Luận văn giải pháp Đảm bảo chất lượng dịch vụ trên mạng ip Đánh giá và so sánh hiệu quả Đảm bảo qos của diffserv và intserv

vụ trên nên mạng TP, cần định nghĩa cụ thể tập hợp những tham sd QoS khách quan phải được quan tâm củng với mô hình phủ hợp cho sự rằng ® _ Tìm hiểu lịch sử phát triển QoS IP củng với c

Chương 1 TÔNG QUAN Ive CHAT 1 ONG DỊCH VỤ

1.1 CHAT LUONG DICH VU (QoS) VA CAC THAM SỐ QoS

1.1.1 Giới thiệu chưng về QoS

1.1.2 Các thành phản thực hiện Qo8 sexy sexy

1.1.3 Các tham số QoŠ đặc trưng sec ¬—

1.2 CÁC YÊU CÂU ĐÂM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

1.3 CÁC VẬN DE DAM BAO QoS

1.3.2 Diều khiển QeS sexy sexy sexy

1.3.3 Quản lý Qo8 cong Hee reeree

Chương 2 DAM BAO CIIAT LUNG DICH VU CIO MANG IP

2.1 GIÁO THỨC LIÊN MẠNG (P ~ INTHRNƯT PROTOCOL)

2.1.1 Phân tiêu đề gói TP

2.1.2 Dịa chữTP ¬— ¬— ¬—

4.1.4 Các giao thức định tuyển

2.1.4 Các cơ chế truyền tải

TONG QUAN VẺ CHÁT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG TP (QoS I),

2.2.1 Lịch sử phát triển ede mé hinh QoS IP

2.2.2 Các tham số cơ bản ảnh hưởng tới QoS IP thục tế

2.3 CÁC CHỨC NĂNG CHUNG CỦA QoSIP

2.4 CAC KY THUAT DAM BAO QoS IP

2.4.1 Kỹ thuật đo lưu lượng và màu hóa lưu lượng

k2 lo

2.4.2 Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực

4.3 Kỹ thuật lập lịch cho gói lin

2.4.4 Kỹ thuật cất lưu lượng,

2.5 KẾT LUẬN

Chương 3: MỘT SỞ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO QoSIP sexy

3.1 MO HIXH DICH VU TICH HOP - INTSERV

3.2 MO HINH DICH VU PHAN BIBI - DIFFSERV

3.2.1 Tổng quan về mỏ hình DifServ _

3.2.2 Miễn dịch vụ phân biệt và điểm mã dịch vụ phân biệt

3.3.4 Xử lý gói tin trong DiffServ

3.3 KHUYẾN NGHỊ TRIỄN KHAI Qo§ TRÊN MẠNG IP

3.4 KÉT LUẬN

Chương 4 DANII GIA MO IDNI] DAM BAO QoS IP QUA MO PLIONG

4.1 ĐÁNH GIÁ CHUNG

4.2 MO PIIONG VA KIEM TRA QoS,

4.2.1 Tổng quan chương trình mô phỏng mạng NS2

2.2.3 Mô phỏng mô hình DiÊfServ

Assured Forwarding Chuyên tiếp dam bao

Active Quene Managernent Asychronous Transfer Mode Acoess Control System

Assured Forward Behavior Aggressive Bandwith Broker Best-Etiiort

Broadband ISN

Constant Bil Rate

Committed Burst Size Committed Information Rate Class of Service

Core Router Differentiated Sarvices Data Link Layer

views Code Point

2 Congestion Notification Expedited Forwarding

Edge Router European ‘Telecommunications Standards Institute

Furst In First Out Flow Specification Fair Quoucing

Flow Stale Information

Grade of Sevice Guaranteed Service Internet Engineermg ‘Task Korce Intergrated Service

IP Loss Rate

TP Packel Transfer Delay

IP Enơr Rate Trlerrpliorial Stzndard Organization

Quản lý hàng đời tích cực Chế độ truyền lái không đồng bộ

Hệ thông điều khiển truy nhập Chuyên tiếp đâm báo

Kết hợp bánh vì Phân bổ băng thông

Vào trước ra trước Dic i nding

Hăng đợi công tăng

Thang tin trạng thái luông

Tỷ lệ lỗi gói tinIP

Tổ chúc tiêu chuẩn quốc lễ

MulliProlocol Label Swilching Network Layer

Network Node Interface Net Performance

Packet Burst Size Per-Hop forwarding Behaviour Peak Information Rate

Priority Queucing Quality of Sorvice Resource Allocation Random Early Detection and Discard Request Kor Comments

Resource Reservation Protocol Simple Acceptance Control Protocol Shared Explicit

Service Level Agreement Simple Nelwork Management Protocol Single rate Three Color Marker

“Traffic Conditioning Agreement

Weighted lair Queueing Weighted Random Early Discarding

Giao thức Intarnet phiên bản 6 Hiệp hội viễn thơng quốc tế

Pa trang, Chuyển mạch nhấn đa giao thức

Các yêu cầu cân trả lời

Giao thức dành trước tài nguyên

Giao Hước điều khiển chấp nhận đơn giản

Chia sẻ tường minh

'Thộ thuận mức địch vụ

Gino thức quản lý mang don ifn

Bộ đánh đâu 3 trim the độ đơn

"hố thuận điểu kiện lu lượng

Bộ lọc Wildeard

Ling doi céng bing theo trong 33

Loại bỏ sớm ngẫu nhiên theo trọng số Quay vịng theo trọng số

Bảng 1.1 Các đặc tính phân lớp QoŠ cho mạng IP theo ITU-T 22

Bang 1.2 Phâu lớp QaS theo quan n của ETST 22 Bảng 1.3 Các vững dịch vụ của B-ISDN HH HH cao 25

Bảng 1.4 Phân vùng dịch vụ theo điển dàn ATM

Bảng 3.1: Các kiểu dành trước tải nguyên

Bang 3.2 Các bịt sử dụng cho diễu khiển chía sẽ sexy

Bang 3.3 Cac bit stt dung cho điều khiển lựa chọn máy gửi sexy see ST Bang 3.4 Cac tham sé của các đối tượng CL khác nhau 59 Bang 3.5 Các tham số của địch vụ cam kết Rspee sexy —-

Bang 3.6 Cac khdi diém ma dich vu phan biét DSCP 63

Bang 3.7 Chỉ tiết các phân lớp chuyển tiếp đảm bảo AT PIIB ¬-

Bang 4.1 So sanh mé hinh IntServ va DiffServ 71

Tên hình Trang

Tinh 1.1 Mô hình QoS tổng quát

Hinh 1.2 Kién tnic co ban của QoS

Hình 1.3 Các mức của chất hượng địch vu dau cudi-dau cuối

Hình 1.4 Các đặc đề

s

mm cơ bản của chất lượng địch vụ

Hinh 1.5 Hàng đợi vào trước ra trước trong router

Hình 16 Classify, Queue va Schedule bong rouler

Hinh 1.7 Co ché traffic shaping trong router

Hình 1.8 Các thành phan trong cơ câu đâm bão chất lượng dich vu

Hình 2.9, Mắt gói vi hiện tượng tran bộ dêm dầu ra sexy

Hình 2.10 Các chức năng đám bão Qo5 của bộ định tuyển IP

Ilinh 2.11 Phuong phap phfn loại gói đa tường chúc nang _

Hình 2.12 Phương pháp phân loại gói theo kết hợp hành vi sexy

ich Tiy ur dau cui Loi dat

xử lý và hàng đợi HHu re HHu re HHu re

Ilinh 2.16 Gao r6 C, P và chế độ hoạt động mủ máu của trTCM

Hình 2.17 Chế độ hoạt động rõ màu của trTCM

TTình 3.18 Sơ để nguyên lý hoạt động của RED

Hình 2.19 Hoạt động thông báo tắc nghẽn tường mính ECN

Tlinh 2.20 Hàng đợi wu tiên PQ

Hình 2.21 Hàng doi can bing FQ

Hình 2.22 Hàng đợi quay vòng theo trọng số WRIL

Hình 2.23: Ctia cắt hưu lượng thuận

Hình 2.24: Chia cắt lưu lượng bùng nỗ kiểu gáo rô

Hình3.1 Mô hình dịch vụ tich hop IntServ

[inh 3.6, Céu tric ban tin Path va Resy trong RSVP ¬— —

Linh 3.8, M6 hinh DiffServ tại biến và lỗi của mạng seeeeoeoeou OL Tĩinh 3.9 Mô bình các bước dịch vụ phân biệt DiffServ 62

Tĩnh 3.10 Miễn dịch vụ phân biệt DS sexy sexy ¬-

Hình 3.11 Cầu trúc của trường phân biệt dich vu DS 63

Hình 4.7 Đồ thị mô tả mất gói trong khoang thoi gian 120s 82

Hình 4.8 Đề tị rô tả thông lượng trong khoảng thời gian 1203 Error! Bpolkmarlc not defined

Hình 4.9, Độ trễ hàng dợi của lớp lưu lượng Error! Bookmark nơt defined.

