Luận văn kiểm soát chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới quality or service control in next generation networks

Yêu cầu đất ra đổi với mạng NGN là theo kỹ thuật chuyén mạch gói, liên quan tới giao thức IP và MultiProtocol Label #witehing MPLS, nó là sự hội tụ về dịch vụ lức lã các nhà cung cấp địc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xia cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng (ôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa tùng được ai

công bả trong bất kỳ công trình nào khác

TAC GIA

CẮN THỊ PHƯỢNG

CHƯƠNG 1- TÔNG QUAN VE MANG TUE IIE MỚI

1.1 Dinh nghia mang NGN -

1.2 Mô hình kiến Irúc NGN do ITU-T dé nghi

1.2.1 Các khối chức năng tại stratum vận chuyển « eccc e.ccce 1.2.1.1 Transport Functions cọ 11rererie

1.2.1.2 Transport contrel Functions cà sen rrerriec

1.3.2 Các khối chức năng tại stratum dịch vụ

3.3.1 Kiến trúc kiểm soat QoS tai stratum dich vu

3.3.2 Kiến trúc kiêm soát QoS cho stratum vận chuyển

2.3.2.1 IMS

23.2.3 RACS

23.23 RACF

2.6 Một số nghiên cứu khác về kiểm soát QoS trong NGN 55

3.1.1 Mật số yêu cầu đối với framework

3,1,2 Các thành phản của Êamework co eoeeeoe

3.1.3 Chức năng của ÑameWoLk uc noeeeierrrrrmorie

3.1.3.1 Chie nling do lnéng QoS (task L) esuueeenenntnseteasnesenen see

3.1.3.2 Chúc năng kiểm soát truy nhập (faskk 2}

3.1.3.3 Chức năng kiểm soat QoS (task 3)

3.2 Lập hỗ sơ QoS

3.2.1 Mang no-ron nhan tao ART-2

3.2.2 Phin lép ao nguéi ding cudi trong mang NGN

3.2.3 Bidu chỉnh giá tri tham 36 vigilance

3.2.4 Co ché bootstrap

3.2.5 Chọn điểm giảm sat QoS trong framework .cecccccessesseesuesessessanseeeseeee 3.3 Giải pháp khắc phục hạn chẻ trong cơ chế phân nhỏm ao ngnéi ding trong

3.3.1 Giải pháp tÌm giá trị tham số vigilanoe tốt tru

3.3.2 Giải pháp hạn chế sự gia tầng phân nhóm trong ART-2

3.3.3 Cơ chế cài tiên cho việc phân nhém ngwai ding trong framework

3.4 Kết luận

KÉT LUÄN VÀ KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC Kf HIRU, CHT VIET TAT

3GPP Third Generation Partnership Project

AAC Advanced Admission Control

AIFS Arbitration Inler Frame Space

ARACF — Acooss-Resouree and Admission Control Function

ART-2 Adaptive Resonance Theory 2

ASN-GW Access Service Network Gateway

ATM Asynchronous Transfer Mode

BAS Broadband Access Server

BER Rackhone Fdge Tri đợc

BGF Rorder Galeway Function

CBWFQ — Class-Based Weighted Fair Queuing

cIR Committed Information Rate

CPE Customer-Premises Equipment/Customer-Provided Equipment

CRCF Call Session Control Function

DCF Distributed Coordination Function

DiffServ Differentiated Services

DIFS DCF Inter Frame Space

DSCP Differentiated Services Field Code Points

DSLAM DSL Access Multiplexer

Hybrid Coordination Funetion Controlled Channel Access Home Subscriber Server

Internet Engineering Task Force Inter-Frame Space

Network addross and port translation

Next Generation Network

‘Next Steps in Signaling

Open Systems Interconnection Reference Model Open Shortest Path Fi

Provider Backbone Bridge Provider Nackbone Bridge Networks Provider Backbone Bridging Traffic Enginecred

Point Coordination Function

st

Policy decision function Policy Decision Function Entity

Per Hop Behavior Public Switched Telephone Network QoS Access Point

Quality of Service QoS logic and Controfler Resource and Admission Control Functions Resource and Admission Control Subsystem Resource Control Enforcement Function Resource decision request

Request for Comments Resonuce inutiation response Resonrce initiation request Resource-Reservation Protocol Real-time palling services

Service Control Function Session Description Protocol Serving general packet radio service support node Short Inter Frame Space

Session Initiation Protocol Service Level Agreement Service Pravider

Service policy decision function Subscriber Stations

Time Division Multiplexing

Transport Resource Control Functional entity

Transport Resource Enforcement Functional Entity

Traffic SPECifications

Transmit Opportunity

User Access Gate

User Equipment

Unsolicited Grant Services:

Universal Mobile Communication System VLANID

Virtual LAN Voice over Intemet Protocol

‘Virtual Private Networks

Wireless Access Gateway

Wide Area Networks

Weighted Fair Queuing Worldwide Inter-operability for Microwave Access Wireless Local Arca Network

Weighted Random Early Detection

Digital Subscriber Line, x cé thé [A A, hodc H, hoặc V, hoặc R„

hoac 1

§o sánh giữa RACS, IMS, va RACF

Ảnh xạ giữa UP và ÁC trong EDCA

Ảnh xạ giữa các nhóm WI.AN BDEA với WiMAX 41

Anh xạ giữa các tham số của lưu lượng mạng 802 | Ic và 802 L6, 42

Triển khai QoS cho các phân lớp ting dung 53

‘Vi du vé sy điều chỉnh giá trị vigilanee khi phân lớp đùng ART-2 Luat diéu chinh gia trị vigilance

Vi dụ tính giá trị phù hợp để chọn điểm làm giám sát QoS

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sự tách biệt giữa địch vụ vá vận chuyên trong NGN (Nguồn: Rec Y.2011) 5Š Hinh 1.2 Kiến trúc chức năng NGK của ITU-T (Kguồn: ITU-T, 2004) 8 Hình 2.1 Kiến trúc kiểm soát NGN với IM§, RACF, RACS (Nguén: Changho Yun

IEEE Communications Magazine, 2008}

Tinh 2.9 Kiến tnic IP NGW atia Cisco (Ngnén: Cisco, 2008) 45 Hình 2.10 RFC-4594 đã chỉnh sửa theo Cisco (Nguồn: Ciseo, 2009) sa Hình 3.1 Mạng NGX sử dụng giao thức SIP được tich hop framework (Nguén

Hình 3.2 Sơ đỏ khỏi ƯAG (Nguồn: Weber và Tiiek, 2008) cớ

Hình 3.3 Sơ 46 khdi cla QoS L&C (Nguén: Weber va Trick, 2008) Hinh 3.4 Mé hinh kién tric mang no-ron ART-2 (Neuém: Tiang-Bo Yin va Hong-Bin

xi

MỞ ĐẢU

Trước đây thoại vả dữ liêu được cung cáp bởi các mạng đặc thủ riêng biệt Thoại được cung cấp bởi mạng Public Switched Telephone Network (PSTN), con

dữ liệu được cung cấp bởi mạng Internet, ATM, Sở đĩ cỏ sự phân biệt này là do

lưu lượng thoại có yêu câu chất lượng dịch vụ - Quality of Servioe (Qo8) cao hơn,

nghiêm ngặt hơn lưu lượng đữ liệu Mặt khác, nguồn thu từ lưn lượng thoại chiếm

au thể Theo quy luật by nhiên, thị trường nảo thuận lợi sẽ thu hrủt nhiều nhá đâu tư,

mả nhiều nhà đầu tư din tới là cạnh tranh, lừ đó giá thành sẽ được giảm, muốn giả thành giảm mà vẫn đem lại lợi nhuận cao, các nhà đâu từ phải cải tiền công nghẻ Chính vi vậy cùng vỏi nhiều lý do khác, nhà cung cấp mang nghĩ tới việc cung cap địch vụ liên quan tới thoại trong mạng sử đụng giao thúc Internet Protocol (IP) Nhưng một vấn để cố hữu của mạng IP là không có hoặc cỏ rất it sự đảm bảo chất lượng địch vụ Do đó kiến trúc mạng thể hệ mới ~Next Generation Network (NGN) được để nghị Yêu cầu đất ra đổi với mạng NGN là theo kỹ thuật chuyén mạch gói, liên quan tới giao thức IP và MultiProtocol Label #witehing (MPLS), nó là sự hội tụ

về dịch vụ (lức lã các nhà cung cấp địch vụ - Serviee Provider (SP) có Ihễ cưng cấp bal ki dich vu nao trong một kiến trủc mạng dny nhâU), hếi tụ mạng (cho phớp địch

vụ truyền qua bất cử mạng nao), héi tu hop tac (cho phép các công ty hợp tác trên nhiều lĩnh vục), vả đảm bảo Qo§ trong mỗi trường, mạng, hội tụ

