Đại học quốc gia Hà Nội
tr-ờng đại học công nghệ

Tr n Anh Tu n

NNG CAO CH T L
NG D CH V
M NG INTERNET

Ngành: Công Nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
Mã số: 2.07.00

LU N V N TH C S

Ng-ời h-ớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Cảnh Tuấn

Hà Nội 2007


CL C

CH VI T T Tầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ.. vi
DANH M C B NGầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ...vii
DANH M C HỊNH V ................................................................................................viii
M
Uầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ. x
CH NG 1: S PHÁT TRI N C A M NG INTERNET VÀ YểU C U V
CH T L NG D CH V - CÁC MÔ HỊNH CH T L NG D CH V (QoS) ........1
1.1
Gi i thi u m ng Internet vƠ ch t l ng d ch v IP (IP QoS) ........................... 1

D ch v N l c cao nh t (Best-effort service) ...... Error! Bookmark not
defined.
1.5.2
D ch v có phơn lo i ............................... Error! Bookmark not defined.
1.5.3
D ch v có b o đ m ................................ Error! Bookmark not defined.
1.6
D ch v có b o đ m (Intergrated Service): Giao th c dƠnh tr c tƠi nguyên
(RSVP) ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
1.6.1
Giao th c dƠnh tr c tƠi nguyên (RSVP) Error! Bookmark not defined.
1.6.1.1 V n hƠnh c a RSVP ........................... Error! Bookmark not defined.
1.6.1.2 Các thƠnh ph n RSVP......................... Error! Bookmark not defined.
1.6.1.3 Các b n tin RSVP ............................... Error! Bookmark not defined.
1.6.2
Các ki u dƠnh tr c ................................ Error! Bookmark not defined.
1.6.2.1 DƠnh riêng riêng bi t .......................... Error! Bookmark not defined.
1.6.2.2 DƠnh riêng chia x .............................. Error! Bookmark not defined.
1.6.3
Ki u d ch v ............................................ Error! Bookmark not defined.
1.6.3.1 T i ki m soát ....................................... Error! Bookmark not defined.
1.6.3.2 T c đ Bit b o đ m ............................. Error! Bookmark not defined.
1.6.4
Tính quy mô c a RSVP .......................... Error! Bookmark not defined.
1.7
C u trúc d ch v có phơn lo i (Differentiated Services Architecture) .... Error!
Bookmark not defined.
1.7.1
C u trúc diffserv ..................................... Error! Bookmark not defined.
1.7.2

2.1.4.1 Thi t b đo l u l ng dùng cho đ nh d ng l u l ng .................. Error!
Bookmark not defined.
2.1.4.2
nh d ng l u l ng chung (GTS) vƠ nh d ng l u l ng phơn b
(DTS)
............................................................ Error! Bookmark not defined.
2.2
Các c ch x p l ch cho gói tin ....................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1
X p hƠng VƠo tr c ra tr c (FIFO) ...... Error! Bookmark not defined.
2.2.2
Nguyên lỦ c p phát chia x công b ng Max-Min .. Error! Bookmark not
defined.
2.2.3
X p hƠng công b ng (FQ) vƠ X p hƠng công b ng có tr ng s (WFQ)
d a trên tính toán s th t . .................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.4
X p hƠng công b ng có tr ng s theo lu ng. ........ Error! Bookmark not
defined.
2.2.5
WFQ phơn tán theo t ng lu ng (FlowBased Distributed WFQ-DWFQ)
Error! Bookmark not defined.
2.2.6
WFQ theo lo i (Class-Based WFQ) ....... Error! Bookmark not defined.
2.2.7
Các c ch x p hƠng WFQ khác ............. Error! Bookmark not defined.
2.2.7.1 X p hƠng công b ng có tr ng s phơn tán DWFQ theo ToS ....... Error!
Bookmark not defined.
2.2.7.2 X p hƠng công b ng có tr ng s phơn tán DWFQ theo nhóm QoS
Error! Bookmark not defined.