1 CO SG KHOA HOC VA TINH THUC TIEN CUA DE TAI

Ngày nay, với sự bùng nỗ của Imernct, việc kết nổi và sử dụng Intemet ngày cảng đa dạng, phong phú, chỉnh vi vay tim quan trọng của việc đảm bảo chất lượng

dich vụ (QoS) ngay cảng tăng, Với sự ra dời của các nhà cưng cấp dich vu Internet

(SP), việc Ổn định “chất lượng của Intermet” cần phải được đảm báo Diễu đó có nghĩa lá các nhà cúng cấp Internet tạo ra cho người đúng những dịch vụ da dang, phong phú và cốt yêu là phải đăm báo chất lượng dịch vụ đó

Mạng Internet hiện nay cung cấp dịch vụ trên co sở phục vụ theo khá năng tối

da (best - effort), tức là không có bắt cứ một cam kết nào được đưa ra từ phúa nhà khai

thác về chất lượng dịch vụ Thay vào đó, tủy thuộc vào trạng thải cụ thẻ của mạng,

mang chủ sẽ thục hiện những khả năng tốt nhất của mình đề phục vụ lưu lượng cho

địch vụ [9] Dây là nguyên nhân chủ yêu thúc đây nghiên cứu mạnh :nẽ về QoŠ trên

nén mang IP trang những năm gắn đây

Chất lượng dịch vụ là một thành phần quan trọng của các mạng gói đa dịch vụ

Vấn để chất lượng dịch vụ và đánh giá chất lượng dịch vụ luôn là vân để đóng vai trò

quan trạng đổi với tất cả các loại hình dịch vụ viễn thông Mỗi loại hình địch vụ sẽ

quan tâm tới Qo5 ở những khía cạnh khác nhau

Việc tích hợp nhiều ứng đụng với các yên cầu vẻ QoS khác nhau đòi hỏi phải

có một mô hình đâm bảo QoS cho các địch vụ này Hưởng tiếp cận QoS theo taô hình IntServ va DiffServ rit phit hop với mạng gói IP [IS] Công nghệ IP và các ứng dụng

ủa nó đã và đang lạo ra nhiều cơ hội và thách thức mới cho các nhà cưng cấp địch vụ

viễn thông,

Từ tính cấp tuết nêu trên, chíng lôi chọn để Lài “Giới pháp đăm bãn chất

hegng dich ve (QoS) trin mang IP, ddnk gid va so súnh hiệu quả đâm hao QoS cia

DiffServ va TatServ” Luin vim sé di sau tim bidu những kiến thức cơ bản về chất

lượng địch vụ trên nên mạng TP như đặc điểm kỹ thuật phân tích và danh gia chat lượng cho mang IP qua mô hình IntServ và DiffServ, việc triển khai, hỗ trợ chất lượng dich vu trén nén tang TP,

2 MUC DICH NGHIEN CUU

Luan văn tập trung, nghiên cứu những, vẫn dễ sau:

-_ Tập trung nghiên cửu về đám bio chất lượng dịch vụ trên mang IP

- _ Phân tích, đánh giá hai mô hình IntServ và DiffServ đổi với Qo§ IP

- Sử dụng công cụ NS2 mô phỏng mỏ hình đấm bảo QoS$: IntServ va

DiffServ, từ đó đưa ra giải pháp cho việc đảm báo chất lượng dich vụ trên nên mạng IP

3 ĐÓI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Tổ tải tập trung nghiên cứu lý thuyết về đảm bảo chất lượng dich vy Cac md

tình và cơ ché dam béo QoS trén nén mang IP

Đánh giá và so sánh hiệu năng của 2 mô hình Intserv và DiffServ qua việc sử dụng công cụ mô phỏng N'S2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thực hiện nghiên cứu lý thuyết về các kiến trúc Qo§

Phân tích vả đánh giá qua mô phỏng

5 CÂU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mỡ đầu và kết luận, luận văn gồm 4 chương Chương 1: TÔNG QUAN VỀ CHẤT LUONG DỊCH VỤ Các vấn đề và yêu cảu dâm bảo chất lượng địch vụ:

a) Khải niệ dánh giá chất lượng địch vụ mạng

vụ trên nên mạng TP, cần định nghĩa cụ thể tập hợp những tham sd QoS

khách quan phải được quan tâm củng với mô hình phủ hợp cho sự rằng

® _ Tìm hiểu lịch sử phát triển QoS IP củng với các tham sé ảnh hưởng trực Hiếp

tới QoS IP trên thực tế

« Các kỹ thuật và công nghệ đâm bảo Qo§ TP: quân lý hàng dợi, lưa lượng, lập lịch cho gi tin

Chuong 3 MOT SO MO HINH BAM BAO QoS IP

© Disa nghiên cứu mồ hình hỗ trợ chất lượng dich vu trong mang IP, so sinh

lợi thể của mỗi mé hình địch vụ đôi với mang IP

©_ Nghiên cứu vả rút ra những giải phap cia hai mé hinh IntServ va DiffServ

Chương 4ˆ DÀNH GIA MO LUNI DAM BAO QoS IP QUA MO PHONG

* Banh gia chung vé DiffServ va IntSery, rút ra ưu — nhược điểm của hai mô hình trong thực lễ

® Luận văn thực hiện mô phỏng bằng N82 nhằm đảnh giả mô hình đấm bao

QoS trén mang IP

1.1 CHAT LUQNG DICH VU (QoS) VA CAC THAM SO QoS

1.1.1 Gidi thigu chung về QoS

Chất lượng dịch va (Quality of Service QoS) 1a mét khái mệm rộng vả được tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau, (Qo8 liên quan tới khả năng cung cấp cáo dịch vụ tốt hơn của một mạng đối với một hru lượng mạng đã chọn với những công nghệ khác

nhau bao gồm Frame Relay, ATM, Hthemet va cdc mang 802.1, SONET, IP

Chất lượng được dinh nghia trong ISO 9000 là “cấp độ của một tập các đặc tính vốn có đáp ứng đây đủ các yêu cầu” 'Theo khuyên nghị EB0O TEU-T, chất lượng dich vụ là “Một tập các khia cạnh của hiệu năng địch vụ nhằm xác định cấp độ thỏa

man của người sử dụng đổi với dịch vụ” Trong khi LƯTI: [ETEL - TR102] nhìn nhận

QoS là khả năng phân biệt luồng lưu lượng đế mạng có các ứng xử phân biệt đối với

các kiểu luồng lưu lượng, QoS bao trùm cả phân loại hóa dịch vụ và hiệu năng tổng

thê của mạng cho mỗi loại địch vụ [10]

Che đến nay vẫn chưa thực sự có một khái niệm hoàn chỉnh vẻ chất lượng dich

vụ, mặc dủ vậy ta có thế hiểu chất lượng dich vu 1a diéu kién dé vide cung cap dich vụ

truyền dữ liệu trên mạng phù hợp với các ứng dụng và đâm bảo sự nhận biết của

người đừng Chât lượng địch vụ bao gêm tập hợp các tiêu chí đặc trưng cho yêu cau

của từng loại hzu lượng cụ thẻ trên mạng như độ ẵ, /Mer (sự thay đái độ nỒ, d lệ

mắt gói, [16] Các tiêu chí trên có liên quan chặt chế tới băng thông đành cho lưu

thể Nó bao gém khả năng ứng xử, tính hiệu quả của mạng va chât lượng phục vụ mà

mạng cưng cAp AP (Access Point) la diém truy nhập mạng

'Việc thực hiện đâm bảo chất lượng địch vụ bao gồm ba thành tố cơ bản sau:

Cac ca chế đảm bảo chất lượng địch vụ tại các nút mạng: thuật toán hãng đợi

(queuing), cơ chế định hình hưu lượng (ra

đường truyên, các thuật toán du đoán và tránh t:

Chink sach QoS va các chức năng tính cước, quân lý để điều khiển và phân

phat Qo§ cho các lim hượng đi qua mang

Rode SPER GE Bech Ait dangược si 3

Hink 1.2 Kién wie co bin cia QoS

“Xét từ đầu cuối đến đầu cuối, chất lượng dịch vụ được chia ra một số loại sau:

'Beal-BfforL Service: Mô hình địch vụ “tối đá”, có nghĩa là mạng sẽ khai thắc

ng trong giới hạn cho phép, nhưng không đảm bảo độ trễ và mắt

u Vì vậy, khi có nhiề

Muổng lưu lượng truyền đi trong mạng và

vượi quá khả năng của rang, dịch vụ không bị từ chối nhưng chất lượng

dich vu giảm: thời gian trễ tăng, tốc độ giảm vả mất dữ liệu Với Best-Fffort,

đữ liệu đi vào mạng đều tuân theo quy tắc FTEO Không có sự đối xử rảo của Qo8 dối với dữ liệu

Differentiated Service (còn gọi là soft QoS): Một vài dòng lưu lượng của dich

vụ được tu tiên han những động lưu lượng còn lại (ví đụ như cam kết các địch

vu khac nhau thw thoai, video sé có băng thông ồn định, được xử lý nhanh hơn,

1í lệ mắt gói ít hơn, .)

Guaranteed Service (còn gọi là lard Qo8): dữ liệu di vào mạng được phân loại

thành các lớp khác nhau dẻ phân loại cách đối xử của mạng dối với dữ liệu

Thực hiện thông qua các tool QoS 1a PQ, CQ, WEQ và WRED Dịch vụ

được đảm bảo tuyệt đối

như băng thông, trễ, mắt gỏi

tải nguyên mạng, dành cho nó, với điều khoản cụ thể

Hình 1.3 Các mức của chất lượng dịch vụ đầu cuỗi-đầu cuỗi Tính chất chung của chất lượng dịch vụ: “Ziệu ứng chung của đặc tính chất

lượng dịch vụ là xác định mức độ hài lòng của người sử dụng đối với dịch vụ” Ngoài

ra, Qo§ còn là “khả năng của mạng đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định

cho mỗi ứng dụng theo như các yêu câu đã được chỉ rõ của mỗi người sử dung” Tit

đỏ, chất lượng địch vụ QoS cỏ thể được đánh giá theo hai cách: đánh giá chủ quan và

đánh giá khách quan

Đối với người sử dụng dịch vụ, chất lượng địch vụ phần lớn được đảnh giá một cách chủ quan Vĩ dụ, khi truy cập một trang Web, yêu tổ đâu tiên đề người sử dụng đánh giá chất lượng dịch vụ truy cập lả khả năng truy nhập thành công trang Web đó Một yêu

tỏ cũng không thể thiếu là đảnh giá mức đồ truy nhập nhanh hay chậm qua xem xét thời

gian cản thiết đề tải các dữ liệu từ trang Web Từ ý kiến đó, người sử dụng sẽ công nhận địch vụ truy cập Internet là tốt nên khả năng truy nhập cao (sự giản đoạn là hạn hữu và vận tốc truyền tải dữ liệu nhanh),

Dựa trên những đánh giá chủ quan, QoS dire coi là mức đô chấp nhận dịch vụ

của người sử dụng và thường được đánh giá trên thang điểm đảnh giá trung binh MoS

(Mean of Score), MoS dao déng tir mite (1-t6i) đến mức (5- xuất sắc) QoS cân được cung

cap cho mỗi ứng dụng đề người sử dụng có thẻ chạy ứng dung đó vả mức QoS mả img dụng đi hỏi được xác định bởi người sử dụng Từ MoS, các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra

mức chất lượng dịch vụ phủ hợp cho dịch vụ của mình

Điều cơ bản chung của cách đảnh giá chủ quan là với người sử dựng, sự đánh giá

phụ thuộc váo địch vụ cụ thể họ đang dùng Vĩ những đảnh giá nảy mang tỉnh chủ quan nên

chúng không được biêu hỏa một cách thông nhất và rảnh mạch:

Từ khia cạnh dich vu mang, QoS lién quan téi năng lực cung cáp các yêu câu chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Có hai kiểu năng lực mạng đẻ cung cấp chat lượng dịch vụ trong mạng chuyên mạch gói

a Mang chuyển mạch gói phải cỏ khả năng phân biệt các lớp dịch vụ

b Một khi mạng cỏ các lớp dịch vụ khác nhau, mạng phải có cơ chế ứng xử khác nhau

Người sử dụng đầu cuối Mạng chuyển mạch gói Người sử dụng đầu cuối

Hình 1.4 Các đặc điểm cơ bản của chất lượng địch vụ

Phương pháp cơ bản đề xác định chất lượng dịch vụ mạng là quá trình phân tích lưu lượng và các điều kiện của mạng, thông qua các bải toán được mô hình hóa hoặc

đo kiểm trực tiếp các thông số mạng đẻ đánh giá tiêu chuẩn khách quan

Nhìn từ khía cạnh mạng, một khung lảm việc chung của kiên trúc Qo§ gồm có

Phương pháp dé yêu câu vả nhận các mức của dịch vụ qua các hình thức

thỏa thuận mức dịch vụ SLA (Service Level Agreements) Các thỏa thuận

SLA gồm các tham số QoS như băng thông, độ trễ, .là một hinh thức giao kèo dịch vụ giữa khách hang và nha cung cấp dịch vụ Khách hảng can SLA đề hiểu các ứng dụng của họ nhận được mức dịch vụ như thế nảo, còn các nhả cung cấp địch vụ cần SLA dé hướng lưu lượng đầu vào của người

sử dụng tới mạng phủ hợp

Báo hiệu, phân phối bộ đệm va quản lý bộ đệm cho phép dap ứng yêu câu

nức dich vụ thông qua các giao thức danh trước tải nguyên cho ứng dụng

Điều khiển những ứng dụng cỏ sai lệch trong việc thiết lập các mức dịch

vụ, thông qua quá trinh phân loại loại lưu lượng, hướng tới chính sách

quản lý và thực thí đối với từng luông lưu lượng nhằm xác định kỹ thuật điều khiển lưu lượng phủ hợp Phương pháp sắp xếp cho luông lưu lượng qua mạng trong một chừng mực có the đảm bảo thỏa thuận các mức địch

vụ sử dụng, bằng các phương pháp định tuyên trên nền tảng QoS

Thương pháp tránh tắc nghẽn, quản ly tic nghén, hang doi, va thiét lap dé ngain chin các điều kiệu sự có rang gây ra những han qua bat lot anh huéng tới mức địch vụ Quân lý tắc nghến không phải là cơ chế phỏng ngừa, nhưng

là một cơ chế tác động ngượp khi cáo điều kiện tắc nghẽn phát sinh rong

mạng Phát hiện và loại bỏ sớm ngẫu nghiên RED (Random Baly Detection and Diseard) là một trong các kỹ thuật để ngăn ngừa tắo nghốn

GChính sách quán lý cho phép thực hiện các luật áp dụng cho các gói tin qua

mạng trên nẻn chính sách chung, Mỗi lớp lưu lượng có một giới hạn nhất định số các gói tin được chấp nhận trong một khoảng thời gian nhật định

Chính sách quản lý liên quan tới các hoạt động của thiết bị xử lý gói tin va

hiện trạng của mạng từ đỏ quyết định hình thức thỏa thuận mức địch vụ

Tiệp cận theo mồ hình phân lớp trong mô hinh tham chiêu hệ thông mở OSI

(Open System Interconnection) IA cach tiếp cận khác về QoS được nhìn nhận từ phía mang, QoS duoc đánh giá trong một số tầng

Từ mỏ hình trên chúng ta nhân thấy, chất lượng địch vụ tại các

Tang ứng dung AL (Application Layer): Qo8 dược nhận thức là “mức độ dịch vụ”,

Tầng truyền tải TT (Transport Layer): QoS duce thực hiện bởi kiến trúc logic của mạng, các cơ chế định tuyến và báo hiệu,

‘Tang mang NL (Network layer): QoS thé hiện qua cac tham số lớp mạng

‘TY lệ lỗi, giả trị trung bình, giá trị lớn nhất của các tham số như băng thông, độ trễ và độ tín cậy của luồng bea hong,

Lớp liên kết đứ liên DLT (Dafa link T.ayer): QoS được thế hiện qua các tham số truyền dẫn, tÿ lệ lỗi thông tín, các hiện Lượng tắc nghẽn và hỏng

tóc của các Luyển liên kết

ng cao cửa mô

trình hướng về người sử dụng (liên quan tới giao thức và phân mém điều khiển), trong, khi các tẳng thấp hướng vẻ các đặc tính của hệ thống mạng truyền thông (như cấu trúc

mang, tai nguyễn sử đụng Hong các nút và liên kết)

1.12 Các thành phần thục hiện QuS

Mục dịch chính của QoS là cụng cấp thử tư ưu tiên các dịch vụ giao nhận thông,

ti tin cậy chơ những lớp hay loại lưu lượng nao dé bao gồm: cấp băng thông, diều khiển rung pha và trễ (cần thiết dói với các ứng dụng thời gian thực và lưu lượng tương tác), cũng cấp sự ưu tiên cho một bay nhiều luồng mà không lảm cho các luồng khác bị lỗi Vấn dẻ trước tiên phải quan tâm lá quá trình lưu và chuyển gỏi tại các nút mạng diễn ra như thể nào, do tuyến đường rnả gói đi qua để đến địch là một chuối các nút và liên kết mang

1.1.21 Thực hiện QQoS tại các nút mạng

Quyết định chuyển gói dụa trên địa chỉ đích của mỗi gói và thông tin trong bang định tuyển của router Những router cẩn cho mạng, cỏ dam bão chất lượng dich

vụ không thì cần phải quan tâm thời điểm gửi gói

Trong phần lẻn cáo mạng, lưu lượng đến theo từng đợt thay đổi thất thưởng Trường hợp hay xảy ra là nhiền đợt gói tin đến từ các tuyển vào khác nhau và cừng một tuyển ra (băn thân tuyển ra chỉ có dung lượng hữu hạn) làm cho router nhận được

số g

tắt cá các router đều có các bộ đệm bên trong (các hàng đợi — queues) để lưu trữ những

gói thừa cho đến khi chứng có thể được chuyến Khi đó các gói này sẽ chịu thêm độ

, hay router chịu một sự ứ nghẽn nhất thời Trễ của gói từ nguồn tới đích bao gồm

nhiều thành phân nine té do bộ đệm kế trên rất thất thường, nó thay đối ngay cả

vượt quá khả năng phân phát tức thời của nẻ Dễ đổi phó với truờng hợp này,

giữa các gói tới cùng một đích

Mặt khác, gói đến sẽ bị hủy nến hết đung lượng bệ đệm và tỷ lệ mất gói la mat yếu tổ không kiếm soát được Với các hàng đợi FIEO sẽ không có các cơ chế phân

tách các loại lưu lượng khác nhau, lưu lượng mày sẽ ảnh hưởng tới chất lượng địch vụ

của lưu lượng kia khi vượt qua củng một hàng đợi

Thay vì chỉ có một hàng dợi phục vụ cho rrợi loại lưu lượng, người ta đưa ra cơ,

chế CQ8 (Classification-Queuing-Scheduling): sử dụng nhiều hàng dợi (với dung lượng và chỉnh sách hủy gói khác nhau) phủ hợp với yêu cầu chất lượng, dịch vụ của

Hàng đựi vào trước ra trước trong router

từng lớp lưu lượng can phyc vu Classification thyc hiện phản loại gói và chỉ định

bàng đợi phủ hợp cho từng gói Các hàng đợi vẫn phải chia sẻ cùng một dung lượng

tuyển ra (Output link) hữu hạn, cần một co chế đặt lịch phục vu (Scheduling) từng bàng đợi Các router như vậy được gọi là có kiến trúc COS

Hinh 1.6 Classify, Queue va Schedule trong router

Kién tic CQS cho phép chia tach, khéng cho các loại lưu hượng ảnh hưởng lẫn

nhau, thục hiện tu tiên với các loại lưu lượng cân chất hượng địch vụ cao Thực tế cân đặt ra những giới bạn đế các loại lưu lượng không được ưu tiên vẫn có được chất lượng địch vụ tôi thiểu cũng như đảm bảo băng thông cho những loại được wu tiên

Một chức tăng trong kiểu trúc ƠQS là đất ra các giới hạn băng thông cho một lớp lưu lượng (được gọi là định hình lưu lượng (affic shaping)) Nö kết hợp với

chức nắng lập lịch (scheduling) để quy định mức tản guất phục vụ với lừng hàng đợi toặc khoảng thời gian giữa hai lần lấy gói ra ở cùng mội hàng đợi Đình hình lưu lượng cúng cấp một cơ chế điều khiến lưu lượng lại một giao diện cụ thể, Nó giới hạn lưu lượng thông tin đi ra khỏi giao điện để tránh lâm mạng bị tắc nghẽn bằng các rằng buộc tốc độ thông tin đi ra ở một lốc độ bắt cụ thể đối với Lừmg loại lưu lượng tránh

trường hợp lốc độ bát tăng đội ngột

hình lưu lượng, polieing cũng là cơng cụ giới hạn tốc dộ bịt (rate-limiting tool) do dé

tam dich là kiểm sốt lưu lượng, Chỉnh sách hủy gĩi cĩ thể đơn giản như húy những gĩi mới đến khi khơng cén ché trong hang doi