Với mục tiêu tiếp cận các kỹ thuật kiểm sơát chất lượng dịch vụ trong mạng, 'NGN, luận văn của tôi là “Kiểm soát chất lượng dịch vụ trong mạng thể hệ mới”

Nội dụng gằm 3 chương:

Chương 1- Tổng quan về mạng thế hệ mới

Giới thiệu về mạng NŒN, kiển trúc và các khỏi chức năng, đặc trưng cơ bản

và sơ sảnh voi céc mang PSTN và Internet đẻ thấy được cơ hội cùng như thách thức khi xây đựng mạng NGN

Chương 2- Kiểm soát chất lượng trong mạng thế hệ mới.

xi

Phân tích mệt số mô hình kiểm soát chất lượng địch vụ So sánh một số mô

hình kiểm soát chất lượng của một số tổ chức chuẩn hóa Đảnh giả các ưu nhược điểm của từng mồ hinh

Chương 3-Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong kiểm soát chất lượng dịch vụ cho mạng thể hệ mới

Giới thiện #amework được tích hợp trang mạng NGN của ETSI TISPAN và ITU-T, cho phép kiểm soát chất lượng địch vụ có ứng dụng trí tuệ nhân tạo Phân

tích đành giá framework và để xuất cách cải tiến

Tôi xin gửi lời cám ơn tới cha mẹ đã luôn hỗ trợ và khuyến khích tôi đại được mục địch cao hơn trong cuộc sống, Tôi cũng gửi lời cảm ơn tới chẳng tôi Người đã luôn chơ tôi sức manh, sự hy vọng trong những thời điểm khó khăn Đặc biệt tôi xin bảy tô lòng biết ơn chân thành đổi với Giáo sư Nguyễn Thúc Hải, nguời đã đành cho tôi sự hướng dẫn nhiệt tình và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình

CHUONG 1- TONG QUAN VE MANG THE HE MOT

Với mục đích tim ra một kiến trúc mạng, đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng củng với yêu cầu giảm chí phí và cải thiện lính bảo mật, trên

cơ sở xem xét sự phát triển của ngành công nghiệp Iruyễn thông, sự bùng nỗ của lưu lượng IT và sự hội Iụ mạng, năm 2004 tỏ chức tiêu chuẩn hỏa toàn cầu Inicrnatienal Telecommunication Union - Telecommunication (ITU-T) da dé nghi kién trac mang NGN

Trong chương náy tập trung giới thiệu định nghĩa, các đặc trưng cơ bản, kiến trúc và các khối chức năng của mạng NGN do ITU-T để nghị

1.1 Dinh nghia mang NGN

Mạng NGX lá một khái niệm rộng bao trùm rất nhiều kiểu mạng ty không,

dây tới cỏ dây Nó được thiết kẻ để có thể hỗ trợ được tất cả các ứng dụng, dữ liêu địch vụ trên nên táng một kiến trúc chung duy nhật

Một kiến trắc mạng hội tụ thành công cần phải ha trợ được các nhóm địch vụ

- Cac dich vụ truyền hình: là địch vụ trước đây được tuyển bói đường dây trên mặt đất, không khi, vệ tỉnh, hoặc cấp

Trước đây các dịch vụ này được triển khai trên nhiều loại mạng khác nhau ví

dụ mạng doanh nghiệp sử dụng IP/MPLS, mạng đi động, mạng Intemet, xD8L, Việc chỉ phi cho các thiết bị càng như xử lí riêng biệt của các mạng nay 1a rat lớn, nên cần phải xây dụng được một mạng đơn nhất có thể hỗ trợ cho tắt cả các địch vụ trên Cùng với nhiều H do khác như khắc phục hạn chế “best øffort” của Internet, có nhiều băng thông hơn so với củng chỉ phí cho mạng chuyển mạch kênh, vận hành mạng đơn giản hơn ITU-T đã định nghĩa mạng thế hệ mới NGN được hiển như

sau: NGM là mạng chuyển mạch gỏi có khả năng cung cấp các địch vụ viễn thông

cho người đùng và có khả năng sử dụng bằng thông rộng, kĩ thuật vận chuyển có hỗ trợ Qo và các chức năng liên quan tới địch vụ là độc lập với cáo kĩ thuật liên quan toi vận chuyển tại tẳng dưới Nó cho phép người đùng tự đo lựa chọn nhà cung cấp

vá địch vụ Nó hỗ trợ khã năng di động cho phép nhất quản dịch vụ và địch vụ tại mọi nơi mọi lúc chọ người đừng

Các đặc trưng của NGN

- _ Truyển thông tin dưới dạng gót

- Tach buệt chức năng điểu khiển theo khả năng của đường truyền (bearer capabilities), cuộc goi/phiên, ứng đụng/dịch vụ

- _ Tách riêng giữa cung cấp địch vụ với vận chuyển, và cưng cấp giao diện mớ

- Hỗ trợ một loại các địch vụ, ứng dụng và cơ chế đựa trên các khối địch vụ (bao gồm dịch vụ hưởng thời gian thực/dịch vụ hướng luỏng/dịch vụ không phải thời gian thực và đa phương tiện.)

- Bang théng réng ha tro QoS dau cudi (end-to-end) va trong suốt

-_ Liên mạng giữa cdc mang dang tan lại theo giao điện mở

- Khả năng di động

- _ Người dùng được quyền lựa chọn các nhà cung cắp địch vụ

-_ Lược đỗ định danh đa dạng cho phép phân giải dia chỉ ID thao mục đích dinh tuyén trong mang IP

-_ Sụ thông nhật giữa các thông số dịch vụ cung cấp với thông số yêu cầu

của người đùng

-_ Các dịch vụ hội tụ giữa mạng cố định và đi động,

-_ Độc lập giữa chức năng liên quan dịch vụ với các kĩ thuật truyển tải ở tầng dưới (đâm bảo mô hình phân lớp)

-_ Hỗ trợ các công nghệ mới nhất

- _ Tuân theo tất cả các yêu cầu quân lý, điều tiết ví dụ bảo mật/chính sách

Dé Lam rõ hơn về mạng NGN ta có thể so sánh một số thuộc tính của mạng NGN, mang PSTN va mang Intemet Trong khi cả NGN và Internet đêu dùng kĩ thuật chuyển mạch gói với việc cung cấp địch vụ cho khách hảng, thì PSTN sử dụng kĩ thuậi chuyển mạch kênh theo chiến lược dễn kênh theo thời gian — Time Division Mnliplexing (TDM) Đối với bản (hân Inlemet và NGN cũng có sự khác biệt, trong khí Internet cùng cấp dich vu trén co 36 “best effort”, tức là không có sự tin cậy cũng như đảm bảo chất lượng, cùng cấp dich vụ, ngược lại NGN lại lại đảm bảo điều này (thường thì tủy theo chỉ phí mà việc đảm bảo chất lượng sẽ thay đổi) Một sự khác biệt nữa giữa XGN và Internet là trong khi kiến trúc dịch vụ của Internet là “ad hoc” (máy chủ ứng dụng được đặt tại biên mạng, mỗi dịeh vụ của nhà cung cần khác nhau lại được cùng cắp theo các cách khác nhan) ngượo lại trong

mạng NGN cản có một kiến trúc đông nhất để tối tì việc cung cấp dịch vụ một

cách thông minh gia máy chủ mạng và hệ thống cuỗi Tny nhiên, cỏ một sự thật là NGN sẽ kế thừa lừ Internel nhiều hơn là từ PSTN Một số so sánh giữa PSTN, Intemel và NGN được cụ thể theo Bang 1.1