2.3.1
Kh i đ ng ch m giao th c ki m soát truy n d n (TCP Slow Start) vƠ
Lo i tr ngh n ......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.2
Ho t đ ng c a l u l ng TCP trong mô hình lo i b cu i hƠng (TailDrop)
................................................................ Error! Bookmark not defined.
2.3.3
Phát hi n s m ng u nhiên (RED): Qu n lỦ hƠng đ i tích c c đ tránh
ngh n m ng ............................................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.4
Phát hi n s m ng u nhiên có tr ng s (WRED) .... Error! Bookmark not
defined.
2.3.5
Phát hi n s m ng u nhiên có tr ng s theo lu ng (Flow WRED).. Error!
Bookmark not defined.
CH NG 3: O KI M M T S C CH HO T
NG C A
DIFFERENTIATED SERVICE TRểN THI T B
NH TUY N CISCO .......... Error!
Bookmark not defined.
3.1
K t qu đo thông s Diffserv .......................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1
BƠi đo T c đ truy c p cam k t (CAR) .. Error! Bookmark not defined.
3.1.2
BƠi đo kích th c bursts bình th ng vƠ v t quá Error! Bookmark not
defined.
3.1.3
BƠi đo ch c n ng X p hƠng có tr ng s theo lo i (Class-Based Weighted
Fair Queuing - CB-WFQ) ....................................... Error! Bookmark not defined.

M

U

M ng vi n thông hi n đ i ngƠy nay đang phát tri n m t cách m nh m c v quy
mô c ng nh công ngh .

Vi t Nam, cùng v i m c đ t ng tr

c a thuê bao đi n tho i lƠ t l ng
gi i trí, giao ti p trên môi tr

ng chóng m t

i dùng Internet b ng thông r ng. LƠm vi c vƠ

ng m ng Internet nói riêng vƠ m ng IP nói chung

đang lƠ hình th c giao ti p hi u qu vƠ thu n ti n nh t. Xu h
các d ch v vi n thông lên n n t ng IP đƣ đ

ng h i t t t c

c d đoán vƠ đang đ

c ki m

ch ng ngay t i Vi t Nam. Các d ch v trên n n IP r t đa d ng: t g i th đi n t ,
truy c p web, th


các d ch v nh email, truy n file vƠ truy c p web.

ơy lƠ nh ng d ch v b ng

h p, dùng ít d i thông vƠ không ph i lƠ d ch v th i gian th c. NgƠy nay, s
l

ng d ch v đƣ t ng lên r t nhi u, bao g m c d ch v truy n th ng vƠ các d ch

v đòi h i th i gian th c nh VOIP vƠ h i ngh truy n hình. Các nhƠ cung c p
d ch v ph i tìm m i cách tho mƣn khách hƠng v l u l
l

ng thông tin vƠ ch t

ng thông tin. Các k thu t QoS có th đ m nhi m vi c đ m b o ch t l

ng

thông tin c ng nh s d ng hi u qu nh t b ng thông c a m ng. M t m ng dù
đ

c trang b b ng thông l n c ng c n ph i có nh ng chính sách QoS thích h p

đ cơn b ng nhu c u gi a các lo i d ch v . Tr

c nh ng nhu c u c a th c t khai

thác v n hƠnh m ng nh v y, tôi đ ng kỦ đ tƠi nghiên c u v các k thu t đ m
b o ch t l

Do th i gian nghiên c u còn h n ch nên m t s v n đ ch a đ

c đ c p chi

ti t , vì v y lu n v n ch c s khó tránh kh i các thi u sót. Tôi mong nh n đ

c

s quan tơm vƠ đóng góp Ủ ki n c a các th y, cô vƠ các b n đ ng nghi p đ hoƠn
thi n đ tƠi nƠy.
Xin cám n.


1

CH
NG 1: S PHÁT TRI N C A M NG INTERNET VÀ YÊU C U
V CH T L
NG D CH V - CÁC MÔ HỊNH CH T L
NG D CH V
(QoS)
1.1 Gi i thi u m ng Internet và ch t l ng d ch v IP (IP QoS)
M ng IP l n nh t lƠ m ng Internet toƠn c u. Internet phát tri n v i t c đ
chóng m t trong su t vƠi n m g n đơy cùng v i m t s l

ng l n các ng d ng

trên n n t ng Internet. Khi Internet vƠ các m ng intranet ti p t c phát tri n, nhi u
ng d ng khác ngoƠi d li u truy n th ng nh tho i trên n n IP (VoIP) vƠ h i
ngh truy n hình (video-conferencing) c ng xu t hi n theo đó. NgƠy cƠng nhi u


c phơn bi t

a ch IP ngu n, đ a ch IP đích, tr

ng th c IP, c ng ngu n, vƠ c ng đích. M t lu ng riêng l đ

ng

c t o b i các

gói xu t phát t m t ng d ng trên m t máy ngu n đ n m t ng d ng trên m t
máy đích, vƠ các gói thu c m t lu ng mang các giá tr n m tr

ng mƠo đ u

gi ng nhau.
h tr l u l

ng tho i, vƠ video, vƠ ng d ng d li u v i các yêu c u d ch

v khác nhau t m ng, các h th ng t i m ng lõi IP c n phơn bi t vƠ đáp ng các
d ng l u l