1.122 Báo biệu QoS

Bao hiệu QoS cung cấp một cơ chế cho phép trạm cuối hoặc phân tử mạng đưa

ra yêu cầu về QoS với mạng Bảo hiệu thực sự cần thiết để phối hợp giữa các mút mạng với các kỹ thuật xử lý lưu lượng nhằm đắm bảo chất lượng dich vu “end to

end” Trong, mang IP chất lượng địch vụ từ đân cuối tới đâu cuồi được xây đựng từ

chất lượng dịch vụ trên một chuối các chặng mà lưu lượng đi qua

Báo hiệu điển khiến Qo5 rất can thié

lượng Cĩ 2 phương pháp hay dùng cho báo hiệu QoS là: Sử đựng quyền uu tiên IP (IP

precendence) va sit dung giao thite bao hiéu RSVP ( Resource Reservation Protocal) Chi

cho việc sử đụng các cơ chế xử lý lưu

tiết về hai phương pháp báo hiệu sẽ được trình bày trong các chương sau

1.13 Các tham số QoS đặc trưng

Yêu cau chất lượng dịch vụ của các ứng đụng khác nhau cĩ thể biểu điễn bằng một lập các tham sé QoS do duoc bao gồm băng thơng, độ lrẻ, rung pha, xác xuất mãi gĩi Các tham số sử dụng để tỉnh toan QoS tly thuộc vào kiểu mạng: Vi dụ thoại và

cée img dung multimedia rất nhạy cảm với trễ và rìmg phá; với tạng TP các tham số

thường được sử đựng là băng thơng, độ trễ và đơ tin cay, trong kbi dé mang khơng

Biểu điển mơ hình trạng thái QoS của mạng đưởi đạng rnội đỗ thị

G(V,E) (tong dé: V là các nút, E là các liên kết) Lưu lượng vào qua nút Vĩ và

ra khơi mạng nút Vị Mỗi liên kết (, j) cĩ 2 đặc tink: C(i, j) là dụng lượng liên

kết, f@,¡) la lưu lượng thục tế Gọi RQ, j) = CĨ, j)- Tú, j) lá băng thơng dư Khi

đĩ, nêu một kết nỗi yêu cầu băng thơng lá Dk thi một kết nổi được gợi là khả dung khi va chi khi RG,j) = Dk Mét két ndi mới cĩ thể được chấp nhận nếu tổn tại ít nhất một đường dẫn khả dung gitta 2 mit Vi va Vj

(Ù — Dộ nỄ

Trễ lá khộng thời gian một bản tia chiếm khi truyền từ điểm nảy đến

điểm khác 1rễ tổng thể (cỏn gọi lả trễ tích lũy) là thời gian trễ từ đầu cuối phát

tới đầu cuối thu tín hiệu Các thành phần trong tuyển kết nồi gây ra trễ như thiệt

bị phát, truyền dẫn, thiết bị chuyển mạch và định tuyến Trễ bao gồm một số

thành phản như

đỉnh định Luyến trong bộ định tuyến hay là thời gian một gồi phải trải qua trang một hàng đợi khi nó phải đợi dé duoc truyên đi trong một Tiên kết khác

Š lan truyền: là thời gian cần thiết để môi trường vật lý truyền dữ liệu Vi dụ trễ lan truyền trong các truyền dẫn quang thường nhỏ hơn

mỗi trường vô tuyến

© Tré chuyển tiếp: là thời gian cần thiết để thực hiện quyết định ương

bộ đình tuyển hay thời gian được yêu cầu để xử lý các gói đã đến (rong một nút Ví dụ, thời gian dễ kiển tra liêu để gói và xác định nút tiếp theo để gửi đi

e_ Trễ truyẻn dẫn: là thời gian sử dụng đề truyền tất cả các bit trong gói qua

liên kết, trễ truyền dẫn được xác định trên thực tế của băng thông liên kết

Thành phân cá thẻ được quản lý là trễ hàng đợi Gói có trù tiên cao hơn

sẽ được đưa ra để truyền trước và kỹ thuật hàng đợi như RED được áp dựng,

(ii) Biển thiên bỗ (JiHer)

Biển thiên trễ là sự khác biết về trể của các gói khác nhau cùng trong mệt luéng lưu lượng Biển thiên trễ chủ yếu đo sự sai khác về thời gian xếp bang của các gói liên tiếp trong một luỗng gây ra và là một lrong rihững vẫn để quan trong cia QoS Khi biến thiên nằn vào khoảng dung sai định tghấa trước

thì nó không ảnh hưởng tới chất lượng địch vụ, ngược lại, nếu biến thiên trễ quả lớn sẽ làm cho kết nối mạng bì đất quãng Trong một số ứng dụng, thư ứng, dụng thời gian thực không thể chấp nhận rung pha, biển thiên trễ lớn có thể

được xữ lý bằng bộ đệm, song nó lại làm tăng trễ

(iv) Dé tin ody

Độ In cậy xác định độ ổn định của hệ thông, đồng nghĩa với độ khả

dụng của hệ thống, Độ khả dụng của mạng cảng cao nghĩa là độ tin cậy của

mang va dé Gu din của hệ thống cảng lớn Độ khả dụng của mạng thường dược tỉnh trên cơ sở thời gian ngừng hoạt dộng và tổng sỏ thời gian hoạt dộng, tv} Mat gi

Mắt gói tin lả trường hợp khi gói tin không tới được dich ctia no wade thời gian timeout của bộ thu Trong mạng TCE/IP mắt gói xáy ra do mạng bị nghẽn liên tục hoặc xáy ra trên chỉnh các trường chuyên rạch gói, đây lá

nguyên nhàn gây ra sự trán bộ nhớ hoặc loại bở gói tin bởi các phương tiện

quán lí lưu lượng Từng gói bị mắt không thường xuyên cũng khiến kết nối gặp khó khăn Xá xuất mất gói là giá trị được nhân lên từ xác xuất mắt gỏi được kỳ vọng ở mỗi một trong các nút trung gian giữa một cặp nguồn và đích Xác xuất

dịch vụ thời gian thực

1.2 CAC YEU CAU DAM BAO CIIAT LUONG DICH VU

Đề nhận biết cáo yêu t lượng địch vụ, hệ thống thường nhận biết qua

các lép địch vụ Theo quan điểm của ITƯ-T, khuyến nghị 1-1541 các lớp địch vụ được

chia thành các vừng như sau

Bang 1.1 Các đặc tính phân lop QoS cho mang IP theo ITU-T

5 Dit ligu chuyén giao, trong tác cao

Dữ liệu chuyển giao, tương tác

Theo quan điểm này, các tham số thời gian thực vả tương tác cao được đặt lên

hàng đầu đổi với mạng IP Trong khi đó, mang IP nguyên thủy không hỗ trợ QoS cho

các địch vụ thời gian thục

Trong đự án TIFHON, ETSI đề xuất phân lớp Qo8 nil sau:

Băng 1.2 Phân lớp QoS theo quan điểm của ETST

Hội thoại thời gian Thoại, audio, | Nhạy cảm với trể vá biến dộng trể, có

thực (thoại, video, video, đa phương | giới hạn lỗi và tổn thất, tốc 46 bit thay

Luéng thởi gian Audio, video, da | lrễ và biển dộng trẻ có dụng sai nhất

thực (quảng bá) phương tiện định, dung sai nhỏ đối với lỗi và tổn thất,

tốc độ bịt thay đối

Tương láo cận lời gan Dũ liệu Nhạy câm với trể, biển động trễ và tên thực (web laowsig) thất, tốc độ bịt thay đối

Phi thai gian thực Dữ hệu Không nhạy cảm với trế và biên động

Hướng tiếp cận của BTSI tập trung vảo các địch vụ thường sử dụng trên mạng

TP đễ phân ra các loại dịch vụ yêu cầu thời gian thục và không yêu câu thời gian thục Đối với các yêu câu thời gian thực, ETSI-TR102 phân biệt địch vụ qua các đô nhạy

căm với các tham số QoS: Tré, biển động trễ, tốn thất gói và đặc tính tốc độ bít

vùng dịch vụ, theo hướng liên quan tới công nghệ lỗi cúa 13-ISDM là công nghệ ATM theo bảng dưới đây:

Băng 1.3 Các vùng dịch vụ của B-ISDN

6 cao (truyén file, am thanh, hình ảnh)

Ban tin Email chat

Khôi phục Truyền video, anh tinh, ảm thanh và dữ liệu

Phan bé Phin bé néi dung video, quang ba TV

Theo các phân vủng địch vụ của B-ISDN, diễn dân ATM dưa ra các phân lớp

dịch vụ ATM với các đặc lĩnh ứng dụng và đặc tính Qo8 như sau:

Bảng 1.4 Phân vùng dịch vụ theo diễn dàn ,LTM

'Tốc độ bít cổ định (CBR) — | Mô phỏng kênh Biển động trễ tế bảo thấp, tổn

Tốc độ bít không định nghĩa | Luu lượng nỗ lục Không yêu câu

1.3 CÁC VĂN DE BAM BAO QoS

Một cơ cấu đảm bảo chất lượng dich vụ chung nhất gồm 3 phân chính: Cung

cập QoS, điều khiến QoS va quan ly QoS:

©) Cung cdp QoS dua ra hang loat cdc kj thuat nhim thiét lap ludng và các giai doan théa thugn tai nguyén nhằm đâm bảo QoS từ đâu cuối tới đâu cuối

© Điều khiển QoS đua ra hàng loạt oác hành vi điểu khiến như lập lịch, chia

gởi và điều khiển luông,

® Quan ly QoS nhằm giám sát, phân bổ lại tài nguyên và duy trị các điều kiện

dim bio Qos.

Anh xa QoS 1 Lập lịch luỗng, 1 Giữnn sãi QoS

és " 2 Chia lưu lượng 2 Độ khả dụng Qo8

mm 3 Chính sách luỗng 3 Giảm cấp Qo$

3 Dành trước tài nguyên: 4 Điều khiển luỗng 4 Duy ti QoS

Co cau cung cap QeS bao gồm ánh xa QoS, kiém tra quân lý và đảnh trước tải nguyên:

© Module anh xa QoS: thực hiện chức nắng biên dịch giữa các thẻ hiện QoS5

sang các mức hệ thống khác nhau

© Module kiém tra quan lý QoS: chịu trách nhiệm kiếm tra độ khả đụng của

nguén Tài nguyên so với các yêu câu và ra quyết định có cho phép các yêu

cầu mới hoặc không

* Module báo hiệu vả dành trước tài nguyên: sắp xếp các nguồn tài nguyên thích hợp với các đặc tính QoS của người sử dụng, Module quan ly QoS cân dịch vụ nay để xác nhận các kiểm tra điều khiển quan lý thành công hoặc khéng Module anh xa QoS oan phải quan tâm tới khả năng của các giao thức bảo hiệu trước khi ghép các đặc tỉnh QoS vào mức chất lượng mạng

1.3.2 Điều khiển Qo5

Thanh phan điều khién QoS cung cấp điều khiển lưu lượng thời gian thục dụa

trên các yêu cần mức QoS từ giai đoạn cung cap QoS bao gầm các module:

® Module lap lich Iudng quản lý các luồng chuyển tiếp theo cùng ruột cách thức ở cả hệ thống cuối và mạng,

© Module chia lưu lượng điều chỉnh các luổng lưu lượng dựa trên các mức yêu cầu QoS bao gồm các thuật toán để phân tích và định hướng các luỏng

tại biên mạng và lập lịch trong mạng đề cung cắp hiệu năng cao nhất

œ Module chỉnh sách luông sử dụng trong diễu kiện lưu lượng người dùng chuyển qua vùng biên quản lý và cân loại bỏ giảm sat

® _ Module đồng bệ luông điều khiến các sự kiện tương tác đa phương tiện theo

trình tự và thời gian chính xáo.