Bảng 1.1 So sánh giữa mạng PSTN, Internel, NGN

Tỉnh “thông minh” của

intelligence)

Tầng vận chuyển kênh Chuyên mạch gỏi | Chuyển mạch gói

l Bản tách biệt Tùy lùng trường | Tách biệt

hop (ad hoc)

Te dang st dung dich

1.2 Mô hình kiến trúc NGN do ITU-T đề nghị

Nếu trước đây trong mô hinh Open Systems Interconnection Reference

Model (OSI), hay TCP/IP ta co khai niém “layer” 1a cac tang, thì trong mô hình

mạng NGN sử dụng một thuật ngữ “stratum” để phân chia kiến trúc theo chức năng,

Một stratum có thể gồm một hoặc nhiều tầng, mỗi tầng lại phân thánh 3 mặt phẳng:

mặt phẳng dữ liệu (hoặc người ding) (data/user plane), mat phẳng kiểm soát

(control plane), và mặt phẳng quản lý (management plane)

Hình 1.1 Sự tích biệt giữa dịch vụ và vận chuyển trong NGN (Nguồn: Rec Y.2011)

Theo sự tách biệt giữa địch vụ và vận chuyển trong mạng NGN như trong,

Hình 1.1, mang NGN được chúa thanh hai stratum: stratum dich vu (service stratum)

va stratum van chuyén (transport stratum) Méi stratum gồm các khối chức nang

bên trong được chỉ ra trong Hình 1.2 Các khỏi chức năng cụ thể như sau:

1.2.1 Các khối chức năng tại stratum vận chuyển

Stratum vận chuyển gồm hai khỏi chúc năng lả Transport Functions và

‘Transport Control Functions:

1.2.1.1 Transport Functions

Khối chức năng này bao gầm các khối chức răng nhỏ san:

- Access network functions: Thn thép va tng hop cac liu hrong eila ngudi dùng truy cập để hướng vào lôi mạng Thực hiện các cơ chế kiểm soát QoS trén hm lượng của người đúng bao gồm: quản lý bộ đệm, bảng đợi và lập lịch, lọc gói, phân lớp lưu lượng, đánh dấn, chính sách và định hinh lưu lượng (shaping - ví dụ như thêm độ trễ vào các gói tin để đảm bảo lượng thông tin vào mạng trong khoảng thời

gian eu thể theo đủng họp đẳng)

- Adge functions: Trén các lưu lượng đang đến từ nhiều mạng truy cập

khác nhan (lưu lượng thông qua dây cáp, thông qua mạng quang, thông qua không dây, ) vào trang mạng lõi Đẳng thời hỗ trợ QoS và kiểm soái lưn lượng,

-_ Core transpor( Ñmections: Hỗ trợ phương thức để phân biệt chất lượng của tùng loại lưu lượng vận chuyển vào mạng löi Đồng thỏi cung cap co ché QoS true tiếp tới từng lưu lượng của người dùng bao gồm: quản lý bệ đệm, hàng đợi vả lập lịch, lọc gởi, phân lép lưu lượng, đánh dần, chỉnh sách và định hình lưu lượng

- Gateway functions: Hé tro kha năng liên kết mạng NGN với các kiển

mạng khác đang tên tại như PSTN/ISDN, mang Internet

- Media handling functions: (16 trợ việc xử lí các tài nguyên đa phương tiện cho cung cấp địch vụ như (a0 ra tin hiệu âm thanh, chuyển mã

1.2.1.2 Transport control Functions

Khải chức năng này phân thành các chức năng nhỏ sau:

- Nasotce anẢ AẢminisian Central Funetians (RAGPF): hỗ tre kiểm soáL Qo§ bao gồm đặt chỗ tải nguyên, kiểm soát truy cập và kiểm soát công, hỗ trợ dịch dia chi mang va dia chi céug - Network address and port translation (NAPT), quan

lý mã phân biệt dịch vu - Differentiated Services Field code points (DSCPs) Trong

đó kiểm soát truy cập - Admission control là kiểm tra việc cắp quyển dựa trên hỗ sơ

của người đủng, hợp đồng dich vu - Service Level Agreements (SLAs), các luật

chính sách áp đụng tu tiên địch vụ, tài nguyên sẵn có trong phạm vi mạng truy cập

- Transport user profile finctions: két hop thông tin của người dùng, và

théng tin diéu khién thanh mét hé so newai dung (user profile) trong stam vận

chuyén

1.2.2 Các khôi chức năng tại stratum dịch vụ

NGN hễ trợ các địch vụ dựa váo việc thiết lập phiên truyền ví đụ như điện thoại IP, truyền hính hội nghị Bên cạnh đó nó còn hỗ trợ các dịch vụ không cần thiết lập phiên truyền như lưu lượng video, quảng bá Dổi với những dịch vụ của các mạng khác như PBTRK/ISDN, ATM, Erame Relay, XGk cũng hỗ trợ Các

địch vụ này được hỗ trợ lại khối chức năng stratum dich vu Bén trong stratum dich

vụ có các khối chức năng nhỏ gâm

- Service and control fanctions: C6 hie ning kiém soat các phiên truyền, hoặc các địch vụ không thiết lập phiên truyền, chức năng đăng ki vả xác thực, cắp quyển ở cấp độ dịch vụ

- Service user profile functions: Tap hợp các thông tỉa người dùng và thông tin điều khiển khác đề tạo thành hỗ sơ người đủng trong stratum dich vụ

-_ 4ppliearin funetions: Được đùng cho đối táo thứ ba về cũng cắp dịch vụ,

đề đâi tác có thể truy cập vào tải nguyên của stratum địch vụ NGN thêng qua may

chủ hoặc gateway trong stratum dich vu

SuOIĐun.}

End User Functions

79 fp9t Networe Resource User FT | aracnmone | | and Profiles contrat Admission

Funetions Control

Functions

Transport Control Functions

Ketwerk || Funcelons || Transpere |] Functions Functions Funevions

Transport Functions

Other Networks

UNI: User Node interface

NN Network Node interface ANE Applicetion-to-Network Interface Contrel

1.2.3 Management functions

11 trợ quản lý cho việc vận hành trong NGN với mục đích cung cấp các dich

vụ NGN với chất lượng địch vụ, báo mật, tin cây Những chức năng này được phân chia cho mỗi thực thể chức năng - funedonal entity (FE), và chúng tương tác với các quản lý thành phẫn của mạng - network element (NE) management, quan ly mang, cdc FE quan lý dịch vụ

Có chức năng tính phí và chức năng thanh toán phí (lập hóa đơn tính phí sử

dụng tài nguyên), thông qua đó để thu thâp thông tin về việc sử dụng tái ngưyên

1.2.4 End-user functions

Theo ITU-T, mạng NGN không giới hạn kiểu giao diện của khách hang có

thê tương tác với mạng NGN NGN hỗ trợ tất cả các chúng loại thiết bị có thể có

của khách hàng từ đường dây điện thoại đến các mạng phúc lạp, mạng di động và

cỗ định

1.3 Con đường đi lới NGN

Các nhà cung cấp mạng có nhiều lựa chọn để đi tới NGN, trong đỏ liêu biểu

có 3 lựa chọn sau:

- _ Mở rộng mạng Internet hiện tại

- _ Mở rộng kiến trúc mạng doanh nghiệp - Virtual Private Networks (VPN)

- _ Xây dựng một kiến trủe mạng hoàn toàn mới

Để có thể chọn lựa được một phương án phù hợp phải dựa vảo nhiều tiêu chỉ

trong đó có thể

- _ Tối ru việc thửa kể các thiết bì mạng đang sủ dụng

- _ Tổi thiểu việc ảnh hưởng tới cáo địch vụ đang sử dụng

- _ Tối thiểu sự phức lạp và các rủi ro trong liễn trình sát nhập, hội tụ

~ _ Chẳo chẩn rằng kiến trúc mới phải mềm déo, có thể mở rộng va dễ quân lý Dựa trên các tiêu chỉ trên để xem xét 3 lựa chọn nói trên, Cisơo đã đưa ra

phan tích như sau:

-_ Đải với xu hướng mở rộng mạng từ mạng Inferner: Yến hướng này Ít được

lựa chọn bởi vì bên cạnh những ưu điểm như tính phổ đụng lớn thiểu SP sử đụng kiến trúc IP), có sử đụng kĩ thuật truy cập băng thông rộng, cho việc truy cập tốc dộ cao, nhưng tốn tại quá nhiễu hạn chế như bản chất mạng Internet 1A best effort,

thiểu đi sự hễ trợ Qo3, không thể kiểm soát được sự lớn lên của mạng, thiểu sự kiêm soát khi có thay đổi, bảo mật không cá hiệu quả cao, Internet là hệ thắng mở

va nhiệm vụ bảo mật là của người dùng cuỗi nền trong trường hợp xâu nhất là bị tân công từ chỗi dich vu - Denial of Service (DoS)

- Déi với xu hướng mở rộng từ kiến trúc mạng doanh nghiép VPN: Mang này sử dụng kỹ thật TP/MPI.8 có khả năng đập ứng được một số yêu cân của NGN như đảm báo tính sẵn có, phản lỏp địch vụ đảm bảo QoS, và bảo mật Nhưng đổi với yêu cầu vẻ băng thông cho các địch vụ băng thông rộng như Internet và truyền hinh sẽ khó đáp ứng nếu không nâng cấp các thiết bị ở lối Vi vậy đây là xu hướng

có thể chấp nhận trong trường hop nha cung cấp phải chọn các thiết bị mạng đủ đề đáp ứng yêu câu băng thông của NGN, nhưng nó không phát là xu hướng đứng và phù hợp nhất

-_ Dải với xu hướng xây dựng một kiến trúc mạng hoàn toàn mới: Đây là xn

hướng được các nhà cung cấp lựa chọn nhiều nhải Bằng việc sử dựng các router

cục mạnh tại lối kiển trúc NŒN, vả hội tụ các dịch vụ, sẽ đảm bảo các yêu câu của các địch vụ khí băng qua mạng Inlemet, doanh nghiệp, ATM/EE và 3G sẽ lỗt như các dịch vụ mới như thoại và truyền hình sử dụng giao thức TP - Voice over Internet

Protocol (VoIP).

cH G2- KIỀM SOAT CHAT LUONG DICH VU TRONG

MANG TILE tft MOI

Chia khỏa dé xay dung thanh céng NGN 14 QoS Vai sw da dang cla mang máy lính, các đích vụ khác nhau đang sử dựng các kiến trúc vả chỉnh sách mạng khác nhau vỉ dụ: mạng DSTN, mạng chuyển mạch gói Các mạng này hỗ trợ các dịch vụ khảo nhan và phân biệt theo chiểu đọc tức là khi củn liên mạng sẽ rất khó vì mỗi mạng đã có những đặc thủ riêng, Nhưng với mạng NGK là mạng chuyển mạch

gói, có kiến trúc chức năng theo chiểu ngang như đã nói trong chương trước, tắt cả các địch vụ sẽ được hỗ trợ bởi một kiến trúc duy nhấi

äy mạng NGN sẽ phải cung, cấp các dịch vụ cho thoại như thể nào trong mạng chuyển mạch gỏi, vi không giống như PSTN, mạng chuyển mạch gởi là mạng “best-effari" tứo là phân phát các gói

tin không quan tâm chất lượng dịch vụ, do đó thiểu sn kiểm soát chất lượng địch vụ trong mạng

Với nhu câu ngày cảng cao và sự phố biến của các ứng dung VoIP, IPTV, VoD), vide trién khai bàng loại công nghệ trny cập khác nhan dẫn tởi nhu câu cẳn phải đảm bảo QoŠ trong mạng phân cấp Mặc đủ các tổ chức chuẩn đang nỗ lực trong việc định nghĩa kiến trúc kiểm soat QoS chung, nhưng còn nhiều vấn để cản cân nhắc trong việo triển khai một kiến trúc kiếm soat QoS chung trong mạng,

Internet phan cấp và không tập chung Trước tiên, vì trong mạng Internet gằm

các công nghệ mạng rồi đa dạng nên các kết nổi E2F: được thực tiền trên cáo hiyển

đường với điều kiện băng thỏng, độ trể, biến thiên độ tr khác nhau, đo đó cản

cỏ giải pháp thông nhất hiệu quả trong bất cứ công nghệ mạng nảo Thử 3, các giải pháp phải có khả năng mở rộng để đối phó trong trường hợp có sụ gia tăng số lượng người dùng Thứ 4, cân phải sử dụng, các thiết bị mạng hoàn hảo để hạn chế bất cứ sự thay đổi nào đối với các giao thức đang tỏn tại và để có thể cũng cấp nhiễu giao thúc báo hiện ứng dụng khác nhau mà lshông có bất cứ sự thay đổi lớn.

trong kiến trúc mạng Điều cuối cùng rất quan trọng là các giải pháp đưa ra phải có

hiệu quả trong khoảng thời gian đủ dải

Trong chương nảy sẽ giỏi thiệu tóm tắt các kiến trúc Qo8 của một só tổ chức chuẩn hóa, và một mô hình kiến trúc QoS cho một kiến trúc mang cu thé

2.1 Dinh nghia chất lượng dịch vụ

Theo Cisco, trong lĩnh vục mạng máy tỉnh vẫn chưa có định nghĩa chất lượng dich vụ (QoS) chung đứng nghĩa Tủy vào nhà cung cấp, tổ chức mả định nghĩa này khác nhau:

- Định nghĩa đâu tiên vẻ QoS được đua ra bởi IETF (RFC-1946), định

nghĩa Qo8 như sau: Hỏi vi các yêu cầu của các dịch vụ thời gian thực lu thông trên mạng ngày cảng lớn, vì vậy cẩn thiết phối chia sẻ mạng để hỗ Irợ các địch vụ trong mạng Các địch vụ yêu cầu cả ủng dụng nguồn và kiến trúe mạng phải có khả năng

yêu cầu và thục hiện việc phân phát dữ liệu

- Theo chuẩn %.2902 của ITU định nghĩa QoS là tập các yêu cấu chất

lượng đựa vào cách thức thực hiện của một hoặc mí

QoS duge liệt kế như thông lượng (throughput, độ trễ, và tí suất lất

- Theo ITU-T ¥.1291 cho ring déi với việc vận chuyển dữ liện đa phương

số đổi tượng Các tham số

tiện đựa vào mạng gói thí chất lượng của các địch vụ thời gian thực phụ thuộc vào hiệu năng của mạng Trong khi đó hiệu nằng trong mạng IP được đặc trưng bởi lï lệ

mât gởi, độ trễ, và biên thiên độ tré Giller) [20]