ng khác nhau d a trên c s nhu c u c a chúng. Tuy nhiên,v i d ch

v best-effort, không th phơn bi t trong s hƠng nghìn lu ng l u l

ng t n t i


ng pháp v n hƠnh m ng IP, nh các c ch c p phát tƠi nguyên, chuy n

m ch, đ nh tuy n, x p l ch vƠ lo i b gói.
M t s l i ích chính c a IP QoS:
-

Giúp các m ng có th h tr các yêu c u d ch v vƠ ng d ng

multimedia hi n có c ng nh đang xu t hi n. Các ng d ng m i nh
Voice over IP (VoIP) s có đ

c các yêu c u QoS rõ rƠng c th đ i v i

m ng.
-

Cho phép nhƠ v n hƠnh m ng đi u khi n tƠi nguyên m ng vƠ cách

th c s d ng chúng.
-

Cung c p s đ m b o d ch v

i u nƠy c n thi t đ h i t l u l

vƠ s phơn bi t l u l

ng trên m ng.

ng tho i, video vƠ d li u trên m t


D ng d ch v th hi n nh ng thông s tóm t t c a ch t l

ng d ch v mong


3

mu n. Nh ng thông s này đ

c s d ng đ h

ng d n l a ch n các thông s

d ch v th c t khi truy n m t datagram qua m t m ngc th . [5]
Cho đ n cu i nh ng n m 1980, Internet v n còn
có m t ít d ch v vƠ l u l

m c đ nghiên c u vƠ ch

ng thông tin. Vì v y, s h tr ToS không đóng vai

trò quan tr ng, vƠ h u h t t t c các tri n khai m ng IP đ u b qua byte ToS.
Nh ng ng d ng IP không đánh d u rõ byte ToS, vƠ các router c ng không s
d ng nó đ đi u khi n cách th c chuy n ti p gói IP. T m quan tr ng c a QoS
trên Internet đƣ t ng lên cùng v i s phát tri n c a Internet đ t đ n m c đ ph
bi n vƠ th

ng m i nh hi n nay. M ng Internet d a trên c s d ch v gói end-


c a ch c n ng QoS Internet trong m ng IP. [4]
VƠo n m 1986, Van Jacobson phát tri n t p h p ti p theo các công c QoS
Internet.
đ

ó lƠ c ch tránh t c ngh n cho h th ng đ u cu i, c ch nƠy đang

c s d ng trong nh ng ng dung TCP. Nh ng c ch nƠy lƠ kh i đ ng ch m

vƠ tránh t c ngh n, vƠ chúng đƣ h tr r t l n trong vi c ng n ch n s s p m ng
do t c ngh n c a Internet hi n nay. Chúng b

c đ u khi n các lu ng TCP có kh

n ng đáp ng nh ng tín hi u báo t c ngh n (nh ng gói b m t) trong m ng. Hai
c ch n a lƠ tái truy n nhanh vƠ khôi ph c nhanh đ

c b sung thêm vƠo n m

1990, cung c p ho t đ ng t i u trong th i đo n m t gói.


4

M c dù nh ng c ch QoS trong h th ng đ u cu i lƠ y u t c n thi t, chúng
v n không lƠm nên QoS end-to-end cho đ n khi nh ng c ch t
ng d ng vƠo các router đ truy n t i l u l

ng x ng đ



cho các ng d ng đ th hi n nh ng yêu c u tƠi nguyên end-to-end v i nh ng c
ch h tr trong các router vƠ nh ng công ngh m ng con. RSVP lƠ m t giao
th c báo hi u cho m c tiêu nƠy. Mô hình d ch v có b o đ m (inteserv) đòi h i
các tr ng thái theo t ng lu ng d c theo tuy n k t n i, do đó intserv không th m
r ng

quy mô m ng đ

ng tr c Internet, n i ph c v hƠng nghìn lu ng t i m t

th i đi mb t k .
Byte ToS IP không đ
c

c s d ng nhi u trong quá kh , nh ng nó l i đ

c t ng

ng s d ng sau nƠy nh m t cách đ báo hi u QoS. Byte ToS đƣ tr thƠnh

m t k thu t ban đ u cho vi c cung c p d ch v có phơn lo i (diffserv) trên
Internet, vƠ đ ph c v m c đích nƠy, nhóm ho t đ ng ITEF diffserv đƣ tiêu
chu n hoá vi c s d ng TOS nh lƠ byte d ch v có phơn lo i.
1.3 Các th

c đo thông s v n hành

S tri n khai QoS nh m m c đích cung c p m t k t n i v i nh ng gi i h n
ho t đ ng nƠo đó t m ng.