Quan by QoS để duy tri cdc mite QoS théa thuận theo các module

© Module kiém tra QoS: theo dõi các mức QoS đầu ra sẽ được cung cấp hoặc sử

dụng, nó chính là cơ sở gửa Thực t lý mang lính toần tối ra hiệu năng nượng

® Module khả dụng: cho phép ứng dụng chỉ rỡ các tham số QoS giám sát vả phần hỏi để nhận ra hiệu năng cần thiết

© Module quan lý QoS: so sánh mức QeS kiếm tra với hiện năng mong muôn và

điều khiển tôi ưa đề đưa ra mức chất lượng dịch vụ Ngoài ra, nó cồn đâm trách: các vẫn để liên quan tới xử lý và khôi phục lỗi trên liên kết và các nút

®_ Module phan mite QoS: gồm các phép đo đề gia tăng sự phân mức cho kiến tric QoS, các thành phân trong module như bộ lọc QoS, tập hợp vả kiến

trúc phân lớp QoS

14 KẾT LUẬN

Trong chương này của luận văn lôi giới thiệu vẻ khái riệm Qo8, các vẫn để cơ

‘ban và chung nhất vẻ QoS bao gồm: các thành phần thực hiện QoS cũng như các mức

QoS en

trễ, biến thiên trễ và các yêu cau chung nhất để đảm bảo QoS Khung làm việc

đHo-end, các em số để đánh giá chải lượng dich vu QoS nhu bing thông, độ

MANG IP

Khi câng nghé chuyén mach goi IP 1A phương thức duy nhất cho mạng Internet

toàn câu như hiện nay, các giải pháp của ngành Công nghệ - Viễn thông đã và đang

được phát triển, ứng đụng thử nghiệm trong thời gian gần đây hướng tới mục đích phát

triển các giải pháp đâm bảo chất hrợng địch vụ trên nên mang IP

Mạng TP ở đây là các mạng dữ liệu sử dụng bộ giao thức TCPAP, hoạt động

đựa trên nguyên lý chuyến mạch gói Dứ liệu được truyền tải dưới dạng các gói IP ở

tối đi (Rest-Effor\), tức là mạng chủ sẽ thục hiện những khả năng tốt nhất của mình

mã không có bắt cứ một can kết nào từ phía nhà khai thác về chất lượng địch va Đây

chính là nguyên nhân chủ yếu thúc dây nghiên cửu mạnh mẽ về Qo§ IP trong những

xăm gắn đây.|1]—|8]

2.1 GIAO THỨC LIÊN MẠNG (IP -INTERXET PROTOCOL)

Việc mớ rộng phạm vi ứng dụng của giao thức TCP/IP hình thành lên các loại

mạng IP như: mạng internet toàn cdu, mang Intranet, mang riéng ảo dùng giao thức IP (P VPN) TCP/IP là một bộ giao thức trong đỏ IP là giao thức chủ chốt cung cấp khả năng kết nổi các mạng con thành liền mạng để truyền thông tin Việc truyền thông tin trong mang JP tén tại dưới ba hình thức: Umicast, multicast và broadcast Vai tro của IP tương tự nhà tang mang trong mô hình ISO:

‘Network interface —> Tahenet, Token-ting, FDDT, X.25, Wireless, Asyne, ATM, ,

and Hardware

Hinh 2.1 Chong giaa thize TCPAP Nhiễm vụ chính của IP là phân phát gởi theo kiểu không kết nổi

(vormectiontess) và phân xuảnh hoặc lái lạo các gói (đatagram) để phù hợp với kích

thước đơn vị truyền dẫn tối đa MTU (Maxinum Transmission Unil) của tầng hên kết

giao thức 6 hai tang dưới

Các gói dữ liệu IP được định nghĩa là cac datagram Méi datagram có phân tiêu

đề (header) chứa các thông tin cần thiết để chuyển dữ liệu Thông tin tiêu đề cân thiết

để hiểu IP Precedence và các thông số QoS Tiéu dé goi IP nhu sau:

Identification Fiags| Fragment offset Time tolive | Protocol Header checksum

32-bit source address

Vers (4-bi): Chỉ phiên bản hiện hành của IP được sử dụng Với IP thông

thường là IPv4 trên mạng, thể hệ IP tiếp theo lả IPv6

Length (4-bi): Chỉ độ dài của phần tiêu đề gói IP tính theo đơn vị 32bit

Precedence (3-bit): Chi thi quyen ưu tiên gửi gỏi IP, trưởng nảy có giá trị từ 0 (mức ưu tiên bình thường) tới 7 (mức kiểm soát mạng) quy định việc gửi đatagram

© —T (throughpuÐ (1 bit) — chỉ số thông lượng yêu câu: T = 1 thông lượng cao,

T =0 thông lượng bình thường

© R (reliability) (1 bit) — chi d6 tin cậy yêu câu: R = 1 độ tin cậy cao, R = 0 độ tin cậy bình thường

Type of Service (ToS ) (8-bit): Kiều dịch vụ Là chỉ số chất lượng dich vụ yêu cau cho IP datagram, tuy nhiên mạng IP phải có các cơ chế hồ trợ thủ yên cầu mới được thực hiện Trưởng này bao gồm những thông tin sau:

Total Length (16-bit): xac dinh độ đài của göi TP gồm cả phân đữ liệu và phân

tiêu để

1dentificadien (16-bij): Nhận dạng cäc datagram dược phân doạn từ cùng một

datagram lớn hơn, Nĩ kết hợp voi dia chi IP nguồn để nhận dang

#lags (3-bi: Liên quan đến sự phân mánh cúa dotagram Trong đỏ cĩ 2 bít cuối dùng cho việc phân mảnh các gĩi IP, chỉ ra gĩi đỏ cĩ được phân mảnh hay khơng

và gĩi đỏ cĩ phải là gởi cuối cửng bay khơng Cụ thể như sau:

© 0: chum sit dung va luơn bằng 0

© DF (Do not Fragment): bang 0 06 nghia là cho phép phân mánh, bằng 1

là khơng cho phép phân rãnh

© MF (More Fragment): bang 0 thi day 14 doan phan mảnh cuối cùng (the last fragment) Bang 1 dây là phân rảnh tiếp theo (more fragments)

Fragment Offeet (13-bu): Chỉ ra vị trí của đoạn trong gọd TP để cĩ thể tải lạo

lai datagram gốc

Time to live (TTL — 8 hil): Quy dinh thai gian (dn tai (Linh bằng giầy) của gĩi trên mạng đễ tránh tình trạng gỏi khơng, đến dược dích và cứ đi vịng quanh trên mang Bắt đầu từ trạm gửi nĩ sẽ dặt giá trị N (thường 16) cử đi qua mỗi nút mạng giá trị

của trường này sể giảm di 1 Nếu giảm TTL = 0 mà nĩ vẫn chưa tới dich thi goi sẽ bị

hủy tránh tỉnh trạng, đi quần trên mạng,

Protocol (8 bit): Chi xa giao thie & lop bén trên (vi dụ TCP, HGP hoặc UDP),

Checksum (16 bit): Kiém tra Ii theo ma du vịng CRC, chỉ dùng cho phần tiêu

đề gĩi Trường nảy luơn được cập nhật khi một gĩi tin đi qua router trung gian

Source IP Address (32 bit): địa chỉ IP của trạm nguơn (trạm gửi)

Destination IP Address (32 bit): dja chi IP cia tram dich (tram nan)

IP Option (a6 dai thay dai): Khai bao cáo tùy chon đo nơi gửi yêu cầu Trường

option khơng bắt buộc phải cĩ trong mọi datagram và chủ yêu dùng để kiểm tra lỗi

trén mang Option la một phần quan trọng của giao thức TP nên mọi tiêu chuẩn thực

hiện đựa trên IP phải bao gém tiến trình xử lý trường này Dệ đài của trưởng option thay đối try thuộc vào các tham số đi kèm Khi các eptiơn xuất hiên trong datagram,

nĩ sẽ kéo dài liên tục mà khơng cĩ sự ngắt quảng,

Padding: Ving dém, dam bão cho phân tiêu đề kiên kết thúc ở một mốc 32 bits,

2.1.2 Dia chi IP

Địa chỉ TP chính 1à sơ để địa chỉ hĩa để định danh các trạm (hosÙ trong fi

mang, Méi dia chi IP cĩ độ đài 32 bits (đối với IPv4) được tách thành bến phân (mỗi phan | byte) Cách viết phổ biển nhất là biểu điển dưới dạng thập phân cĩ dầu chấm:

để tách giữa các phần Mục đích của địa chỉ TP là để định danh duy nhái cho một hosL bat ky trên liên mạng

De tổ chúc và độ lớn của các mạng con của liên mạng cĩ thế khác nhau, rigười

ta chia cdc dia chỉ TP thành 5 lớp kỉ liệu A, B,

7, D, E với câu trúc như saix

bits 01234 8 16 24 31

class œwaw [B[—EsE—— | ME ———]

<Network Number, Host Number>

~ Network number: Phần định danh địa chỉ mạng

~ Host number: Phân định danh địa chỉ các trạm làm việc trên mạng đỏ

2.1.3 Các giao thức định tuyến

Khi đã cỏ địa chỉ IP của trạm nguồn vả trạm đích thì gói IP còn phải tìm đường,

để tới đích Ở từng chăng, các router làm nhiệm vụ chọn đường hay định tuyến cho các gói và router phải có thông tin vẻ các tuyến, các chăng và tỉnh trạng của mạng nỏi chung, Các giao thức định tuyên được dùng đẻ cập nhật những thông tin đó cho router

Đã cỏ rất nhiều giao thức định tuyển được phát triển cho mạng IP, có thể chia

làm hai loại chính:

© Định tuyển theo trạng thái liên kết (link-state routing)

© - Định tuyên theo vecto khoảng cách (distance-vector routing)

Với các giao thức định tuyến, mạng cỏ độ tin cây cao có khả năng tự vượt qua các tắc nghẽn cục bộ và phản ứng nhanh với các tình huồng xảy ra

Giao thức phân giai dia chi ARP(Address Resolution Protocol) được xây dựng

đề chuyển đổi dia chi IP sang địa chỉ vật lý (địa chỉ MAC) khi càn thiết (tức là thực hiện ánh xạ giữa địa chỉ IP va dia chỉ MAC của một tram) Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP (Reverse Address Resolution Protocol) được đủng trong trường hợp ngược lại

Giao thức thông báo điều khiên mạng Internet ICMP (Internet Control Message Protocol) thực hiện truyền thông bảo điều khiên (vẻ tỉnh trạng lỗi trên mạng ) giữa

các gateway hoặc trạm của liên mạng Một thông bảo ICMP được tạo và chuyên cho

trạm, trạm sẽ đọc thông báo đỏ với một IP header va chuyển đến cho router khác hoặc

trạm đích.