- ATM Lexicon dinh nghia QoŠ là thuật ngù chỉ lập tham số hiệu năng mạng ATM dặc trung cho lưu lượng truyền qua một kết nói ảo Mhững tham số bao gồm tí lệ mất tế bảo (cell), tỉ suất lỗi seM, tỉ suất chẻn cell sai (cell misinsertion

rate), biên thiển độ trẽ call, độ trễ truyén cell, và độ trễ truyền cell trung bình

- Trong bai bao “Distributed Multimedia and Quality of Service: A Survey” của IEEE sung cấp một định nghĩa chung của QoS cho cac tng dung théi gian thựo, theo đỏ QaS lá lập đặc lính số lượng và chất lượng của hệ thông truyền thông đa

phương liện phân tán cân thiết để thực hiện được các yêu cầu của một ting dung

Tun chung lai, muc tiéu cia framework QoS 1a để đám bảo đứt liện được

truyền thơo cách xác định từ trước, ít nhất phải đáp ủng được các yêu cầu vẻ hiệu

suất thực hiện của mỗi ứng, đụng đang được vận chuyển

2.2 Hop déng chat long dich vu - SLA

SLA 1a mét bién ban théa thudn hay ¢6 thẻ gọi là hợp đổng thương mại giữa nhà cũng cấp mạng và khách hàng về dich vu mang Ndi dung SLA co thé duge xây dựng từ việc thỏa thuận những thông số sau:

- Lass: Phan trầm gói bị mắt (H lệ giữa tổng số gói gửi đi và tổng số gói nhận được)

-_ Dalaw(đệ trễ): Thời gian tính lừ khi gởi lin được bất đầu truyền cho lỏi

khi nơi nhận nhận được gởi tin Đổi với đữ liệu thoại, độ trễ được đo là khoảng thời

gian âm thanh truyền từ miệng người nói qua mạng tối tai người nạhc

- Jiwer: Độ trễ thay đổi giữa các goi tin Vi du néu một gúi tin yêu cầu 100ms để truyền tử nguồn tới đích trong mạng, gói tiếp theo lại mắt 125ms để thực hiện quầng đường này thủ jitter lá 25m

- Throughput La bang théng sin cé đo được giữa hat nút bắt ki

Trên co sé SLA cé thé x4

ra hai trưởng hợp đổi với lưu lượng của khách hàng: Có thể các lưu lượng truyền qua mạng là nằm trong hop ding, tất nhiên các lưu lượng này sẽ được truyền đi qua rạng; Ngược lại cũng có thể xuất hiện một số

lưu lượng không năm trọng hợp đông những lưu lượng này có thể được xử lý theo hai cách: có thể không cho các lưu lượng này được lưu thông, hoặc thiết lập các lưu lượng nảy với độ uu tiên thấp hơn

Một nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra nhiễu lớp địch vụ với nhiéu cdp độ SLA phi hep với các kiến ứng dụng khác nhau của khách hàng Một số loại 5L.A như sau:

- _ Oáo lớp lưa lượng và điểu kiện Lương ứng với mỗi lớp

~ _ Băng Ihông trên mỗi lớp hoặc toàn bộ theo cam kết

-_ Tảo đâm chất lượng,

= Thi tyc bd sung

- Đâm bảo các tham số Qo8 trên mỗi lớp

- _ Chuẩn cho mỗi lớp và hướng giải quyết khi có sự vượi giới hạn lưu lượng

- Bang bao edo, don vj do SLA từ đó đánh giá được là SLA có được thực thi vi đụ báo cáo định kì,

Ví dụ một SLA cho lưu lượng VoIP như sau: tỉ lệ mắt gói là 0, đệ trễ là

125 ms, va jitter 14 30 ms

Để có thể biết được liện dịch vụ đang cung cấp có thỏa mãn hợp đẳng hay không thì việc áp dụng các kỹ thuật cho phép giảm sát và đo lường SI.A rải cản thiết Đo lường SLA chinh 1a viée ding cde céng cu va framework dé thu thập các

đữ liệu thé liên quan tới việc thục hiện SLA Giám sát SLA chinh là việc đúng các

công cụ để thu thập, phân tich, và báo cáo thực tế thực thú SLA của mạng đựa trên các dữ liệu thê đo việc đo luỡng cung cấp Kết quả của việc đo lường và giám sat SLA chính là sự phan anh tinh hinh thyc thi QoS trong mang,

mé hinh chính sách lây từ mô hình do IETF dé nghi, IMS ctia 3GPP còn bổ sung thêm một chức năng mới cho phép kiểm soát tài nguyên tại mức ứng đụng, gai là

Service-Based Local Policy (SBLP) Nam 2000 Third Generation Partnership

Project 2 3GPP2) da théng qua IMS Trén oo sé cac nghién ctu xung quanh TMS

ủy ban lã (huật của tổ chức tiêu chuẩn hóa các chuẩn cho mạng truy cập cỗ định European Telecommunications Standards Instilute (ETSI) la Telecoms and Intemet converged Satvices and Protocols for Advanced Networks (TISPAN) dai thong qua

kiến trúc lối IMS là nên tảng cho kiến trúc NGN của họ Đến năm 2003, TISPAN

đã giới thiệu hệ thông kiêm soát truy nhập và kiểm soát tải nguyên - Resourco and Admission Control Subsystem (E.ACS) Mục tiêu của RACS là cung cắp tang kiểm soát chính sách để quản lý tải nguyễn trong mạng vận chuyển Tổ chức ITU-T đã phát triển chức năng kiểm soát truy nhập và tài nguyên RACF cho kiến trúc mạng NGN của ITU-T dựa trên cáo kết quả của 3GPP và TISPAN RACF được dừng để kiêm soát luồng lưu lượng từ mạng trưy cập vào mạng lõi MPLS [18]

Trong phần này tập trung việc giới thiện cách thức đàm phán các tham số QoS tai stratum dich vu sir dung TMS Tai stratum van chuyên sẽ giải thích và so sánh các mô hình kiểm soảt truy nhập và kiếm soái tải ngnyén IMS (GPP), RACF (TU-T) và RACS (TISPAN)

2.3.1 Kiến trúc kiểm soat QoS tai stratum dich vụ

Các tiêu chí QoS được đâm phản trong stratum dich vu bling vide sir dung một vải FE ví dụ nhụ chức năng kiểm soát phiên cuộc gọi - Call Session Control Funetions (CSCFs) và máy chủ quản lý thuê bao thường trủ - Home Sưbsoriber Server (HS%) như trong, Hình 2.1 Một phiên của người đúng được thiết lập bằng cách sử dụng Giao thúc khởi tạo phiên - 5ession Initiation Protoeol (SIP) và Giao

thức migu ta phién - Session Description Protocai (SDP) Cac tiéu chi QoS được chỉ định trong SDP gồm: băng thông được yéu cdu, kién ctia Luu hong can truyền, giao

thức vận chuyển, kiểu mã hảa, và yêu câu về độ trễ và tỉ lệ mắt gói

Hình 2.1 Kiến trúc kiểm soát NGN với IMS, RACF, RACS (Nguồn: Changho

Yun va Harry Perros, 2010)

Trén Ilinh 2.1, ta giá sử rằng thiết bị cia ngudi ding 1- User Equipment 114

UEI, người dùng 2 là UE2, chủng thuộc những nhà cung cấp dịch vụ khác nhau (vỉ

đụ thuộc miễn (domain) khác nhau) Ta cũng, giải sử rằng UE1 muốn thiết lập một kết nổi đa phương tiện tới UE2 Dẻ làm điều này, trước tiên E1 thiết lập một phiên với UE2 Khi đó, UE1 gửi một thông điệp SIP (ví dụ INVITE) dén proxy-CSCF1 (P-CSCF1) trong thông điện chúa cáo tham số QoS P-CSCFI kiểm tra tính hợp lệ của UE1, kiểm tra tính bảo mật của thông điệp SIP, rồi chuyển nó tới S-CSCFI Tại đây, S-CSCFL đựa vào các chính sách địch vụ và trạng thải đăng ki của UI lưn trong T1881 dé chap nhận hay không yên câu dịch vụ đa phương liện của UT;1 Khi

