Nguyên tắc và hiệu suất của một số cơ chế điều khiển lưu lượng trong mạng máy tính

Tác giả tìm hiểu một số phương pháp chung trong điểu khiển lưu lượng và tránh tắc nghẽn của các mạng máy tính chuyển mạch gói.. Điều khiển lưu lượng giới hạn số lượng gói dữ liệu dựa vào

KHOA CÔNG NGHỆ

000 _

PHẠM VÀN THUƠNG

CỦA MỘT SỐ C ơ CHÊ' ĐIỂU KHIÊN ■ Lưu LƯỢNG •

Mở dáu

M Ụ C LỤ C

1

Chương 1:

Giới thiệu rông quan 3

1.1 Sự cần thiết cúa việc điều khiển lưu lượn» và điều khicn tấc nghẽn 3

1.2 Điều khiến lưu lượng và điểu khiển tắc nghẽn 8

1.3 M ội số khái niệm dùng trong luận v ã n 10

Chương 2: Cơ chế điều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn 2.1 Điều khiển lưu lượng dựa trên tim eout và cơ chế cửa sổ 15

2.1.1 Thời gian tim eout và hiện tượng tắc nghẽn 15

2.1.2 Chiến lược điểu khiển tránh tắc nghẽn 17

2.1.3 Chiến lư ợ c C Ư T E 22

2.2 Điều khiến lưu lượns và tránh tắc nghẽn trong mạng không hướng kết nối 29

2.2.1 Đật vấn đề 29

2.2.2 Mô hình phân tíc h 31

2.2.3 Chiến lược điểu khiển lưu lượng và tránh tấc nghẽn 37

2.3 Điều khiến lưu lượng và tránh tắc nghẽn trong mạng hướng kết n ố i 48

2.3.1 Giới th iệu 48

2.3.2 Điểu khiển end-to-end 49

2.3.3 Điểu khiển hop-by-hop 55

2.3.4 Đánh g iá 58

Chương 3: Điểu khiển tắc nghẽn dựa vào tốc dỏ 3.1 Giới thiệu khái q u á t 59

3.1.1 Nhữns hạn chế của phương pháp cửa sổ trư ợ t 59

3.1.2 Điểu khiển tắc nghẽn dựa vào tốc đ ộ 60

3.2 Một cơ cấu làm việc dựa vào tốc độ 64

3.2.2 Đo tốc độ lớp m ạng 65

3.2.3 Chức nãng điều khiển tắc nghẽn của ro uter 66

3.3 Điều khiên tốc độ trong giao thức T C P 68

3.3.1 Thuật toán cấp phát tốc đ ộ 70

3.3.2 Thuật toán ép buộc tốc đ ộ 71

Két luận 78

M Ở ĐẦ U

Một trong những ưu điểm của mạng máy tính là giá thành của hệ thống hạ do có thể dùmz chung các tài nguyên trên mạng như băng thông của đường truyền, các thiết bị trẽn mạng Việc chia xẻ các tài nguyên cho nhiểu người dùng là thế mạnh cùa các mạng chuyên mạch gói Mộl kết nối trên mạng có thể được chia xẻ cho các cặp trạm neuổn - đích khác nhau trao đổi thông tin Bộ xử lý và bộ đệm của các trạm trung gian cũng được chia xẻ và dùng chung cho các cặp nguồn - đích đó Tuy nhiên, sự chia xẻ này có thể dẫn lới các vấn đề tắc nghẽn trên mạng, chẳng hạn khi có quá nhiều gói bị lỗi phải truyền lại dẫn tới sổ' lượng gói thực sự được chuvển qua mạng giảm (thậm chí bàng 0) Để'đối phó với vấn đề tắc nghẽn, mạng cần được thiết kế sao cho khả năng tắc nghẽn là thấp nhất Trong trường hợp mục đích tránh tấc nghẽn không đạt được thì chúng ta cần có phương thức đẻ phục hổi hộ thống từ trạng thái tắc nghẽn Điều đó đòi hỏi phải có những ihủ tục và chính sách trong điều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn để tránh, phát hiện và phục hồi hoạt động của mạng từ trạng thái tắc nehẽn Các

cơ chế điều khiển còn được lựa chọn sao cho các thông tin điều khiển không trờ thành tải trên mạng, để tãng hiệu quả của kênh truyền.

Những tiến bộ gần đây của cả công nghệ chuyển mạch tốc độ cao và công nghệ cáp quang về mặt vật lý đã cho phép thực hiện mạng máy tính chuyển mạch gói giữa 2 điểm với tốc độ cỡ Gbit/s Những kết quả của công nghệ nàv là thực hiện các giao dịch bãng rộng, gồm kích cỡ gói âm thanh, video và dữ liệu, trên một mạng tích hợp Dựa trên điểm này, sự tảng tốc độ chuyển mạch và truyền thổng tin thay đổi một số nền tảng tiền đé cùa công nghệ mạng diện rộng chuyển mạch gói Một trong các vấn đề cần nghiên cứu là điều khiển lưu lượng vì các lý do sau:

- Thứ nhất là tỉ lệ cùa tốc độ truyền với tốc độ tính toán tảng rất nhanh đòi hỏi một cơ

chế điều khiển lưu lượng thích hợp.

- Thứ hai là tỉ lệ giữa độ trễ của gói dữ liệu với thời gian truyền tăng, đặc biệt đối với mang diện rộng WAN do đó cần một cơ chế điều khiển lưu lượng để thời gian trễ đáp ứng được yêu cầu.

Trong các mạng chuyển mạch gói không hướng kết nối, các kết nối thường có dung lượng cố định Nghĩa là với băng thông (và do đó tốc độ bit tổng) là cố định, sự vận hành mạng dựa vào tốc độ bit có thể sẽ hữu ích Nếu các router có thê phàn hổi thône

Ún và các lưu lượng giao dịch, thì các router đó có thể phân chia sự cấp phát công bang dung lượng cho các kết nối Kỹ thuật này có thể được dùng để điều khiển tắc nghẽn, hằng cách xác định tốc độ cho các luồng giao dịch, giúp mạng vận hành tại điểm làm việc tối ưu điểm mà công suất của mạng là cao nhất (công suất là tỷ số của thòng lượng và Ihời gian trả lời).

Mục đích của luận vãn là nghiên cứu, đánh giá hiệu quả của phương pháp điều khiển lưu lượng và điểu khiển tránh tắc nshẽn sử dụng trong các mạng thông tin máy tính Tác giả tìm hiểu một số phương pháp chung trong điểu khiển lưu lượng và tránh tắc nghẽn của các mạng máy tính chuyển mạch gói Với phương pháp mô hình hoá, luận văn irình bày các nguyên tắc căn bản của điều khiển lưu lượng sử dụng timeout và cơ chế cửa sổ Chiến lược CUTE được đề cập đến trong luận vãn là chiến lược điều khiển lưu lượng chung trong mạng máy tính Trong mạng chuyển mạch gói không hướng kết nối, người ta dùng 1 bit trong phần tiêu đề gói ờ lớp mạng để phản hồi thông tin tắc nghẽn Mô hình kênh ảo với phương thức end-to-end và hop-by-hop được dùng trong việc phân tích cơ chế điều khiển lưu lượng của mạng chuyển mạch gói hướng kết nối Tác giả cũng phân tích các hạn chế của cơ chế cửa sổ và phương pháp điều khiển lưu lượng khắc phục các nhược điểm đó - phương pháp điều khiển dựa vào tốc độ.

Các vấn đề được trình bày trong luận văn như sau:

Chương 1: Sự cần thiết của việc điều khiển lưu lượng và điều khiển tấc nghẽn và tổng quan vể các phương pháp điều khiển lưu lượng trong mạng thông tin máy tính, các khái niệm được sử dụng trong những phần tiếp theo của luận văn.