2.14 Cac co ché truyền tai

Lai giao thie & ting giao van la ‘TCP va UDP hoat déng wén IP, tuy nhién,

chung cỏ những đặc điểm khóc nhau Nếu độ trễ được coi trọng hơn độ tin cậy thì sử dụng UDP, ngược lại, sự tin cậy quan trọng hơn thì dùng TCP

TCP (Iransnission Control Protocol: là ruột giao thức "

(conneetiem-oriented), nghĩa là cần thiết lập kết nổi (logie) giữa một cặp thực thé TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau

TCP cung cấp khả năng truyền dữ liệu một cách an toàn giữa cáo máy trạm

trong hệ thông các mạng Dữ liệu được truyền theo luồng liên tục, đảm bảo sắp xếp

tuần tự các đoạn dữ liệu (segment) Né cung cấp thêm các chức năng nhằm kiếm tra

tính chính xác của dữ liệu khi đến và bao gồm cả việc gửi lại dit liệu khi có lãi xảy ra

Một tiến trình ứng đụng trong mội host truy nhập vào các địch vụ ctia TCT

tướng kết nổi”

được cung cấp thông qua một cổng (port) Một công kết hợp với một địa chỉ ID tao

thành một socket đuy nhất trên liên mạng để trao đổi thông tín

UDP (User Datagram Protocol): Newoc lại với TCP, UDP là giao thức kết nối

“không kết nổi” có phân tiêu để nhỏ hơn và íL chức nắng hơn niên ƯDP có xu hướng hoạt động nhanh hơn TCP Ngoài ra, UDP có cơ chế gán và quân lý các số hiệu công

để đinh danh các mg đụng,

2.2 TONG QUAN VE CHAT LUQNG DỊCH VU CHO MANG LP (QoS IP) 3.2.1 Lich sử phát triển các mô hình Qo§ IP

Vào khoảng giữa thập kỹ 1990, các rạng TP hoạt dộng theo xô hình “nỗ lực tối

đa” giống như mạng Internet hiện nay và dang phát triển thánh vac mé hinh dich va

phan biét phức tap Dưởi dãy là các bước phát triển của khái niêm QoS từ khoảng giữa thập ký 90 tới nay [L9]:

Tink 2.4, Cie bude phat trién cita mé hink QoS [12].

tiêu chuẩn hỏa chất lượng dịch vụ IP REC 1633 đưa ra mô hình dịch vụ tích hợp IntSery (Integrated Sevices) vả tập trung vào giao thức dành trước tải nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol) [19] RSVP bảo hiệu các yêu cầu vẻ trễ và băng thông cho các phiên riêng biệt tới từng nút đọc theo tuyển đường mả gói đi qua Trong môi trường không gian lớn như Internet, điều gây trở ngại lớn khi hoạt động là tại thời

điểm khởi tạo RSVP yêu cầu các nút dự trữ tài nguyên, vì số lượng các bộ định tuyển, thiết bị chuyên mạch lớn và đa dạng,

Đứng trước những thách thức nảy, một tập tiêu chuẩn vẻ chất lượng dịch vụ IP của

mô hình dịch vụ phân biệt được đưa ra Mô hình DiffServ (Differentiated Services) định

nghĩa các kỹ thuật dâu gói như thử tự ưu tiên IPP (TP Precendenee) và nút kẻ tiế

cae diém ma dich vu phan biét DSCP (Differentiated Services Code Points) pht hop voi các hành vi bước kế tiếp PHB (Per-Hop Behaviors) cho các kiêu lưu lượng,

Cả hai mô hình IntServ và DiffServ đều đưa ra các giải pháp hoàn thiện và các

IntServ sử dụng khải mệm dựa trên

luéng củng với giao thúc bảo hiệu

(RSVF) doc theo duéng dan goi tin

Trong giai đoạn đầu khởi tạo, mô

hình IntServ bị hạn chế bởi vấn đề mở

rộng vì rất nhiều luông lưu lượng cân

phải quân lý trong mạng đặc biệt lả

mạng đường trục

DifServ sử dụng phương pháp đánh dau gói để phân loại và ứng xử với từng

gói theo các hành vi độc lập

Da DiffServ có tính mềm dẻo lớn

nhưng mô hình này không cung cấp

đâm bảo băng thông cho các gói trong

cùng một luông lưu lương

Các dịch vụ tích hợp

Theo trạng thái luồng

Giao thức bảo hiệu RSVE,

ha nine my

Các dich vụ phân biệt Không trạng thái, Hành vi bước kế tiếp

Hình 2.5 Dich vu IntServ vat dich vu DiffServ [19]

Cáo kỹ thuật (QoS ngày cảng dược chú trọng nhiều hơn vảo cuối những năm

1990 và trở thành vẫn dé quan trọng khi tương thích với các công nghệ mạng tiên tiến

là công nghệ chuyển mạch nhân đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switehing)

và công nghệ mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Netwerk) [19]

Trong khoăng thời gian gần đây, các chiến lược phát triển mổ hình chất lượng địch vụ TP tập trung vào tính đơn giản và tự động, với mục tiên cũng cấp các kỹ thuật

dam bao QoS théng mình trên mạng IP Công nghệ QoS ngay cang dura ra các mục tiêu

chất lượng chỉ tiết và rồng hơn, có thể giải quyết các vẫn đẻ chất lượng dịch vụ

quan

TP ở những cầu hình phúc tạp Các nhà quản trị mạng muốn xu hướng quan ly QoS cang

đảm giản càng tắt và phát trién QoS theo hướng công cu bao mat hé thang [8]

2.3.2 Các tham số cơ bản ảnh hướng tói QoS IP thực tê

Tiển tới một chuẩn mực chung cho việc đâm bảo chất lượng dịch vụ, chúng ta cần

phải xây đựng cách đánh giá khách quan dựa trên những tham số đặc trưng khách quan liên

quan tới các địch vụ trên nên mạng TP Theo khuyến nghi của I.380 TTUT một số tham sô đánh giá hiệu năng truyền gói IP như sau:

«rể truyền gỏi IP (P Packet Transfer Delay IPTD): Thường gọi lả trễ mạng

hoặc trể dầu cuối tới dầu cuối 1rể cho một datagram hoặc phân doạn cuối giữa hai điểm tham kháo Liên quan đến trễ truyền gới LP, hai tham số quan trọng cần được quan tâm là trể trung, bình và biến thiên rể

» TF gói IP (TP Paokel Error Ratio — TPER): Tà tham số tính theo lệ

các gói tiaTP lỗi trên tổng số gói ti ]P nhận dược:

dụng là ứng dụng châm, các ứng dụng video có chất lượng thập, thời gian chuyển giao và truyền tải lưu lượng lớn có thời gian đãi Nhìn từ góc độ mạng, những vân đẻ nêu trên cỏ the định lượng qua các tham số QoS cia mang: Băng thông, mắt gỏi, độ trễ gói và điều khiển quản lý

() Băng thông

Sự thiếu hụt băng thông trong mạng Internet thường xuyên xảy ra do nhiều nguyên nhân: Bản thân nguồn tài nguyên mạng không đủ đáp ứmg hay các luồng lưu lượng củng tranh cấp một số tài nguyên Băng thông của đường định tuyển bằng giá trị băng thông của liên kết trên đường định tuyển cỏ băng thông nhỏ nhất Bang thong kha dung bang băng thông của đường định tuyến chia cho số luồng lưu lượng Hinh

2.6 cho ta một ví dụ về cách tính băng thông đường định tuyến (BW„a.) và băng thông

kha dung (BW ai)

em) mm

aa] ome —

BWoynux = min(1 OMbps, 256Kbps, 512Kbps, 100Mbps) = 256K bps

BWovait = BWoax / Flows Hình 2.6 Băng thông kha dung

Một số giải pháp giải quyết vẫn đề sử dụng băng thông:

« Tăng dung lượng liên kết đẻ phủ hợp với các ứng dung và người sử dụng với một số lượng băng thông dư Hạn chế của giải pháp nảy là thời gian, tiên, giới hạn của công nghệ trong quả trình nâng cấp hè thông

«e Phân loại lưu lượng thảnh các lớp QoS va uu tién các luồng lưu lượng quan trọng

© Nén dé ligu can truyền Việc nén dữ liêu có thê thực hiện bằng phần cứng hoặc phần mềm qua các thuật toản nén Vấn đẻ kho khăn trong giải pháp

nay là quá trình nén và giải nén sẽ làm tăng thời gian trễ vi độ phức tạp của thuật toản nén

© - Nền tiêu để gói tin Giải pháp này đặc biệt hiệu quả tại môi trường truyền thông mà

các gỏi tin có tỷ số kích thước tiêu dé/tai tin lớn TCP và RTP sử dụng phương pháp này

Độ tr gói, hay còn gọi la tre tir dau cudi tới dau cusi, 1a thời gian từ khi bên gửi bắt đầu gửi gói tín đến khi bên nhận nhận được toàn bộ gói tr Trể gói là tổng của các trề lan truyền (thời gian truyền gói qua liên kết) trên các liên kết và trễ xử lý-đợi (thời gian chuyển gỏi tin

từ giao điện đầu vào tới giao diện đầu ra - thời gian gói tin năm chờ tại hàng đợi) ở các bộ định tuyển trên đường định tuyến Ở ví dụ Hình 27, đường định tuyến bao gồm bến liên kết với ba bộ định tuyên, trễ gói là tổng các trẻ lan truyền trên bốn liên két (P1, P2, P3, P4) và trề xử

lý-đợi của ba bộ định tuyển (Q1, Q2, Q3)