đã chấp nhận, 8-CSCFL chuyển thông điệp SIP lới Interogaling-CSCF?2 (I- C8CF2), đây lẻ thực thể FE có chúc năng liên kết với miễn của UE2 I-C8CF2 tim kiếm 8-CSCF2 của UE2 để chuyển thông điệp SIP tới đây 8-CSCF2 chuyển nó tới P-CSCF2 UE2 nhận SIP của UE1 từ P-CSCF2 Sau đỏ, UE2 gửi thông điệp SIP (trong đó bao gồm các thông số Qo§ mà UE2 yêu cẩu) để hồi đáp lại E1 Thông điệp của UE2 cũng đi theo đúng đường như thàng điệp SIP của UE1 Việc trao đổi thông điệp SIP kết thúc khi UE1 và E2 đảm phan duoc cdc thang sé QoS

Khi P-CSCFI gửi hỏi đáp thông điệp SIP trong đó có chứa các thông số Qo§

đàm phản lần cuỗi cùng từ UE2 lới UEI, nó cũng để nghị điểm quyết định chỉnh sách — Policy Decision Point (PDP) trong stratum vận chuyên, kiểm lra xem cac tai nguyên có sẵn cỏ để đáp ứng cho các tham số QoS đã đảm phản không Nếu tài nguyên sẵn có cho UE1, P-CSCF1 hướng thông điệp SP tới UE1 thông báo rằng nó

có thể đặt chỗ tài nguyên trong siratum vận chuyển Khi UE1 bắt đần đặt chỗ tài nguyên, nó gửi một thông điệp SIP (vi du PRACK) tới UIE2 để E2 fing bat dan đặt chỗ các tài nguyên cho UE2 sau khi gửi lại cho UE1 thông điệp hổi đáp (ví dụ

200 OR)

2.3.2 Kién tric kiém soat QoS cho stratum van chuyén

Kiểm soát tải nguyên và truy nhập gifta P-CSCT của UE với PDP cũng như

việc đặt chỗ lải nguyên của UII trong suốt quả trinh thiết lập phiên được thực hiện

theo [MS, hoặc RACS, hoặc RACF trong stratum van chnyén Quả lrinh nảy ta có

thể thấy trong, Hình 2.1, trong đó bao gằm mạng truy c4p — access network (AN)

của UE1, AN của UE2, và mạng lõi — core netwotE (CN), và các FE liên quan

RACS, RACF, va IMS déu quan ly Qo8 dựa trên chính sách, bao gồm quản

lý tắc nghẽn lưu lượng, định hình lưu lượng traffic shaping va chinh sich hm lượng, kiểm soát băng thông và cần bằng tải, Kiểm soát và quyền truy cập tải nguyên được thực hiện bởi hai FE lả PDP và điểm thực thì chính sả — policv

enforcement point (PEP) PDP va P-CSCF cé cùng vị trí Theo chuẩn của 3GPP,

PDP chính là thực thé Policy and Charging Rules Punetion (PCRT) vi có thêm quy đình về tỉnh phí Một PIP thường được đặt lại rauter biên của mạng AN của nguồi dùng Khi PDD nhận một yêu cẳu lai nguyên từ P-CSCF sau khi đàm phán lan cudi các tiêu chỉ Qo8, nó sẽ quyết định bao nhiều tải nguyên sẽ đành cho người dùng tùy vảo trạng thải đăng kí của người dùng, tải nguyên hiện có săn trong mạng, chính sách của nhà mạng, Sau đỏ, PDP sẽ ánh xạ các tiêu chí QoS đã thỏa thuận được chỉ

ra trong SDP thành các thông số kỹ thuật được sử đựng trong siratum vận chuyển Tiếp theo, các thủng số kỳ thuật sẽ được PDP gửi tới PEP của AN với mục địch thực hiện và phân bễ các tải ngưyên đã cấp tỏi người dùng khi người đùng có yên câu đặt chễ tải nguyên Mặc đủ RACT, RACS, và IMS dếu đựa vào chính sách, nhưng phạm vi Qo8, thuật ngữ, nhiệm vụ các FT là khác nhau

2.3.2.1 IMS

Trong IMS, PDP 14 khổi có chức năng quyết định chính sch - policy

decition function (PDF), vi PEP tiy thuộc vào kiểu của AN (xị trí của UE) Với hệ thống truyền thông di động toản cầu Universal Mobile Communication System (UMTS) trong 3GPP IMS release 5, một UE có thể yêu cầu tài nguyễn thông qua hai FE: Serving general packet radio service support node (SGSN) va Gateway

general packet radio service support node (GGSN) GGSN hoat déng nh mét PEP

tai router biển của AN Theo 3GPP IMS release 6, AN được mở rộng ra cả mạng

cue bé khéng day — Wireless Local Area Network (WLAN) va ky thuat thuật

thông cho phép kết nổi Internet bằng thông rộng không dầy ở khoảng cách lớn - Worldwide inter-operabilily for microwave access (WiMAX) Trong WLAN va

'WiMAX, PEP được biết như lä cổng đữ liệu gói - Packet Data Gateway (DG) Vì

vay một UE có thể yêu cầu tài nguyên th một PDG, PDG yêu cảu thông tỉn từ TDE thông qua cổng truy cập không đây - Wireless Access Gafeway (WAG) Trong 3GPP IMS release 7, một UE được phục vụ thông qua đường thuê bao số - Digital Subsenber Lane (DSL), và nó yêu cầu tài nguyên thông qua DSL access multiplexer (DSLAM) tit mét may chủ truy cập bằng rộng — Broadband Access Server (BAS),

BAS hoat déng nhu mét PEP Khang piéng nhwr hai release trước, release 7 dua ra

chuân gân giảng với RACS, vi vay BAS lai két néi vei PDP ela RACS

2.3.2.2 RACS

Theo TISPAN NGN Release 1, RACS hé tro hai mé hinh kiểm soát QoS cho

tang van chuyén:

-_ Mô hình Qe§ noyật đổi: Trong mỗ hình này các địch vụ được Thực hiện với các rằng buộc tuyệt đối chỉnh xác với một số hoặc tất cả các tham số Qo8 ví dụ nhũ thông lượng, độ trễ, jittcr và tỉ lệ mất gói Mô hinh nảy đuợc cấu hình trong mạng tiuy cập vỏi các kỹ thuật nhự kiểm soát thông lượng và chính sách lưu lượng, được đặt tại nút biên mạng

- M6 hinh QoS neong déi: Trong mé hình này, Qo3 được cưng cân theo kiểu phân lớp đựa trên sự khác nhau Mô hình này cũng được cấu hình tại mạng truy cập và gắn tại nút biên mạng

Nhu vay véi Release 1, TISPAN đường như chỉ chủ trọng tới QoS trong mạng truy cập chứ chưa hướng tới QoŠ trong môi trường của nguời ding,

PDP trong RACS được biết chính lá chức năng quyết định chỉnh sách dich

vụ - service policy decision function (SPDF), nó cấp phép cho các yêu cầu tải nguyên của người dùng (các yêu cầu nhận từ P-CSCF) dựa trên chỉnh sách mang

SPDF cũng yéu cau théng tin tr Access-Resource and Admission Control Function

(A-RACF), A-RACF có chức năng kiểm soát việc truy cập tài nguyễn và đất chỗ tai

nguyên Nếu tải nguyên yêu cầu của UE sẵn có, và UE được cấp quyén, SPDF sé

thông bảo với thiết bị hoạt động như roufer biên ớ đầu vào - Dorder galzway ñmdlion (BGF) của IP-CN, để (hue hiện cuộc gọi và cân phát tải nguyên cho UF.