Chương 2: Trình bày cụ thể về các cơ chế điều khiển lưu lượng và tránh tắc nghẽn: Phương pháp điéu khiển dựa trên thời gian trễ sử dụng cơ chế cửa sổ trượt Chiến lược CUTE Cách phản hồi sử dụng 1 bit trong phần tiêu để của gói dùng cho mạng không hướng kết nối Tác giả cũng nghiên cứu mô hình kênh ảo với phương pháp điều khiển end-to-end và hop-by-hop sử dụng trong mạng chuyển mạch gói hướng kết nối.

Chương 3: Trình bày cơ chế điều khiển lưu lượng dựa vào tốc độ với các giải pháp khắc phục những hạn chế của cơ chế dựa trên thời gian trễ, cơ chế cửa sổ.

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

cơ chê diều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn.

1.1.1 Vấn để điều khiển lưu lượng và tránh tắc nghẽn trong mạng máy tính

Chúng ta xem xét khả nãng trao đổi thông tin trên mạng: Mối quan hệ giữa yêu cầu trao đổi thõng tin và số lượng thỏng tin được trao đổi trên một phân mạng.

Sự trao đổi thông tin trong mạng máy tính dựa trên những kênh truyền dẫn có dung lượng giới hạn, nó chi đáp ứng được một sô' lượng giao dịch yêu cầu nhất định Và khi các yêu cầu quá khả năng chấp nhận của mạng thì sự tấc nghẽn cũng có thể xảy ra Ta

xem xét mạng máy tính trong các trường hợp cụ thể sau:

* Lý tưởng: Ta giả thiết là quá trình truyền trên mạng không có lỗi Đường biểu diễn

sự phụ thuộc của thông lượng qua mạng và tải yêu cầu như sau [2]:

H ình 1 ì : Thônq lượng qua mạng trong trường hợp lý tưởììg

Trong đó:

2) Trườne hợp 2: Lưu lượng tự do

- Không có điều khiển lưu lượng.

- Không hạn chế số lượng các giao dịch, điều này ảnh hưởng đến sự suy giảm nghiêm trọng, có khi dẫn tới tắc nghẽn hoàn toàn (deadlock) vì khi đó có quá nhiều các giao dịch phải truyền lại.

3) Trường hợp 3: Sử dụng cơ chế điều khiển lưu lượng động

Sử dụng cơ chế điều tiết để số lượng giao dịch được chấp nhận giống như một hàm của khả năng tắc nshẽn, dung lượng, độ trễ, của mạng.

- Khi sò lượnỊỊ ỊỊÚIO d ị c h trẽn mạn ụ ir :

Đối với cá ba phương pháp điểu khiến lưu lượng như trên, sỏ lượng các giao dịch có yêu cầu chuyển qua mạng đểu được chấp nhận, do dó thòns lượng qua mạng tãng tý lệ với ihỏna lượn2 yêu cầu sự khác biệt cùa thông lượng qua mạng trong cà 3 trường hợp

là không đáne kể.

- Khi so lượtìíỊ ỵiao dịch trên mạng tăng:

Trong phương pháp tự do, thông lượng qua mạng tăng nhanh hơn hai phương pháp còn lại Tuy nhiên khi thòng lượns đạt đến điểm 2ần với duna lượng của mạng, thì thông lượng qua mạng giám khi các giao dịch yêu cầu tăng Khi số lượng các giao dịch tiếp tục lãng thì thông lượng giám nhanh dản tới hiện tượng tác nghẽn hoàn toàn.

Trong hai phương pháp có diều khiến lưu lượng, mặc dù không có tắc nghẽn xảy ra nhưng phương pháp dè dậi luôn luôn chuvến được ít giao dịch hơn so với phương pháp

sử dụng điều khiên lưu lượng động.

Trước khi xem xét các thú tục và chính sách điểu khiến lưu krợng và điều khiển lắc nghẽn, chúng ta xem xét sự hoạt động của một mạng không thực hiện các thù tục đó

Có hai vấn đé trong mạng khôn» điều khiển: Sự giảm thòng lượng và sự không còng

bẳn tị trong việc cấp phát băng thông.

1.1.2 Nhận xét

Hình 1.3: Một mạng bị tắc nghẽn do không có điêu khiển

Mỏt mang dưn gián trong hình giúp chúng la minh hoa các vấn dé trẽn Các con sỏ trên kết nòi chi dung lượng cùa kết nối đó, đơn vị là kbps Ta siá sứ cần thực hiện hai

1 Lions si ao dịch:

- Từ trạm B đén trạm A : '-BA Kbps, với các giao dịch đi theo đường B -> Ỵ -> X -> A

- Từ trạm c đến trạm D: ^ CD kbps với các giao dịch đi theo đường C->Z->X->D

Ta già sử rằng mạng không được điếu khiến, nahîa là các giao dịch trẽn mạng có thể

sir dụng các tài nsuyẽn trên mạng, các trạm nguồn khỏng bị giới hạn tốc độ phát, và

dặc biệt là các bộ đệm gói trên các trạm trung gian X, Y z (phần bộ nhớ trên các nút

trung gian dùng để lưu các gói được chuyển đến) có thể bị chiếm giữ bời tất cả các gói Các gói bị huỷ khi không còn bộ đệm tại trạm mà chúng được chuyên đến Các tĩỏi bị huý sẽ được truyền lại khi hết thời gian timeout mà khổng được xác nhận Một bán sao cùa mỏi gói được giữ tại trạm nguồn khi trạm đó chưa nhận được ack từ tram tiếp theo dọc theo đường truyền của gói.

Sự siàm thỏim lượng và sự khòng công bằng thê hiện trong các trường hợp sau đây:

Trường fĩỢỊj !

Kr.\ = 7 kbps và ^'CD = 0

Trạng thái này khòng tắc nghẽn, do giao dịch đòi hỏi từ B đến A nhỏ hơn dung lượng

của mạng Các kết nòi B Y, Y -> X X -> A đểu truyền 7 kbps.

Trường hợp 2:

'-BA = 8+^ kbps và *-CD = 0 >0)

Các gói đề nghị chuyến đến A iớn hơn khá năng của kết nối X A, do đó bộ đệm ở nút X có thế bị đầy do các gói chuyến đến X chờ đê được chuyến từ X -> A Khi bộ đệm tại X đầy, các gói tiếp theo gửi từ Y đến X bị huỷ bỏ và không được xác nhận

Nứt Y văn phái giữ các gói để chừ xác nhận, vì vậy bộ đệm cúa nó sẽ chứa các gói này Ban đầu kết nôi Y -> X là 8 + ^ kbps, do phải truyền lại ò kbps, bây giờ nó phải truyền với tốc độ 8 + 2^ khps Nhưng nút X chỉ chuyển được 8 kbps tới A, nên 2Ò kbps

bị huỷ bỏ, và kết nối Y -> X cần phái truyền với tốc độ 8 + 4Ò kbps Cứ như vậy kết nối

Y X sẽ đạt tới dung lượng của nó là 64 kbps, trong đó 8 kbps là các gói mới và 56

kbps là các gói truyền lại Tươne tự như vậy, kết nối B -> Y sẽ chuyển các gói với tốc

độ 16 kbps trong đó có 8 kbps là các gói mới và 8 kbps là các gói truyền lại.