Delay = P1 +Q1 +P2+ Q2 +P3+ Q3 +P4=Xms

Hinh 2.7 Tré tich lity từ đầu cuỗi tới đầu cuỗi

Trẻ lan truyền có giả trì cổ định phụ thuộc vào phương tiện truyền trong khi trễ xử lý-đợi có giá trị thay đổi do các điều kiện thực tế của mạng Trề lan truyền chỉ phụ thuộc vào băng thông khả dụng của liên kết Trễ xử lý phụ tuộc vảo các yêu tố: Tốc độ xử lý, mức

độ chiếm dụng CPU, phương thức chuyên mạch IP, kiến trúc bộ định tuyên và các đặc tính câu hình giao điện đầu vảo và đầu ra Trễ hàng đợi phụ thuộc vào số lượng, kích thước các gói tin trong hang doi và băng thông khả dụng trên liên kết đầu ra của bộ định tuyến va con phụ

thuộc vào kỹ thuật quản lý hàng đợi

Hình 2.8 Trễ xử lý và hàng đợi

Một số giải pháp cải thiện thời gian trễ như:

© Tang dung lượng liên kết đẻ các gói không phải đợi trước khi truyền dẫn Tăng băng thông sẽ làm giảm trề nói tiếp nhưng lại làm tăng giá thành hệ thông khi nang cap

e_ Sử dụng các hàng đợi ưutiên Giải pháp nảy hiệu quả hơn.

cùng tổn tai Nén tai làm kích thước gói nhỏ đi, thời gian trễ thấp, nhưng các kỹ

thuật nén sẽ làm gia tăng trễ

(iii) Mất gói

"Tham số nảy cho biết tỷ lệ phần trăm số gói IP bị mất trên tổng số toản bộ gói IP dau gửi đã chuyên vào mạng cho phía đầu nhận Mất gói thường xây ra khi các bộ định tuyến

trản không gian đệm Gói cỏ thẻ bị loại bỏ tại hàng đợi đầu vảo vì bộ xử lý tắc nghẽn và

hàng đợi đầu vào đây, và bị loại bỏ tại đầu ra vì bộ đệm đầu ra đây

Hình 2.9 Mắt gói vì hiện tượng tràn bộ đệm đầu ra Tăng dung lượng liên kết giúp giảm mắt gói Ngoài ra, chủng ta cỏ thể sử dụng một

số giải pháp sau đây cho việc giảm mắt gói:

© _ Chồng tắc nghẽn bằng phương pháp loại bỏ gói sớm trước khi có hiện tượng tắc

TP, chúng ta cần định nghĩa cụ thẻ tap hợp những tham số Qo8 khách quan củng với phương thức phủ hợp cho sư ràng buộc tham số đỏ Bên cạnh đỏ, mục tiêu đảm bảo chất lượng dịch vụ cũng cần làm rõ

2.3 CÁC CHỨC NĂNG CHUNG CỦA QoS IP

De đâm bảo Qo§, các bộ định tuyến IP cằn cỏ các chức năng được chi ra trong hình vẽ dưới đây sắp xếp theo hướng đi của luông dữ liêu từ đầu vào tới đầu ra của bộ

định tuyển.

phân chia Nhiệm vụ thứ nhất bao gồm các khối chức năng đánh dâu gói và phân loại

gói Nhiệm vụ thứ hai gồm các khỏi chức năng chính sách lưu lượng, quản lý hàng đợi

tích cực, lập lịch gói vả chia cắt lưu lượng

(i) Dénh dau goi tin IP

Chức năng đánh dâu gói đặt các bít nhị phân vào trường chức năng đặc biệt của

tiêu đề gói tin IP nhằm phân biệt kiểu của gói tin TP với các gói tín TP khác Cac goi tin

đã được đảnh dau khi đến một công dau vao van có thẻ được đánh dấu lại nếu các giả

trị đã được đánh dâu vi phạm chính sách của bộ định tuyển đang thực hiện chuyển gói

Vị dụ, nếu một gói được chuyên qua nhiều vùng dịch vụ phân biệt, các gói tin sẽ được đánh dâu nhiều lần dé phủ hợp với các thỏa thuận mức dịch vụ SUA giữa các vùng, Trường hợp các gói tỉn chưa được đảnh dau sẽ được đảnh dâu đẻ nhận giá trị phù hợp

với chính sách của bộ định tuyển

(ii) Phân loại goi tin IP

Phân loại gỏi được sử dụng để nhỏm các gói IP theo luật phân lớp dịch vụ Các gói IP được lựa chọn trên các trường chức năng của tiêu đẻ IP sử dụng cho đánh dầu gói IP Phân loại gỏi ti IP thường sử dụng hai phương pháp:

©_ Phân loại đa trường ME (Multi-Field)

Trong phương pháp nảy, các gói tin được phân loại dựa trên tổ hợp các giá trì

của một hoặc nhiều trường chức năng trong tiêu đề IP Bên cạnh đó, các tham số khác như nhận đạng giao diện công vảo cũng có thẻ sử dụng cho mục địch phân loại

.w Giao diện đầu vàc

Hình 211 Phương pháp phân loại gói äa trường chức năng

Phương pháp nảy thực hiện phân loại các gỏi dựa trên trường chức năng

chứa giả trị điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP

Hình 2.12 Phương pháp phân loại gói theo kết hợp hành vi

(ii) Chính sách lưu lượng

Chỉnh sách lưu lượng được sử dụng nhằm kiểm tra các luỗng lưu lượng gỏi tin

TP đến trên các công đầu vào của bộ định tuyến cỏ phủ hợp với các tốc độ lưu lượng

đã được thỏa thuận và xác định hay không

Chính sách lưu lượng kiểm tra tốc độ lưu lượng đầu vào theo tốc độ thông tin cam két CIR (Committed Information Rate), toc d6 théng tin dinh PIR (Peak Information Rate) và một số tham số phụ nhu kich thước bùng nỗ đỉnh PBS (Peak Đurst Size), kích thước bùng nỗ cam ket (Committed Burst Size), kich thude bing nỗ

vượt ngưỡng EBS (Excess Burst Size),

(iv) Quan ly hàng đợi tích cực

Quan ly hang doi tích cực AQM (Active Queue Management) la mét ky thuat

điêu khiển chóng tắc nghẽn Ý tưởng chính của kỹ thuật nảy là dự đoán trước khả năng tắc nghẽn và đưa ra một số hoạt đông điều khiển đẻ chồng lại hoặc giảm thiểu khả năng tắc nghẽn Ba kỹ thuật cơ bản thường áp dụng trong quản lý hàng đợi lả loại

bỏ gỏi sớm ngẫu nhiên RED (Random Early Discarding), loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên

theo trọng số WRED (Weighted Random Early Discarding) và thông bảo tắc nghẽn rõ

ràng ECN (Explicit congestion Notification)

Hai kỹ thuật RED và WRED liên quan tới các hoạt động trong hàng đợi, không

liên quan trực tiếp tới thiết bị đầu cuỗi BƠN đưa ra cách tiếp cân liên quan trực tiếp tới thiết bị đầu cuối

(v) Lập lịch cho gói tin

Lập lịch cho gói tin IP thực hiện thiết lập thử tự cho các gói ra khỏi hàng đợi

dựa trên đặc tỉnh của công đầu ra, các gói tin sẽ được phân bỏ và chuyển tới đầu ra theo luật Kỹ thuật lập lịch là mâu chốt trung tâm của chất lượng dịch vụ và là thước

đo công nghệ giữa các nhả cung cap khác nhau

Một số kiểu lập lịch thưởng sử dụng lả vảo trước ra trước FTEO (First in - First

out), hàng đợi ưu tiên PQ (Priority Queuing), hàng đợi cân bing FQ (Fair Queuing),

hang đợi quay vong theo trong sé WRR (Weighted Round Robin), hang doi cân bằng

theo trọng số WEQ (Weighted Fair Queuing) va hang dợi cân bằng trọng số dựa theo

lớp (Class based WI'Q)

tu) Chía cắt lưu lượng

Chia cắt lưu lượng để thay đổi tốc độ luồng lưu lượng đến giúp điều hòa lưu lượng với đầu ra Nếu lưu lượng đầu vào có độ bing né cao, ludng lưu lượng cần phải đệm để đâu ra bớt bùng nỗ và mềm hơn Việc điển chính tốc độ lưu lượng giống nhur một quả trinh dùng và đã, thời gian trễ tại bộ đệm sẽ làm cáo gói tại đầu ra được điều

chỉnh theo yêu câu IIai dạng chia cắt lưu lượng hay được đủng là chia cắt lưu lượng

thuân và chứa cất lưu lượng gáo rò

2.4 CAC K¥ THUAT DAM BAO QoS IP

2.4.1 Kỹ thuật đo lưu lượng va màu hóa lưu lượng

Với giải pháp thực hiện hạn chế lưu lượng, bộ định tuyển sử dụng kỹ thuật đo lưu lượng nhằm xác định tốc độ lưu lượng đầu vào có phủ hợp với tốc độ thục lễ hay không Cúc khỏi đo hm lượng thường sử dụng mô hình toán gọi là gáo rõ token để xác

đình và bạn chế tốc độ lưu lượng, Mô hình gáo rò Loken gồm bai thành phân: Token

ó lượng bị! được đưa vào mạng, gảo rô là nơi lưu trữ

mang ý nghữa về sự cho phép md

các token, đô sâu của gáo thể hiện các kích thước của gói

Đo lưu lượng và màu hoá lưu lượng gồm hai dang sau Đánh đâu 3 màu tốc độ

đơn srTCM (single rate Three Color Marker) và đảnh đầu 3 máu lựa tốc độ tr TƠM: (wo

rate Three Color Marker’)

Gi} Dénh dau 3 mau ic dé don

Kỹ thuật dánh đấu 3 màu tée dé don (sr (CM) duoc dinh nghia trang RFC 2696 (101, nở được sử dụng dễ đặt chính sách cho mét luéng đơn tốc dé cang CIR srTCM do tốc độ lưu lượng vả dựa trên kết quả do đành dâu các gói theo 3 máu là xanh, váng và đó thể hiện cắp dộ tương thích lưu lượng theo thứ tự giắm dẫn

