến giám sát kích thước
trung bình của hàng đợi trong khoảng thời gian được định nghĩa. Nếu độ dài trung
bình của bộ đệm vượt quá ngưỡng (threshold) thì bộ định tuyến thiết lập một bit chỉ
dẫn chống tắc nghẽn (gọi là DECbit) trong các gói tin để thông báo sự tắc nghẽn của
mạng. Phía nhận gởi lại bit này trong thông báo nhận được đến phía gởi. Phía gởi
giám sát các bit chỉ dẫn chống tắc nghẽn này để điều chỉnh kích thước của cửa sổ gởi
như sau: Nếu xảy ra tắc nghẽn thì giảm đi theo phép nhân (nhân với 0,875), trong
trường hợp ngược lại thì kích thước cửa sổ được tăng lên theo phép cộng.
DECbit là phương pháp khá đơn giản và hữu hiệu. Tuy nhiên, căn cứ vào các
tiêu chí nêu trên thì thuật toán này không đạt được tính hiệu quả vì lưu lượng bị gạt
bỏ đáng kể (qua hệ số 0,875) dẫn đến thông lượng rất thấp. Ngoài ra, các tiêu chí về
tính bình đẳng, độ hội tụ, độ mịn điều khiển cũng không đạt được. Thuật toán không
phù hợp cho các ứng dụng mới trong NGN.
34
Chương 3: Các phương pháp điều khiển tắc nghẽn
3.2.2 Điều khiển chống tắc nghẽn trong TCP

• Thông tin phản hồi là ẩn và vì vậy cửa sổ gửi luôn giảm đi một nửa khi
xảy ra tắc nghẽn là không thực sự hiệu quả.
• TCP không chia sẻ thông tin điều khiển, vì vậy các kết nối cùng một
thời điểm đến cùng một đích (một trường hợp thường xảy ra với lưu lượng web) sẽ
phải cạnh tranh, thay vì phối hợp để sử dụng băng thông mạng một cách hợp lý.
• Đối với mạng đa dịch vụ, thuật toán điều khiển chống tắc nghẽn của
TCP không đem lại tính bình đẳng cần thiết cho các ứng dụng.
• Đối với mạng có lưu lượng biến đổi động, biến đổi nhanh, điều khiển
tắc nghẽn của TCP tỏ ra bất ổn định và không hội tụ [5]
36
Chương 3: Các phương pháp điều khiển tắc nghẽn
3.3 Một số phương pháp điều khiển tắc nghẽn mới
3.3.1 EWA (Explicit Window Adaptation) và FEWA (Fuzzy EWA)
Phương pháp EWA [10] (Explicit Window Adaptation) dùng thông báo một
cách rõ ràng đến phía gởi về băng thông còn khả dụng của các đường ra bằng cách sử
dụng cơ chế điều khiển lưu lượng giống như trong TCP để truyền thông tin phản hồi
từ các bộ định tuyến đến phía gởi.
Sau mỗi khoảng đo i với thời gian tồn tại không đổi phụ thuộc vào băng thông
của tuyến mà router có khả năng EWA được nối, chẳng hạn, 10ms, router với khả
năng EWA đo độ dài hàng đợi hiện thời của nó Q
i
và tính toán độ dài hàng trung bình
hiện thời
i
Q
.
i
i
QQ ,
và độ dài hàng trung bình trước đó

α
được cập
nhật mỗi milli giây như sau:
( )
==
i
Qf ,
αα



+
down
up
ωα
ωα
.
(3.2)
với
i
ii
QQQ
128
1
128
127
1
+=
−
(3.3)

lớn của các điều kiện tải.
Chính vì hạn chế đó EWA mờ (FEWA – Fuzzy EWA) [10] đã phát triển, khác
với EWA cũ chủ yếu ở việc tính toán α. FEWA sử dụng một bộ điều khiển mờ để
tính α dựa theo giá trị hiện tại và một giá trị gần nhất của bộ đệm bộ định tuyến. Với
các thay đổi này trong việc tính toán phản hồi bên trong bộ định tuyến, hiệu suất từ
đầu cuối đến đầu cuối có thể đạt được lớn hơn so với EWA.
3.3.2 ETCP (Enhanced TCP)
Ý tưởng của ETCP [10] là sử dụng phản hồi FEWA (dựa trên sự điều khiển
thích ứng lưu lượng-AWND) để tính cửa sổ gởi mới (SWND). ETCP phía gởi không
thực hiện chu trình bắt đầu chậm (slow start) và tránh tắc nghẽn (congestion
avoidance), mà bắt đầu với 1 cửa sổ gởi khởi tạo và cập nhật cửa sổ gởi theo các cách
sau:
38
Chương 3: Các phương pháp điều khiển tắc nghẽn
- Nếu cửa sổ gởi hiện tại lớn hơn cửa sổ điều khiển lưu lượng thì cửa sổ gởi
mới được thiết lập bằng cửa sổ điều khiển lưu lượng:
AWNDSWND ←
- Nếu cửa sổ gởi hiện tại nhỏ hơn cửa sổ điều khiển lưu lượng thì cửa sổ gởi
được tính như sau:
( )
SWND
SWNDAWNDSWNDSWND
/1
/.
←
Với tính toán này cửa sổ của phía gởi ETCP được tăng theo hàm mũ để tiệm
cận với cửa sổ điều khiển lưu lượng. Với các thay đổi nhỏ này có thể thu được sự cải
thiện đáng kể về khả năng thực hiện.
3.3.3 XCP (Explicit Control Protocol)
XCP [6] là giao thức truyền thông liên quan đến TCP. Không như TCP, XCP