Vấn đề tắc nghẽn trong trường hợp này có thể giải quyết bằng 1 trong hai cách sau:

- Tãns dune lượng các kết nối sao cho đáp ứng được tốc độ phát cùa B

- Hạn chè tốc độ phát tối đa cho B là 8 kbps

Cách 1 là hợp lv và kinh tế khi tốc độ truyền cùa B luôn luôn ở giá trị cực đại trong thời gian dài Cách 2 hợp lý khi trong hầu hết thời gian, B chỉ truyền với tốc độ thấp

(ví dụ 2 kbps) và thinh thoảng truyền với tốc độ > 8 kbps.

Trong trường hợp này, các kết nối trên đường đi từ c đến D đáp ứng được tốc độ

truyền của c Tuy nhiên, tốc độ phát của B lại vượt quá khả nãng của các kết nối trên

đường đi từ B -> A Vấn để là ở chỗ các gói từ B và từ c phải chia xẻ bộ đêm của trạm

X trong điều kiện mạng không có điều khiển Như trong trường hợp 2, bộ đệm của trạm X bị chiếm giữ bởi các gói chờ để truvền tới A Đây là nguyên nhân mất gói đến

từ B và cà các gói đến từ c khi chúng được truyền tới X Các gói đến từ c cũng có thể

bị mất trong khi nguyên nhân gây nên đầy bộ đệm là do trạm các gói truyền từ trạm B

Khi hộ đệm cùa trạm X đầy, các bộ đệm của Y và z cũng được điền đầy, và tất cả các kết nối đéu phải truyền với tốc độ tối đa của chúng.

Khi nút X truyền các gói đến A và D, nó chấp nhận và xác nhận các gói đến Vì các

gói đến từ B có tốc độ gấp hai lần tốc độ các gói đến từ c (do dung lượng đường

truyền từ Y -> X gấp 2 lần dung lượng đường truyền z -> X) nên số lượng các gói đến

từ B được chấp nhận bằng 2 lần các gói đến từ c được chấp nhận Như vậy, khi tốc độ

truyền X -> A tối đa là 8 kbps thì tốc độ truyền từ X -> D là 4 kbps.

So sánh với trường hợp 3 ta thấy, khi /-BA tăng từ 7 lên 8+k thì:

7

- Tổng thông lượng từ X truyền tới A và D giảm từ 14 kbps xuống còn 12 kbps.

- Trạm c bị đối xử không công bằng Tốc độ truyền từ c tới D giảm từ 7 xuống còn 4

kbps trong khi nauyèn nhân cùa vấn để là do các gói đến từ B.

Đế giải quyết vấn đé này, ta có thể dùng các phương pháp như trong trường hợp 2 Phương pháp thứ ba là dành ra một sô bộ đệm của X để phục vụ cho việc chuyển các

gói tới D Như vậy sẽ đàm bảo sự công bằng cho dù các gói đến từ B có làm mạng bị

tắc nghẽn hay không Tuy nhiên việc đặt trước bộ đệm làm giảm khả năng chia xẻ của mạng chuyên mạch gói Nhưng điểu này cho thấy cần định ra một mức chia xẻ tắc nghẽn một cách hợp lý đê vừa đảm bảo cho sự công bằng và giá cả hợp lý.

1.1.3 Kết luận

Đê đảm báo cho hoạt động của mạng thông suốt, tránh tắc nghẽn khi số lượng giao dịch đầu vào tăng nhanh, và để tăng hiệu suất của mạng, chúng ta cần sử dụng phương pháp điểu khiển lưu lượng trong mạng thông tin máy tính.

1.2 ĐIỂU KHIỂN LƯU LƯỢNG VÀ ĐỉỂU KHIÊN t r á n h t a c n g h ẽ n

Trong quá trình truyền số liệu giữa một trạm nguồn và một trạm đích, hai trạm có sự

thống nhất trong cách truyền và cách nhận sao cho dữ liệu được truyền và nhận đúng

Khi trạm đích chưa nhận được dữ liệu một cách chính xác thì trạm nguồn sẽ truyền lại

dữ liệu đó Dữ liệu có thể bị mất do trạm nhận không còn bộ đệm thu, hoăc có thể bị lỏi trong khi truyền Các gói dữ liệu bị mất hoặc hỏng sẽ làm cho số lượng các gói cần

truyền qua mạng tàng lên.

Quá tải là hiện tượng có quá nhiều gói dữ liệu được truyền lại, làm cho số lượng gói được chuyển thành công giảm đột ngột, thậm chí giảm tới 0.

Để iránh hiện tượng quá tải, cần sử dụng cơ chế điều khiển lưu lượng và điểu khiển

tránh tắc nghẽn trong quá trình truyền thông tin trên mạng.

- Điều khiến htu lượng: Là sự thống nhất giữa trạm nguồn và trạm đích về dòng dữ

liệu Mục đích của điều khiển lưu lượng là duy trì việc khi gói đến trạm đích có bộ

đệm cho nó.

Nêu không có điểu khiển lưu lượng, nguồn có thể gửi gói quá nhanh tới đích Điều này

có thể dẫn tới mất gói, phải truyền lại và giảm hiệu suất Một chiến lược điểu khiển lưu lượng sẽ bào vệ trạm đích khỏi quá tải bời trạm nguồn.

Trong chiến lược điều khiển lưu lượng dùng cơ chế cửa sổ, trạm đích đật ra giới hạn số lượng gói mà trạm nguồn có thể gửi phù hợp với khả năng nhân của nó.

- Điếu khiển tránh tắc nghẽn: Là cách điều khiển việc trao đổi dữ liệu trên mạng để tránh hiện tượng quá tải xảy ra trên mạng.

Điều khiển lưu lượng giới hạn số lượng gói dữ liệu dựa vào bộ đệm trên trạm đích, trong khi đó điều khiển tắc nghẽn giới hạn số lượng gói dữ liệu dựa vào bộ đệm của trạm trung gian Điểu khiển lưu lượng là sự thông nhất của hai phía (nguồn, đích) còn điéu khiển tắc nghẽn là luật trên toàn mạng.

Điều khiển tắc nghẽn đề cập đến tài nguyên trên mạng Hình vẽ sau mô tả các kết nối

từ các trạm nguồn S|, S2, , Sn đến các trạm đích D,, D2, , Dn thông qua mạng.

Trong hình trên: Điều khiển tắc nghẽn cần quan tâm đến tốc độ phát của các trạm nguồn s„ khả năng nhận của các trạm đích D,; tốc độ xử lý, số lượng bộ đệm của các trạm trung gian và các hệ chuyến mạch trên mạng.

1.3 MỘT SỐ KHÁI NIỆM DÙNG TRONG LUẬN VĂN

Quá trình Poisson: Xác suất có k gói đến trong thời gian T là:

k\

H àng đợ i M IM I1 IK : Các gói đến một trạm theo quá trình Poisson, sự phục vụ theo

hàm mũ, và có một server, trạm có K bộ đệm (hàng đợi có độ dài lớn nhất là K).

G ói ack (acknowledgem ent packet): Gói xác nhận Trong cơ chế truyền có xác nhận,

khi trạm nguồn truyền dữ liệu đến trạm đích, nếu trạm đích nhận đúng gói dữ liệu thì

sẽ trà lời trạm nguồn bằng gói ack.

Thời gian trễ (delay): Là thời gian lan truyền tín hiệu trên môi trường truyén dẫn từ trạm nguồn đến trạm đích, thời gian các gói phải chờ trong bô đệm, hoăc thời gian phát gói.

Thời gian trẻ toàn phần (RTT): Bằng thời gian từ khi trạm nguồn phát gói dữ liệu cho đến khi nó nhận được gói ack.

Thòng lượng (throughput): Số lượng thông tin tính bàng bit hoặc byte truyển từ trạm nguồn đến trạm đích thành công trong một đơn vị thời gian.

Hop: Đường đi giữa hai trạm cuối trao đổi dữ liệu cho nhau thông qua nhiều đoạn đường, mỗi đoạn được gọi là 1 hop.