SETCM có bai chế độ điều hành: Chế độ mù mnảu giá thiết các gới tín đến chưa dược dành dau màu vả chế độ rõ màu giả thiết các gói tỉa IP dến đã dược dành dâu mau

tử thực thể phía trước Mục tiêu của srLCM lá đảm báo tốc độ lưu lượng trung bình dai hạn của người sử dụng trong tốc độ thông tin cam kết CIR

Mục tiêu của chính sách là xáo định các luồng luu lượng vi phạm các tốc độ thoả thuận trước và đánh cấu các gới tí để chuyển chủng đi nên khoảng thời gian dải hạn

không tương thích với khoảng thời gian áp dụng chính sách Do đó cáo gói sẽ chuyến di

ngay mà không lưu tại bộ định tuyển một thời gian đài để chờ CIR được xác định dựa

trên thời gian đài hạn Vi vậy, áp đụng chính sách phải dựa trên một khoảng thời gian

ngắn, sử dựng hai tham số phụ lä CBS và IT3S thay cho CIR

Hình 2.14 Chế độ mù màu srTCM với gáo C và gáo E

Độ sâu của gáo C là kích thước bùng nỗ cam kết CBS, gáo C được khởi tạo day với số lượng token Te=CBS Độ sâu của gáo E là kích thước bùng nỗ quá hạn EBS Gáo

E cũng được khởi tạo đầy với số lượng Te=EBS Cả hai bộ đêm token Te vả Te được cập nhật tại tốc độ CTR, vỉ dụ tại các thời điểm 1/CTR giây

Hinh 2.14(b) chỉ ra phương pháp hoạt động của chế độ mủ màu srTCM Một

gói không đánh dâu cỏ kích thước B byte đến tại thời điểm t:

© Đầu tiên, bộ đếm so sánh kích thước B với token hiện thời của gáo C (Te) Néu

gáo C đủ chỗ (B < Te) thì gói được đánh dâu màu xanh, Te sẽ giảm đi một lượng B (Te:=Te-B),

©- Nếu không đủ chỗ trong C (B> Te) bộ đếm kiém tra gao thir 2 (gao E), neu gao

E cỏn đủ chỗ (B < Te) gói sẽ được đánh dâu mau vàng và Te:=Te-B Khi đỏ

gáo C không sử dụng nên Te không thay đổi trang thái

e Cuối củng, nêu gáo E cũng không đủ chỗ (B>Te), gói sẽ được đánh dâu màu

đỏ và cả Te và Te không thay đôi trạng thải

“Thuật toản cập nhật của hai gáo như sau:

«©_ Tại khoảng thời gian cập nhật, néu gao C khéng day (Te<CBS) thi Te sé tang

Ién 1 (Te:=Te+1).

© Nếu gáoC day ma gao E không đây (Te= CBS va Te<EBS) thi Te khong thay đổi và Te tăng lên 1 (Te:=Te+l),

©_ Nếu cả hai gáo đầy thì không có gáo nào thay đổi trang thái

Chế độ hoạt động rõ màu của srTCM, nó tương tự như trong chế độ mủ mảu:

Các gói màu xanh kích thước B bytes đền tại thời điểm

© Van gitt mau xanh néu Te > B va Te:=Te-B,

© - Được đánh dau mau vàng nêu Te <B <Te và Te:=Te-B

© anh dau mau dé néu Te<B và không có sự thay đổi của Te và Te

Các gỏi màu vàng có thể giữ nguyên máu vàng hoặc chuyên sang mau đỏ và không thể chuyên sang mảu xanh Các gói mảu đỏ luôn giữ màu đỏ và không bao giờ được chuyển lên cấp độ cao hơn (màu xanh hoặc mảu vàng),

(ii) Đánh dấu 3 màu hai tốc độ

Bộ đánh dâu 3 màu hai tốc độ được định nghĩa bởi REC 2698 [10] trTCM được

sử dụng cho cã tốc độ thông tin đỉnh PIR vả tốc độ thông tin cam kết CIR Giéng

như srTCM trTCM cỏ hai chế độ hoạt động: mù mảu và rõ màu Đánh dấu 3 mảu hai tốc độ được câu hình bởi các chế độ hoạt động và các tham số PIR, CIR, PBS va CBS

trTCM hoạt động với hai gáo rò: Gao r6 token C va gao 16 token P Gao rò C được

sử dụng đẻ điều khiển CIR va gao do P diéu khién PIR Gảo rò C trong trTCM tương tự

như trong srTCM, gáo rò P có độ sâu cân bằng với kích thước bùng nỗ đỉnh PBS va

được cập nhât tai toc dé PIR

Minh hoa tai thoi diém 1/PIR giây trong Hinh 2.16a nhu sau:

B ‘So sinh E ‘So sinh B 2

Te>E

Hình 2 16 Gáo rò C, P và chế độ hoạt động mù mầu của trTCM

Giả thiết các gói không màu có kích thước B đến tại thời điểm t Gói tin kích

thước Ð sẽ so sánh với token trong gáo rỏ P

© _ Nếu gáo P không đủ chỗ (B > Tp), gói tin sẽ được đánh dâu màu đỏ bất kê C cỏ

đủ hay không

© Néu gao P di chỗ (Tp > B), gói kích thước B được so sánh với bộ đêm token

trong gao C, Te

=> Neu (Te> B), g6i duoc đánh dau mau xanh va Tp := Tp - B va Te = Te-B

=> Néu (Te <B) g6i duoc danh dau mau vang va Tp := Tp-B

Đôi với chế độ hoạt động rõ màu của trTCM cũng giống như chẻ độ hoạt động của srTCM, các gói đến không thê cải thiện cấp độ tốt hơn (luôn luôn bằng hoặc nhỏ hon cập độ đưa tới) Giả thiết các gói đã được đảnh dầu mâu tới:

© _ Nếu gói đã được đánh dâu màu đồ, gói sẽ được đánh dâu lại mảu đỏ và các gáo

xỏ được bỏ qua

©_ Nếu gói đã được đánh dẫu màu vàng, nó được đánh dâu màu đỏ khi B < Tp và

Tp:=Tp-B; được đánh dấu màu vàng nêu Tp>B

©- Nếu gói đã được đánh dâu màu xanh, nỏ được chuyên sang mảu:

Đỏ, nêu Tp <B;

Vang, neu Te<B < Tb va Tp:=Tp-B;

Xanh, nêu Te > B, Tp > B vả Te:=Tc-B, Tp:=Tb-B

C6 3 kiểu cơ bản trong kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực là: RED, WRED và ECN

¡)_ Kỹ thuật loại bỏ sớm ngẫu nhién RED

Hình 2.18 thể hiện sơ đỏ nguyên lý hoạt động của kỹ thuật loại bỏ sớm ngau

nhiên: phát hiện trên tập tắc nghẽn vả loại bỏ gói ngẫu nhiên từ bộ đệm

sảnh với kích thước bộ đệm (B))

Một phương pháp khác sử dụng đẻ dự đoản tắc nghẽn dựa trên thuật toán tính toán thời gian trung bình của hàng đợi đầu ra của module dự đoán tắc nghẽn là chiều dài

hàng đợi trung bình trọng số (ny) Mặc dủ nó phản ánh độ dài hảng đợi hiện thời, nhưng

(ny) không phải là chiêu dài hàng đợi thực tế mà là phép đo cho hiện tượng tắc nghẽn Gọi ơ là phân trăm (9%) điển đây bộ đệm được tính theo công thức sau:

_™ @

a 5 (2.3)

Trong đó B la kich thudc bộ đêm

Hỗ sơ loại bỏ gỏi là một phương pháp tham chiếu giữa % bộ đệm đầy và xác suất

loại bỏ gói, khi ơ đạt một giá trị nào đó thì RED được kích hoạt, khi ơ đạt giả trị lớn nhất (<100%) thì xác suất loại bỏ gói =1 Cơ chế loại bỏ gỏi chuyên sang theo phương pháp cắt đuôi lưu lượng

Kỹ thuật loại bỏ gói sớm theo trọng số WRED là kỹ thuật loại bỏ gói sớm RED,

với nhiều hỗ sơ loại bỏ gói Thay vì sử dụng một hỗ sơ loại bỏ gói cho tất cả các hàng, đợi, WRED sử dụng nhiều hỏ sơ loại bỏ gói cho một hàng đợi

iii) Thông báo lắc nghễn tường minhECN

Thông báo tắc nghẽn tường minh ECN được de xuat tir 1999 trong RFC 2481 [10] như là một bổ sung trong kiến trúc IP, được ứng dụng cho các lưu lượng TCP Trong ECN tắc nghẽn được thông tin tới các hệ thông cuối bằng cách đánh dâu trong, trường chức năng đặc biệt của tiêu đẻ IP và TCP với các chỉ thị tắc nghẽn thay vỉ loại bỏ gói Một thuật toản tương tự như trong kỹ thuật loại bỏ gói sớm được thực hiên dé chi

ra ngưỡng và thời điểm thông bảo tắc nghẽn

Hình 2.19 Hoạt động thông báo tắc nghẽn tường minh ECN

ECN yêu câu đánh dâu trên cả hai tiêu đẻ IP và TCP, sử dụng 2 bịt dự phòng trong tiêu đề TCP và 2 bịt dự phòng trong tiêu đề IP Hai bịt dự phỏng cuối củng trong 8 bịt của trường kiểu dịch vụ ToS trong tiêu đẻ IPv4 và 8 bịt trường phân lớp lưu lượng trong IPv6 sử dụng để đảnh dâu ECN

2.4.3 Kỹ thuật lập lịch cho gói tin

Kỹ thuật lập lịch cơ bản sử dụng trong bộ định tuyến gồm cỏ: Hang doi FIFO;

Hing doi ưu tiên PQ; hàng đợi cân bằng FQ; hàng đợi quay vòng trọng số WRR; hàng đợi

cân bằng trọng số WWFQ và hàng đợi đựa theo lớp cân bằng trọng số CBQ

i) Hang doi FIFO

Hàng đợi vào trước - ra truée FIFO la ky thuat hàng đợi ngâm định, các gói tin

đến được đưa vào trong một hàng đợi đơn và được gữi ra dau ra theo ding thir tu FIFO đối xử với tất cả các gói theo củng một cách, không cẩn sử dụng thuật toán điều khiến, vì