Đảng thoi, A-RACT théng bao véi Resource Control Enforcement Function (RCEF) — thực thẻ hoạt động tại router biển của AN có chức năng thực thí các kiểm

soát tải nguyên, và A-RACF cấp phát vũa đủ tài nguyén clo UE

BE kiểm soát IP-CH sẽ kết nổi với cáo II IMS kháe trong domain của một trong, các Uf giống rửu 5-CSCT Vì vậy, việc yên cân tải nguyên có thể đo một treng số các T-CSCF trong các AN hoặc môi trong số FE trong IMS trong hơme damain RACF giới thiệu một FE khác Transporl Resource Control Functional entity (TRC-

FE) để giảm sát sự thay đổi trong topology mạng, lượng tài nguyên sẵn có và cung, cấp cho PD-FE kết nội với nó các thông tin nhằm cãi thiện hiệu quả tải nguyên mạng

Tùy theo khã năng của UE (cũng có thể gọi là CPE (Customer Premises Equipment), RACF hé tro hai mé hinh kiểm soát và truy nhập tài nguyên là push- mmode và pull-mnode

TTU-T chia các CPT/UE thành 3 kiển khác nhau:

-_ Kiểu 1: CPE không có khả nắng dim phan QoS tai cả hai cấp độ địch vụ

và vận chuyển

mu 2: CPE có khả năng đảm phan QoS tai stratum dich vu

du 3: CPE cé kha ning đảm phản QoS tai stratum vn chuyén

Dé phn hop vdi cdc kidu CPE ndu trén va kha nding QoS ciia ting van chuyén, ITU-T 46 xudt hai ché 46 kiém soát QoS như sau:

- Push mode (ché a3

Service Control Function (SCP) sé x4c định các

Qa§ tới RACEF RACF sẽ cấp phép vả ra quyết đình kiểm soát tài nguyên đựa vào

các quy định chính sách đổng thời tự động hướng dẫn khối vận chuyển (transport funetions (sôm Transport E.esouree Enforcenent Functional Entity (TRE-FE) va

PE-FE)) thực hiện chỉnh sách như đã quyết định Chế độ nay được sử dụng cho CPE kiểu 1 và2

- Pull mode (ehé dé kéo): Vigc dat chd QoS sẽ diễn ra theo nhiều pha Pha

1, SCF sé trich rit théng tin yéu cu QoS ur các thêng điệp báo hiểu tai stratum dich

vụ và gửi mệt yêu câu xin cập phép tới RACF RACT sẽ đưa ra quyết định đựa vào

quy định chính sách của mạng, và nến yên câu được chân nhận, RACT' sẽ gửi quyết định cấp phép tới CPE Trong pha tiếp theo, CPE sé gir yéu cin QoS Idi Transpart Functions, Transport Functions s& gui yéu ciu nay téi RACF, RACF sé xem xét để cấp phép lại và đưa ra quyết định cuối cùng,

Khi có một sụ kiện nào đỏ xảy ra vi dụ khỏi tạo phiên truyền, cần có các thủ tục tương ứng để xử lý Các thủ tụo kiểm soát tải nguyễn được chia thành hai nhỏm: các thủ tục kiểm soát tài nguyên do SCE yêu cầu (8CF-required QoS control procedtres) và các thủ tục kiểm soát tải nguyên do CPE yéu cin (CPE-required QoS control procedures) Trong méi nhém nay ta sẽ xem xét một thủ tục đặc trưng: thủ lục đặt chỗ lài nguyên Qo8 do SCF yên cầu (SCF-required QoS teservation proccdure) vả thủ tục đặt chế tài nguyên Qo8 đo CPR yén cân (CPF-rcquired Qo§ reservation procedure) Chỉ tiết về hai thủ tục này như sau:

- _ Thủ tục đặt chỗ tài nguyễn QoS do SCF yêu cầu

Thủ tục nảy xuất phát th yêu cầu khởi tạo tải nguyên của SCT' gửi tới RACF

để yêu xin cấp phép và đặt chỗ tài nguyên Trong trường họp RACTF chấp nhận cấp

phép và cho đặt chỗ, nó sẽ đây các quyết định kiểm soát truy cập tới các nủt mạng,

Chỉ tiết thủ lục được thế hiện Irong Tĩnh 2.2 như sau:

(asalBDilly elesb}

5, Fimlaimisdm deekim (abzvelon andlor sormanitmezs)

‘vesecvation’corumitmeat)

7 Resource itinvien | sponse 8 Resowmee aitabon response ‘vero to

'Hìành 2.3 Thủ tục đặt chỗ tải nguyên QoS đo SCE yêu cầu (Nguan: ITU-T, 2006)

1) Một yéu cau khéi tao lai nguyén (Resource inifialion request (RIR (resorvalion)) được kich hoạt bởi một sự kiện thiết lập địch vụ hoặc một hành động của SCF Ví dụ của sự kiện như việc SCF nhận hoặc tạo một thông điệp bảo hiệu dịchvụ

2) SCPF xác định hoặc thu thập các thông số QoS yêu cầu (như băng thông, lớp dịch vụ) cho cáo luỗng media của dịch vụ yêu câu thiết lập Sau đó nó gửi RIR (reservation) với miêu tà luẳng media va các giá trị tham số QoS của luồng tới PD-

FE qua tham chiếu Rs để xin cập phát và đặt chỗ tải nguyên

3) Khi nhận được EIR (reservafion), PT-FT: sế cấp phép tai nguyên Qn§8 yêu

cin cho inéng media dua vao vide kiém tra cdc thông lin miễu lả luỗng modia (vi đụ hưởng đi, phiên bản giao thức, dia chỉ IP, các cổng, .) va cde tai nguyéa QoS yéu cầu có phù hợp với các quy định chính sách lưu tại PD-FE vá thông tia đăng kí của thud bao tai tang van chuyén (transport subscription information) lun trong NACF

4) PD-FE xác định các mạng truy cập vả mang lõi dùng cho luéng media

iếu có TRC-FE trong các mạng đã triệu gọi, PD-FE sẽ gửi một RIR (avatlability check) đến một trang các TRC-FI: đã đăng kí với PD-IT: để tiểm tra tỉnh khả đụng

của tải nguyên trong các mạng đã triệu gọi Nếu có nhiều TRC-FE trong các mang

đã triệu gọi, chủng sẽ kết họp với nhau để xác định xem tải nguyên QoS cd kha dụng trong phạm vi mạng triệu gọi TRC-FE nhậu RIR từ PD-FE sẽ có trách nhiệm gửi xác nhận lại cho PD-FE bằng thông điệp Resouroe initialion response (RIP)

5) Dựa trên kết quả tại bước 3, bước 4, PD-FE sé đưa ra quyết định cuối cùng cho việc kiểm soát truy cap (final admission decisions) đổi với luỗng media

đang yêu câu Trong trưởng hợp yêu cầu không được chấp nhận, nó sẽ gửi một RIR

từ chỗi tới SCT

6) PD-FR gửi một RIE đế cải đặt quyết định kiểm soái truy cập vào PI:-FTL RIR nay cỏ thể yêu cân thực hiện quyết định ngay lập tte (vi dụ gam RIR (Iesorvation + conunitnenf)), hoặc có thể chúa thành hai giai đoạn: đu tiên gửi RIR (reservation) để yêu cầu cài đặt quyết định kiểm soát truy cập, và tiếp theo gửi RIR (eommitent) để mở cổng và cấp phát tải nguyên