Cổ chai: Là yếu tô' quyết định đến thông lượng qua mạng Trên một kênh truyền thì nút có tốc độ xừ lý chậm nhất, các gói qua đây phải chờ lâu nhất gọi là nút cổ chai.

Tấc nghẽn (deadlock). Là trạns thái không có giao dịch nào được thực sự chuyển qua mang Các gói được truyén lại trên mạng mà không truyền được gói mới, hoặc tất cả các trạm đều hết bộ đệm Thông lượng qua mạng bằng 0 và thời gian trễ vô cùng lớn.

Chuyên mạch kênh (circuit switching): Tồn tại một đường kết nối riêng, cố định giữa

hai thiết bị cuối irong toàn bộ quá trinh trao đổi dữ liệu.

Chuyên mạch gói (packet switching): Chia dữ liệu được truyén thành các gói có độ dài thav đổi, và chuvển qua các đường (có thể) khác nhau trong hệ thống truyền dẩn

Sử dụng phương thức lưu và chuyển (store and forward) để lưu gói nhận được, phân tích phần tiêu đé của gói để thực hiện chuyển tiếp.

Chuyển mạch gói kết nối: Tương tự chuyển mạch kênh, kết nối được thiết lập trước khi

trao đổi dữ liệu và được huỷ bỏ sau khi trao đổi xong Nhưng trong quá trình truvén,

các đoạn đường từ nguồn đên đích có Ihể thav đổi, do đó các gói dữ liệu cần được đánh số tuần tự để trạm đích ghép lại theo đúng thứ tự.

Chuyển mạch gói không kết nối: Không cần thiết lập kết nối giữa hai thiết bị cuối có

nhu cầu trao đổi dữ liệu Việc xác định đường và quyết định chuyên tiếp được thực hiện độc lập đối với từng gói dữ liệu trên cơ sở các dữ liệu điểu khiển.

Hoạt động của bộ định tuyến (router):

Các đường ra

Hình 1.6 : Kiến trúc cơ bàn của một router

Tất cả các kết nối trên mạng được gộp lại bởi các router Chúng chuyển các gói đến từ đường vào đến đường ra thích hợp để dảm bảo gói được định hướng tới đích.

Router được kết nối với I đường vào và o đường ra I và o có thể khác nhau, thường thì 1=0 Trong đa số trường hợp, đường ra vào và ra được cặp đôi để hình thành kênh truyền song công trong trường hợp dữ liệu được truyển cả 2 hướng, và cả trong trường hợp kênh bán song công mà dữ liệu trong một thời điểm chi truyền theo một hướng Gói đến được đưa vào bộ đệm Một khi ở bộ đệm, chúng được lựa chọn bời “ chức nãng lựa chọn gói” để truyền đến “ chức năng định tuyến” Chức năng định tuyến quyết định xem eói sẽ được chuyển hướng theo dường ra nào đề có thể đến đích nhanh nhất: Việc này thực hiện bởi bảng định tuyến ta gọi là “ nửa tĩnh” (vì bảng này thường ít thay đổi,

Các bộ đệm ra

nó chì thay đổi trong những trường hợp đạc biệt như khi cầu trúc của mạng thay đổi) Khi tìm được kết nối, “ chức năng gứi gói” đê đưa gói đó vào hàng đợi cùa dường ra Khi gói đến cuối hàng đợi, nó được truyền qua kết nối tới router tiếp theo, hoặc đến đích cuối cùng.

Chức năng chọn gói có thể chọn một gói bất kỳ trong bộ đệm vào để chuyển cho chức năng định tuyến Thường thì theo thứ tự FIFO, nhưng cũng có thể là theo một cách

khác.

Có hai yêu tố ảnh hưởng quyết định đến khả năng hoạt động của router Thứ nhất là thời gian tối thiểu để router giải mã phần tiêu để của gói đến, để quyết định đường đi cho gói đó và chuyển gói đó tới đường ra để truyền nó đi Thứ hai là thời gian các gói phải chờ trong bộ đệm (vào, ra) của router.

Bộ đệm vào và bộ đệm ra của router là có hạn, khi một bộ đệm đầy, không gói nào được nhận nữa và router phải huv bỏ chúng Đây là nguyên nhân mất dòng dữ liệu từ nguồn đến đích, và do đó trạm nguồn truyền lại dữ liệu đó.

Router không thể đưa gói vào hàng đợi ra nếu bộ đệm tương ứng bị đầy, nhưng nó có thể chọn huỷ bỏ gói đã ở trong bộ đệm và đưa gói mới vào thế chỗ Lựa chọn này được thực hiện bời chức năng gửi gói Việc này không thực hiện được đối với bộ đệm vào vì một gói không được đưa vào bộ nhớ của router, nếu nó chưa được đưa vào hàng đợi vào Do vậy gói vào có thể bị mất ngoài sự kiểm soát của router.

Cuối cùng, các bộ đệm được cấp phát cho các đường vào và các đường ra của router có thể dùng chung không gian bộ nhớ, hoặc chúng dùng bộ nhớ riêng biệt Nếu dùng chung thì không bộ đệm nào bị đầy khi toàn bộ bộ nhớ của router chưa được sử dụng hết Nếu dùng riêng, bộ nhớ được cấp phát cô' định cho mỏi đường vào, ra do đó việc

sử duns bộ đệm của một đường vào, ra rỗi sẽ không hiệu quả.

M ạng A R P A N E T : được nghiên cứu, thiết kế và thực hiện cuối những năm 1960 ở bang California, Mỹ Đây là mạng thông tin máy tính đầu tiên sử dụng công nghệ chuyển mach gói Mạng ARPANET là tién thản của mạng Internet hiện nay.

Hình Ị 7: M ô hình kênh ảo (Vituaỉ Circuit-VC)

Trong mô hình này, ta quan tảm đến giao dịch vào Xvc của kênh ảo gồm M kết nối và kết thúc ờ nút M + l Ta xem xét kênh ảo được cấp phát bộ đệm trên các kết nối (trừ kết nối đầu tiên) như thế nào: K„ i = 2, Giả sử bộ đệm đầu tiên đủ để chứa tất cả các gói mới.

Ta biểu thị tốc độ phát gói (dung lượng) của mỗi kết nối i dọc theo kênh ảo bằng 14,' và biểu thị thời gian trễ lan truyền giữa nút i và nút i+1 là l/(i'pri)p M ột số kênh ảo có thể cùng chia xẻ một đường kết nối vật lý Như hình trên biểu thì một kênh ảo có tốc độ

x inl chia xẻ kết nối giữa nút 2 và nút 3 với kênh XyC.

Hình b là mô hình một kẻnh ào M-hop với |i‘trans là dung lượng phục vụ của kết nối vật

lý i dành cho kênh ảo Ầvc.

M ỏ hình mạng diện rộng chuyển mạch gói không kết nôi

1 Là mạng diện rộng với các nút trong mạng chuyển dữ liệu cho các nút khác theo nhiều kết nối Các nút được kết nối một cách thay đổi, mạne không có topology cụ thể.

2 Mạne là không h ư ớ n g kết nối. ớ đây không có sự đặt trước băng thông hay tài nguyên giữa nguồn truyền dữ liệu và đích liên quan Các kết nối end-to-end có thể thiết lập bởi lớp vận chuyển của nguồn và đích, nhưng các nút khác trong mạng không quan tâm đến sự vận hành này của lớp vận chuyển.

3 Mạng là chuyển mạch gói. Các gói được chuyên một cách riêng biệt từ nguồn đến đích, chúne có thể đi theo các đường khác nhau và có thể đến trạm đích khỏne đúng thứ tự được truyển từ trạm nguồn.

4 Các gói có kích thước không cô' định được chuyển từ kết nối này đến kết nối khác dựa vào các nút, thường gọi là các switch, gateway hoậc router. Router đưa vào bộ đệm các gói đến trước khi truvền chúng đi tiếp.

8 Mạng không đảm bâo quá trình truyền. Các kết nối trên mạng có băng thông giới

hạn và các nút có bộ đệm giới hạn cho các gói đang chờ được chuyển đi Nếu các thành phần của mạng không thể chuyển tiếp các gói tới đích vì một lý do nào đó gói có thê bị huỷ bỏ.

Chương 2

KHIỂ n t r á n h t ắ c n g h ẽ n

2.1 ĐIỂU KHIỂN LƯU LƯỢNG DựA TRẼN TIMEOUT VÀ c o CHẾ CỬA s ổ

2.1.1 Thời gian timeout và hiện tượng tắc nghẽn

a) Thời gian timeout

Trong việc truyền có xác nhận giữa hai trạm, nếu trạm đích nhận đúng gói dữ liệu thì

sẽ trả lời trạm nguồn bằng gói ack Như vậy khi gói dữ liệu bị mất, trạm đích không nhận được và không phát gói ack tương ứng cho gói đó Sau một khoảng thời nào đó

mà không nhận được gói ack thì trạm nguồn biết rẳng gói dữ liệu đã bị mất, và phát lại Khoảng thời gian đó gọi là thời gian timeout Hình vẽ sau minh hoạ cách tính khoảng thời gian timeout:

Hình 2.1 : Cách tính thời gian trễ timeout

Khoảng thời gian timeout T được tính như sau:

Trong đó ts là thời gian lan truyèn tín hiệu từ trạm nguồn đến trạm đích, t| là thời gian phát gói dữ liệu Ta bỏ qua thời gian trạm đích phát gói ack.

b) Sự tác nghẽn

Trong lúc quá tài hầu hêt các mạng làm mất gói giữ liệu do bộ đệm đầy Do đó timeout là cơ chế ngầm hiểu dê truyền tín hiệu tắc nghẽn từ mạng tới máv trạm Khi

có tim eout, m á y n g u ồ n k h ô n g n h ữ n g phải truyền lại gói bị m ất m à c ò n phái giảm tốc

độ phát Dựa vào các đặc điểm này ta phát triển phương pháp đơn giản sử dung

timeout để xác định gói dữ liệu lỗi và tắc nghẽn Phương pháp này không đòi hỏi một khuòn dạng mới để truyển thông báo, vì vậy có thể dùng trong các mạng có điéu khiển

luru lượng sử dụng cơ chế cửa sổ.

Khi một kết nối quá tải, hàng đợi ở trạm đang dùng kết nối đó được thiết lập và bộ

đệm được sữ dụng hết là nguyên nhân mất gói dữ liệu Thông lượng có thể giâm tới 0

và thời gian trả lời có thể tiến tới vô hạn. Hiện tượng nay gọi là tắc nghẽn.

Chiến lược để giảm sự quá tải trên mạng gọi là điều khiển tắc nghẽn,

c) Nguyên nhân của sự tắc nghẽn

Khi có số lượng gói được gửi nằm trong khoảng dung lượng của phân mạng, tất cả

chúng được chuyển tới đích (trừ một số nhỏ gắp lỗi trong khi truyền) Và số lượng nhận thành công tỷ lệ với số lượng gửi.

Tuy nhiên, khi tăng số lượng gửi lên rất nhiều, trạm khổng đáp ứng được hết và bắt đầu bị mất gói dữ liệu Khi số lượng gói tăng lên nữa, các gói bị mất hoặc bị huỷ bỏ do thiếu bộ đệm Mạng phải truyền lại rất nhiều gói và hầu như không có gói mới được chuyển đến đích.

Tắc nghẽn có thể thể hiện bởi một số yếu tố: Nếu trạm thực hiện các nhiệm vụ của nó

quá chậm (xử lý và phát gói tin, cập nhật các bảng định tuyến, .) thì hàng đợi được

tạo ra (ngay cà khi dung lượng của đường truyền dư thừa).

Mặt khác thậm chí nếu CPU của trạm có tốc độ nhanh vô hạn, hàng đợi sẽ vẫn được

tạo ra mỗi khi tốc độ gói vào vượt quá dung lượng của đường ra.

Ví du: Có 3 đường vào chuyển các gói với tốc độ cao nhất Tất cả các gói đểu chuyển

đến một đường ra Nếu Ci+C2+Q>Coui thì dù cho khả nâng xử lý của trạm là rất nhanh, hàng đợi vẫn được thiết lập do dung lượng đường ra không đáp ứng được Nếu duy trì tốc độ vào như vậy thì dẫn đến trạm khổng đủ bộ đệm.

Cj c,

^ H à n g đ ơ i

> 11lim 111

^ Trạm

Hình 2.2: Hàng cìợi được thiết lập khi dung lượng vào lớn hơn dung lượng ru tối đa

Trong cơ chế truyền có xác nhận, một trạm không còn bộ đệm sẽ huý bỏ các gói mới

đến Khi gói bị huý bỏ, trạm gửi gói đó sẽ nhận được timeout và truyền lại gói đó Nếu

có tắc nghẽn, trạm gửi có thể phải gửi lại gói đó nhiều lần Do trạm gửi không thể huỷ

bỏ gói cho đến khi nó được xác nhận, tắc nghẽn tại trạm nhận bất buộc trạm gửi phải

giữ lại bộ đệm mà thông thường sẽ được giải phóng.

2.1.2 Chiến lược điều khiển tránh tắc nghẽn

Để khắc phục hiện tượng tắc nghẽn, ta có thể dùng 5 chiến lược sau:

1 ) Định vị trước các tài nguyẽn để tránh xung đột.

2) Cho phép trạm trung gian huỷ bỏ gói dữ liệu nếu cần.

3) Cấm một sô' gói dữ liệu trên phân mạng.

4) Sử dụng phương pháp điểu khiển lưu lượng.

5) Giảm đầu vào khi có xảy ra xung đột.

Tuy nhiên, đường đi của gói dữ liệu trong mạng không hướng kết nối không được định trước, do đó việc định vị tài nguyên trôn máy trạm trung gian (chưa xác định) là không thê thực hiện được Việc cấm một sô' gói dữ liệu trong phân mạng là khó thực hiện và

khòna có gì đảm bào rằng một trạm nào đó không bị tắc nghẽn Khi có hiện tượng tắc nghẽn, cần phải gửi gói báo hiệu tắc nghẽn tới các trạm Nếu không giảm các gói đầu vào của mạng thì số lượng gói bị mất tãng và thông lượng có thể giảm đến 0.

Như vậy khôns sử dụng được chiến lược 1 và 3 ở trẽn, ta kết hợp chiến lược 2, 4 và 5

để giảm những nhược điểm của chúng Cần có cơ chế cho mạng để thông báo cho các

trạm rằng mạng bị tắc nghẽn, và cơ chế để cho các trạm điều chỉnh tải của chúng trên

mạng Trontỉ mạng điểu khiển lưu lượng bằng cửa sổ, kích thước của cửa sổ cung cấp cách thức để điều chỉnh tài sinh ra bời một trạm Cũng do đa số các mạng làm mất gói

dữ liệu khi tắc nghẽn do bộ đệm không sẩn sàng, kết quả là timeout đối với các trạm

cung cấp cơ chế ngầm hiểu để truyền đạt thông tin tắc nghẽn từ mạng đến mỗi trạm Gói tác nghẽn là không cần thiết Ta xét vấn để huỷ bỏ gói và vấn đé tấc nghẽn.