7) PE-FE cải đặt (cng có thể thục thí) quyết định kiểm soát truy cập do PD-

FE gửi và gửi RIP trở lạt PD-FE

8) PD-FE gửủi RIP trở lại SCT

- _ Thú tục đặt chỗ tài nguyên QoS do CPE yêu cầu

Đây là thủ tục đưọc triệu gọi khi cỏ thông điệp báo hiệu QoS Iheo chế độ palh-coupled (thông điện bảo hiệu được định yến theo đường đi của đứ liệu) dành riêng xuấi phát từ CPE để yêu cầu Qo8 cho luỗng được chỉ định Thủ tục được biểu digo trong Hinh 2.3, chi uét niu sau:

2) Dựa vào yêu cầu QoS tu CPE, PE-FE sẽ gửi RDE gồm miều tả về luỗng

và các tham sổ Qos của lung tới PE-EE theo điểm Rw đề kéo quyết định kiểm soát truy cập từ PD-FE PE-FE sẽ lọc các thông điệp Qo8 trùng lặp hoặc chứa mã độc, đặc biệt nếu các báo hiệu QoS được lãm mái định kì

thận được RDE (nếu trước dé SCP da ya

lại các thông tin địch vụ của luỗng

4) PD-FE kiển tra các miễu tả luỗng, các tài nguyên Qo8 yêu cầu và thông, tin dịch vụ có phủ hợp với qưy định chỉnh sách mạng trong PD-FE và thông tin thuê

đã triệu gọi, chủng sẽ kết hợp với nhau để xác định xem lãi nguyên QoS có khá dụng trong phạm vi mạng triệu gọi TRC-FE nhận RIR từ PD-FE sẽ cỏ trách nhiệm gửi xác nhận lại cho PT-FT: bằng thông điệp Resource inilialion response (RIP)

6) PD-FE lạo quyết định truy cập cuỗi cùng dụa trên kết quả bước 4, bước Š 7) Nếu RDR từ PE-FE đuợc cho phúp, PD-FE sẽ gửi Rosouree decision response (RDP (commitment)) đẻ thiết lập quyết định kiểm soát trong PE-FE

2.3.3 So sanh giita RACS, IMS, va RACF

RACS, IMS, RACF sẽ được so sảnh theo tiêu chí phạm vi bảo đâm Qo8 vả số thòng điệp báo hiệu phải dùng, được thể hiện trong Bảng 2.1 Theo tiêu chỉ phạm ví

bao dim QoS, IMS hé tre QoS trong phạm vi hẹp nhất sơ với hai kiến trúc còn lại E2E Qo8 có thẻ rất khỏ hỗ trợ trong IMS vì xung đột lưu lượng có thể xây ra tại ER của IP-CN Néu UE có thể hỗ trợ RSVP thì IMS có thể hỗ trợ E2E QoS RACS có thể hỗ trợ [2E QoS bằng việc hỗ trợ QoS cho tất cả các ITR của AN và IP-CN Tuy nhiên, RACS chỉ có thể kiểm soát QoS trong mét domain, chi không thê đâm bảo trong trường hợp nhiều đomain So với RACS, RACF có thể hỗ trọ E2E Qo$ trong trường họp nhiéw domain vi né 06 thé hỗ trợ nhiều PD-FE và PE-FE trong IP-CN RACF có thể kiếm soát QoŠ trong mạng có định vả di động trong khi đó RACS chỉ

có thể hoạt động trong mạng có định

Số lượng thông điện báo hiệu phải sử dụng của mỗi Inn tric lại theo chiển hướng ngược lại so với tiêu chí phạm vi bảo đảm QeS Khi một dịch vụ đa phương

tiên được thiết lập hoặc thay đổi tùy vào sự thay đổi bên phía khách hàng, hoặc đo

sự di động của khách hàng, RACF sẽ cân sử dụng nhiều thông điệp để kiểm soải QoS hon RACS và TMS vì có nhiều FE được đừng Hơn nữa, nêu một kiểm soát

Qo8 Không thành công do mốt trong số các PD-FE không có đú tải nguyên theo yêu

câu đã được đảm phản, việc đảm phản số được lặp lại trong stratum địch vụ, và đo

đỏ việc báo hiệu cũng sẽ lặp lại trong stratum van chuyển Điển nảy nghiêm trọng, hơn trong trường hợp ứng dụng đa phương tiện như hội nghị trực tuyến giữa nhiều khách hàng khác nhau

Bang 2.1 So sánh giữa RACS, IMS, va RACF

domain

2.3.4 Kết luận

Mé hinh IMS có nhược điểm là chỉ hỗ trợ các ứng dụng sử dụng giao thức báo hiện SIP

Đối với mô hình RACE, nó được thiết kế để thực thì các ứng dụng cỏ đâm

bao QoS trong cả mạng truy cập và mạng lỗi, nhưng ITU-T không chỉ ra thực tế

hoạt đông của RACP trong các mạng thực tẻ như thể nảo Tính năng mở rộng của RACPF khó để thực hiện vị tính phức tạp của né, tuy nhiên đây là vấn để có thể được giải quyết trong tương lai gản

Mỗi mô hình chuẩn của các tổ chức đều cỏ ưu nhược điểm riêng, tủy vao yêu câu của mạng mà có thê dùng một mồ hình riêng rẽ hoặc kết hợp các mô hinh này 2.4 Mô hình E2E QoS cho một kiến trúc mang NGN cụ thé

Theo [25], một kiến trúc mạng NGN được đẻ nghị Trên cơ sở kiển trúc đưa

ra tác giả đã giải thận cách thực hiện kết nối dam bao E2E QoS bằng qua cac mang

không dây và có đây phân cap gdm WLAN, WiMAX, Metro Lthemet, mang WAN ding MPLS va WAN ding DiffServ Kiến trúc T12E QoŠ nà

kiến trúc Qo8 cho NGN của ITU-T, báo hiệu cho thiết lập kết nối sử dụng bảo hiệu IMẽ của 3GPP

xem như router biên (giồng nhu Broadband Remote Access Server) cd kha nang két

nối với các mạng Iruy cận khác theo kiểu ngang hàng - peer2peer hoặc kết nổi với các nhà cung cấp địch vụ để yêu cầu các địch vụ đa dạng từ máy chủ ứng dụng Đối với WAN sé xem xét cá hai trường hop: WAN str dung MPLS va WAN sit dung DiffServ

Việc ánh xạ các thành phân trong kiến trúc của ITU-T với mạng tham chiến đang được nghiên cứu VÌ ASN-GW quản lý mạng truy cập WiMAX và được đặt

tại biên mạng, nên các tác giả để xuất việc đặt RACF bên trong ASN-GW Tương,

tự mỗi domain trong mang nên có một nút có nhúng RACF bên trong

Z<ee qGồồi

Access Network _— #® -đ®n Tỷ: bie

Hình 2.4 Kiến trúc tham chiếu (Nguồn: Pavithra Ramaswamy, 2009)

2.4.2 Các mô hình QoS sử dụng trong kiến trúc mạng tham chiếu

Bên cạnh việc sử dụng mô hình RACF của NGN, IMS của 3GPP, và giao thức NSIS, để thiết lập kết nổi E2E QoS trong mạng tham chiều cân dùng tới một số

mô hình QoS của các thành phần mạng liên quan, cụ thể như sau

2.4.2.1 Các mô hình Qo§ trong mạng truy cập

a) Kiến trúc QoS trong mang WLAN

Chuan 802.11 a/b/g déu trién khai Distributed Coordination Function (DCF) hodc Point Coordination Function (PCF) dé gianh quyền truy cập đường truyền giữa

các trạm trong mạng Phương thức truy cập của 802.11 MAC 1a mét DCF duac biét như giao thức đa truy cập cỏ cảm nhận sóng mang kết hợp với chống tắc nghẽn mang - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) Khi một trạm muốn truyền, nó cảm nhận môi trường truyền xem có trạm khác đang,