/ H u ỷ b ờ g ó i

Khi gói dữ liệu đến và không còn bộ đệm cho nó thì trạm huỷ bỏ nó Lược đổ phục vụ các trạm: tác nghẽn được giải quyết bầng cách huv bỏ gói dữ liệu khi có thể Nếu phân mạng cần dịch vụ của kênh ảo: một bản sao của gói cần được lưu vào trong bộ đệm để

có thể truvền lại được Một khả nảng có thể thực hiện được cho trạm đang gửi đi gói bị huý bỏ là tiếp tục giữ gói và truyền lại gói đó cho đến khi nó được nhận Một khả năng nữa cho trạm đang gửi là từ bỏ sau một số lần nhất định (mà không gửi được) và đòi hỏi trạm nguồn bắt đầu lại (do xảy ra timeout).

Rõ ràng là không thể bỏ qua các gói có chứa ack từ một trạm lân cận Ack đó sẽ cho phép trạm giải phóng bộ đệm Tuy nhiên nếu trạm không còn bộ đệm rỗi, nó không nhận được gói chuyển đến để xem trong gói đó có ack không Giải pháp thường xuyên dành một bộ đệm cho mỗi đường vào cho phép gói được kiểm tra Trạm kiểm tra gói mới đến nếu trong gói có ack thì huỷ bỏ gói đã được ack xác nhận là đến đích để giải phóng bộ đệm Gói chứa ack đó được giữ và sử dụng bộ đệm vừa được giải phóng như

bộ đệm vào mới.

Nếu tắc nghẽn được tránh bằng cách huỷ bỏ các gói, thì cần một luật để biết rằng khi nào cần phải giữ gói và khi nào có thể huỷ bỏ nó Nếu không có một luật rõ ràng thì đường vào đơn cũng có thể sử dụng hết tất cả các bộ đệm trong một trạm trung gian, khi nó xử lý đơn giàn theo cách phục vụ FCFS (gói đến trước được phục vụ trước).

Chiến lược quản lý bộ đệm:

Hình 2.3: Phân chia bộ đệm cho các đường ra

Hình a) mô tả một trạm với tổng 10 bộ đệm, 3 trong sô' đó thường xuyên dùng cho các đường vào, 7 còn lại lưu giữ hàng đợi các gói để gửi đi một trong các đường ra Thậm

chí khi hai đường ra rỗi, bất kỳ một gói nào đến cho các đường này cũng đéu bị huý bỏ

Giải thuật xác định độ dài lớn nhất cùa hàng đợi (m) cho trạm có k bộ đệm (không tính những bộ đệm thường xuyên dùng cho các kênh vào):

trung gian có thể cố gắng để đo số lượng giao dịch và tiếp tục điều chỉnh m, nhưng nếu

giao dịch nhiều thì có thể hộ thống hoạt động không tốt Sử dụng công thức 2.2 trong trường hợp có 7 bộ đệm và 3 đường ra thì m = 7 / s = 4.

Việc huỷ bỏ gói thì dễ thực hiện, nhưng có một số điểm bất lợi Điểm chính là dải

theme cần cho sự lập lại Nếu xác suất gói bị huỷ là p, sô' lượng phãi truyền là 1/(1 -p) Một vấn để nữa: thời gian timeout nên là bao nhiêu Nếu quá ngắn, các gói bị gửi lại

một cách không cần thiết có thể gây tắc nghẽn Nếu quá dài thì lại vượt quá thời gian trễ Một cách giảm số lượng dải thông lãng phí cho việc truyền lại gói bị huỷ bỏ là huỷ

bò các gói không được chuyển đi xa một cách có hệ thống, do đó không phải đấu tư

nhiều tài nguyên Trường hợp giới hạn của chiến lược này là huỷ bó các gói mới đến

để dành quyền ưu tiên cho các giao dịch bị huỷ bỏ Tư tưởng của mô hình này là các

trạm từ chối hoặc huỷ bỏ các gói đến mỗi khi sô' lượng của các bộ đệm bị ràng buộc bới các gói mới (hoặc tổng các gói) vượt quá một ngưỡng nào đó.

19

2 Tắc nghẽn

Tấc nghẽn xảy ra khi có quá nhiều gói trên phân mạng Tận cùng cùa tắc nghẽn là deadlock, còn gọi là lockup hay là bế tắc. Trạm thứ nhất không thể tiến hành cho đến khi trạm thứ hai làm một việc nào đó, và trạm thứ 2 không thể tiếp tục vì nó đang chờ trạm thứ nhất làm một việc nào đó Cả hai trạm hoàn toàn ngừng lại và ở trạng thái đó mãi.

Bế tấc “lira vù chuyên” (store and forward).

Sự bế tắc đơn giản nhất xảy ra với hai trạm Giả sử rằng trạm A có 5 bộ đệm, tất cả đểu dùng làm hàng đợi cho đường ra tới trạm B Giống như vậy, B có 5 bộ đệm, tất cả chúng đều dùng cho các gói cần chuyển tới trạm A Cả hai trạm không thể chấp nhận một gói nào từ một trạm khác Cả hai trạm đều bị tắc nghẽn Trạng thái này được gọi

là “ lưu và chuyển trực tiếp” Điều tương tự có thể xảy ra trong một phản mạng: Mỗi trạm cô gắng gửi tới trạm lân cận, nhưng không trạm nào có bộ đệm rỗi để nhận gói chuyển đến Chú ý rằng khi trạm bị khoá, tất cả các đường vào của nó bị chặn.

Hình 2.4: Bế tắc liai vù chuyển

Trạng thái a) gọi là “ lưu và chuyển trực tiếp”

Trạng thái b) gọi là “ lưu và chuyển gián tiếp”

Người ta đề xuất giải pháp cho vấn đề lưu và chuyển. Trong chiến lược này, một đổ thị định hướng được thành lập, với các bộ đệm trở thành các nút của đồ thị.

Các cung của đổ thị nôi từng cặp bộ đệm trong trạm hoặc các trạm liền kề Đồ thị đó được cấu trúc theo cách nếu tất cả các gói chuyển từ bộ đệm đến bộ đệm dọc theo các cung của đồ thị, thì không xảy ra bế tắc.

Một ví dụ đơn giàn của phương pháp này là xem xét một phân mạng với N trạm trong

đó đường đi dài nhất từ mỗi nguồn đến mỗi trạm đích dài m hop Mỗi trạm cần m+1

bộ đệm được đánh số từ 0 đến m Đổ thị bộ đệm bây giờ được kiến trúc bằng cách vẽ

một cung từ bộ đệm i trong mổi nút tới bộ đệm i+1 trong mỗi nút lân cận Đường đi

hợp lệ từ mồi bộ đệm i tại trạm A là đường đi tới bộ đệm nhãn i+1 tại mỗi trạm lân cận

của A và do đó bộ đệm nhãn i+2 tại các trạm dài 2 hop từ A.

Một gói từ trạm có thể được thu nhân tới phân mạng nếu bộ đêm 0 của trạm nguồn còn

trống M ỗi khi được thu nhận, gói này chi có thể chuvển tới bộ đệm nhãn 1 trong một

trạm lân cận, và tiếp tục cho đến khi nó tới đích và bị loại ra khỏi phân mạng, hoặc nó

tới bộ đệm nhãn m mà trường hợp đó nó bị huỷ bỏ (nếu m được chọn dài hơn đường dài nhất, thì đây chỉ có thể là các gói được chuyển lặp lại, và sẽ bị huỷ bỏ) Một gói

trong bộ đệm i của một vài trạm có thể bị chuyển nếu bộ đệm i+1 trong trạm đã chọn bời giải thuậl còn trống Chú ý ràng việc đánh sô' các bộ đệm không cấm sự lựa chọn của giải thuật chọn đường tĩnh hoặc động.

Để chứng minh giải thuật này tránh được bế tắc, ta xét trạng thái của tất cả các bộ đệm

nhãn m tại một số thời điểm Mỗi bộ đệm ở một trong ba trạng thái: Rỗng, đang gửi một gói để chuyển tới trạm cục bộ, hoặc đang gửi gói để chuyển cho trạm ở xa Trong trường hơp thứ 2, gói có thể được phân phát, trong trường hợp thứ 3, gói đang bị quay vòng và cần phải loại bỏ Trong tất cả ba trường hợp, bộ đệm có thể được giải phóng Nói chung, tất cả các gói trong bộ đệm m-1 bây giờ đều có thể được chuyển tiếp, và mỗi lần như vậy chúng được truyền tới đích hoặc hủy bỏ Khi tất cả các bộ đệm có nhãn m-1 được giải phóng, thì các gói trong các bộ đệm có nhãn m-2 có thể được chuyển tiếp hoặc huỷ bỏ Cuối cùng, tất cả các gói được chuyên tiếp hoặc huỷ bỏ Nếu giải thuật định tuyến (chọn đường) đảm bảo các gói không thể được chuyển quay vòng, thì m có thể được coi là đường đi dài nhất và tất cả các gói sẽ được phân phát đúng mà không có sự huỷ bỏ hoặc bế tắc.

Ví du: M ột gói đã chuyển i hop, hiện tại nằm ở bộ đệm nhãn i, có thể được đặt vào

mỗi bộ đệm đã được đánh số cao hơn tại hop tiếp theo, chứ không chi bộ đệm 1+1 Như vậy, các bộ đệm không tăng một cách đơn điệu, do đó không có bế tác Các cải tiến khác liên quan tới sự chọn dường và chia xẻ bộ đệm chung.

2.1.3 Chiến lược CUTE

Một chiến lược điều khiển tắc nghẽn đơn giản là “ điều khiển tắc nghẽn end-to-end trong tầng mạng dựa vào timeout và cơ chế cửa sổ” (CUTE) [4] Chiến lược này đòi hỏi các trạm giảm tải đầu vào của mạng khi cảm nhận được sự tắc nghẽn Thời gian trễ được xác nhận giống như sự xác nhận gói bị mất hoặc tắc nghẽn.

Khái niệm đường ống (pipe)

Hình 2.5 a : Đường ống giữa hai tiến trình

Hình vẽ trên mô hình quá trình trao đổi dữ liệu giữa các tiến trình của hai hệ thống A

và B Tiến trình 2 của hệ thống A kết nối với tiến trình 1 của hệ thống B Sự kết nôi logic đó được thực hiện thông qua các thiết bị chuyển mạch, các trạm trung gian và các kết nối vât lý trên mạng Dung lượng bộ đêm và tốc độ truyền tại các thiết bị trung gian dành cho kết nối này sẽ quyết định tốc độ trao đổi số liệu có thể thực hiện được Kết nối logic này được gọi là một đường ống Kích thước PS (pipe size) của đường ống

là sỏ lượng tối đa các gói có thể đưa vào đường ống đó trong một thời điểm (hay số lượng tối đa các gói đang được chuyển trên mạng theo đường ống).

Trong các mạng điều khiển lun lượng của sổ, tham số chính để xác định tải trên mạna

và do đó xác định khả nâng của nó là kích thước cửa sổ dùng cho các trạm Khi người dùng tãng kích Ihước cửa sổ, thồng lượng tãng Người dùng tiếp tục tãng sô' gói đưa vào mạng Tuy nhiên khi cửa sổ có kích thước lớn hơn một giới hạn nào đó (phụ thuộc

bộ đệm ờ các nút trung gian), thông lượng giảm do các gói bị mất Kích thước cửa sổ tại điểm tắc nghẽn bằng tổng số bộ đệm của kết nối Trường hợp nhiều người dùng, tổng kích thước cửa sổ của tất cả các trạm nguồn chuyển qua một nút trung gian luôn nhỏ hơn dung lượng bộ đệm của nút trung gian đó.

- Số lượng của bộ đêm tại nút cổ chai quyết định dung lượng của đường truyển.

- Các trạm cán luân theo một sô luật tự hạn chế, do dó sỏ lượng gói dược đưa vào mạng là giới hạn nếu có hiện tượng tấc nghẽn.

- Trạm tự động điều chinh cứa sổ của nó giữa giá trị max, min đã quy định

23

Hình 2.5b: Sự thay đổi của kích thước cửa sổ trong chiến lược CUTE

- Khi có timeout (mất gói dữ liệu) cửa sổ giảm tới 1

Ở đày có nãm vấn đề cần xem xét đối với độ lớn cửa sổ: cỡ lớn nhất, cỡ nhò nhất, cách khởi tạo, cách tăng, cách giảm.

/ Kích thước lớn nhất cùa cửa sổ: bằng độ lớn dung lượng đường truyền

w s max=PS

Mạng xác định PS từ các thông tin về đường truyền từ nguồn đến đích.

PS là sô lượng gói đang được chuyên trên mạng Cho biết tốc độ của các kênh vật lý và sô' lượng người dùng, có thể tính được PS Nếu tốc độ đường không chính xác, ta giả thiết rằng (cho đường truyền không dùng vệ tinh) PS 3 lần số các hop Cho đường qua vệ tinh, PS cần được tính theo thuật toán khác có quan tâm đến thời gian trễ lan truyền tín hiệu.

- Trước khi truyền dữ liêu, trạm đích sẽ thông báo cho trạm nguổn dung lượng bộ đệm thu (cửa sổ thu) của nó Trạm nguồn không thể đặt cừa sổ phát lớn hơn cửa sổ thu Do

đó WSmJX=rnin { PS, cửa sổ thu của trạm đích ).

Nếu số lượne hop không xác định thì w s do trạm đích quyết định, ví dụ WSmax=cửa sổ thu của trạm đích.

2) Kích thước nhỏ nhất của cửa sổ:

w s min=l

thiếu các gói đưa vào mạng, do đó giảm sự quá tải trên mạng.

3) Kích thước khởi tạo của cửa sổ:

- Trong mạng có tải lớn thì độ lớn bắt đầu của cửa sổ là WSmm.

- Trong mạng có tải nhẹ thì bắt đẩu bởi WSmax.

- Dùns giá trị sử dụng trong kết nối lần trước hoặc dùng giá trị trung gian giữa WSmin

và WSmax.

4) Tăng: M ỏi khi tăng kích thước cửa sổ, ta tăng thêm 1.

5) Giảm: Giảm kích thước cửa sổ xuống ngay giá trị nhò nhất WSmin khi có tắc nghẽn.

Mô hình dùng dể phản tích

Để để kiểm chứng các luật trong chiến lược điều khiển tắc nghẽn, ta xây dựng một mô

hình đơn giản gồm 2 mạng cục bộ (LAN) được kết nối với nhau dựa trên mạng diện

rộng (W A N ) có tốc độ ihấp được mô phỏng như sau :

Hình 2.6: Mô hình để kiểm chứng chiến lược điều khiển tắc nghẽn

Tron® mò hình này, có n trạm chia xẻ đường truyền chung thông qua m nút trung gian Không giới hạn số lượng trạm nguồn cũng như số lượng nút trung gian.

I ) Kích thước lớn nhất của cửa sổ:

- Quyết định độ lớn cửa sổ sao cho ít gói dữ liệu bị mất Thường thì do trạm đích quyết định, dựa vào sô lượng bộ đệm của nó.

- Xuất phát từ đường đi được chia xẻ bởi n người dùng, có thể tính toán số lượng gói thích hợp mà mỗi người dùng được phép chuyển vào mạng.

Con sỏ này được dùng như WSmav Trong mạng mặt đất ta có:

WSmax < 3h với h là số lượng hop Đủy là giá trị được tính khi bỏ qua các thòng tin

khác Giới han được dùng như sau:

a) N + 1 hàng đợi M / M / 1, với phân bô' mũ, tốc độ phục vụ là 1, và với c gói sô' liệu

đang được chuyển trên mạng tại một thời điểm:

Công suất=T hôn g lượng / thời gian trà lời= c/(N+c): (2.6)

Hình 2.7: Một mạng h hop chứa 3ỈĨ+Ị hàng đợi

Gói được truyền được xếp vào hàng đợi bởi CPU nguồn tới hàng đợi truyền trên mạng, phục vụ với tốc độ đường truyền Những gói này sau đó được nhận bởi router và đưa vào hàng đợi nhận trong lớp datalink CPU phục vụ các gói này và đặt chúng vào hàng đợi phát thích hợp Sau quá trình truyền, gói được chuyển tới hàng đợi nhận của trạm đích CPU của trạm đích sinh ra một gói ack cho gói vừa nhận Gói ack lại được chuyển qua các hàng đợi truyền theo chiều ngược lại.

- Một gói ack có thể xác nhận nhiều gói nhận được.

- Đường truyền là song công (full duplex).

Giá sứ đường truỵén là song công và mỗi gói ack xác nhận một gói được chuyên tới đích Sô lượng hàng đợi trong mạng h hop là 3h + 1, bao gổm:

h hàng đợi dùng cho gói dữ liệu.

h hàng đợi dùng cho gói ack.

h + 1 hàng đợi trên các nút và chia xẻ cho cả hai hướng.

Nêu đường là bán song công thì các gói (traffic) chuyển trên một đường theo cả hai chiểu, hàng đợi chuyển ngược lại có thể bỏ qua và sô' lượng hàng đợi sẽ là 2h + 1 Đơn giản hơn, nếu các CPU nhanh đến mức hàng đợi nhận được phục vụ không cần hàng đợi, h CPU có thể bỏ qua trong mô hình trẽn, cuối cùng nếu không có ack, h

hàng đợi dùng bởi ack có thể bỏ qua Trong trường hợp này, dựa vào kiểu đường (bán

song công hoặc song công), lốc độ CPU, tốc độ đường, số gói trung bình trên ack, ta xác định được kích thước (WS) thích hợp cho cửa sổ Những biến này khác nhau do cấu hình của các mạng khác nhau.

Trong các trường hợp, w s thích hợp nằm trong khoảng (1, 3h) Trường hợp mạng bao gồm cả v ệ tinh thì có thể w s lớn hơn 3h.

Trong phân tích mở rộng cho vệ tinh, số lượng gói trên đường truyền (PS) bằng tỉ lệ của thời eian trễ nhỏ nhất (tổng thời gian phục vụ của các server và thời gian lan truyền tín hiệu) chia cho thời gian phục vụ của server cổ chai (bottleneck).

2) Kích thước nhỏ nhất của cửa sổ:

Kích thước nhỏ nhất WSmm của cửa sổ được chọn như sau:

a - w s min= l

b- WSmin = số lượng hop.

c- WSmin = m lần số lượng hop m là số cố định, m = 2, 3, 4

Trong giá thiết cùa chúng ta, a) là tốt hơn b), c).

Tổng số gói chuyển đi từ tất cả các trạm nguồn cần nhỏ hơn dung lượng cùa đường truyền.

Số lượng kết nối * WSmin < bộ đệm của router cổ chai.

Số lượng kết nối lớn nhất < dung lượng bộ đệm / WSmin

Do chọn WSmin = 1, chúng ta có thê phục vụ sô' lượng người dùng tối đa.

Một nguyên nhân quan trọng để chọn WSmin = 1 là tìm ra được các gói sai thứ tự Trong mạng nếu không phát hiện các gói sai thứ tự, một gói bị mất có thể dẫn đến việc truyền lại một lượt tất cả các gói, do vậy các gói đều được truyền 2 lần Khi WSmin= 1,

ta có thể ngắi vòng lặp này, nếu chọn WSmin > 1, vòng lặp có thê’ làm giảm hiệu suất của mạng một cách nghiêm trọng.

3) Kích thước khởi tạo của cửa sổ:

Hoạt động của mạng trong thời gian dài ít phụ thuộc giá trị khởi tạo Khi mạng hoạt động trong thời gian ngắn thì sự khởi tạo mới có tác động rõ rệt Trong trường hợp này, giá trị lựa chọn để khới tạo có thể tác động tích cực đến việc truyển thông tin.

4) Cách lãng kích thước cửa sổ:

Chiến lược N,h: tăng w s -> w s + 1 khi truyền thành công N gói.

ĐỐI với mạng có tải nhẹ, chính sách tốt nhất là làm sao tăng w s đến giá trị lớn nhất càne nhanh càng tốt.

Khi mạng có khả năng tắc nghẽn cao thì tốt nhất là giữ w s = 1 và không tăng ws.

5) Cách giảm kích thước cửa sô:

a) Giảm đột ngột: w s -> WSmjn.

b) Giảm từ từ: w s -> w s - 1 mỗi khi timeout.

c) Giảm nhị phân: w s [WS/2] (làm tròn nguyên).

d) Kết hợp b) và c):

27

Ta gọi o o c (Out of Older caching) là cơ chê thu nhận các gói đến sai thứ tự Khi có các gói đèn sai thứ tự thì trạm đích vản nhận các gói đó rồi thực hiện sắp xếp lại Nếu không thực hiện cơ chê này thì gói đến sai thứ tự bị huý bỏ.

H ình 2.8: So sánh thông lượng đạt được khi sử dụng các chiến lược điều khiển

Hiệu suất trong các trường hợp được thể hiện trong đổ thị sau:

H ình 2.9: Kích thước cửa sổ trong chiên lược điều khiển CUTE

Cúc dặc điểm của chiên lược CUTE

Những đặc điểm sau làm cho chiến lược CUTE dễ thực hiện trong kiến trúc mạng máv tính.

1) Không thay đổi khuôn dạng của gói, không cần thêm bit.

2) Không cần gói mới: không cần gói báo tình trạng tắc nghẽn.

3) Trong suốt đối với ứng dụng, ứng dụng không cần quan tâm đến bộ đệm ở các nút trung gian Cứa sổ dừns sau khi đạt tới tốc độ truyền được tính bới lớp mạng.

4) Giám số gói truyền lại bằng cách kiêm tra thứ tự các gói.

5) Không cần phản hồi rõ ràng từ mạng Chiến lược CUTE là cần thiết nếu có tác nghẽn (gói dữ liệu bị mất) xảy ra tại nút trung gian (ví dụ các cầu nối - bridges).

Tóm lại trong phần 2.1 chúng ta*đã nehiên cứu các vấn đề sau:

- Quan hệ giữa timeout và tấc nghẽn.

- Giải quyết vấn đé tắc nghẽn trở thành vấn đề quan trọng khi tăng tốc độ truyền.

- Timeout dùng duy trì kết nối điểm-điểm và dùng để chì ra tắc nghẽn mạng Khi

timeout, ta từng bước giảm tải cùng với truyền lại gói bị mất Nếu không giảm tải, mạng sẽ rơi vào vòng lặp, gói dữ liệu bị mất dẫn đến giảm thông lượng xuống 0 Timeout thực ra là chỉ trạng thái phục vụ bị tắc nghẽn Khi tắc nghẽn trong mạng tãng, hàng đợi được tạo ra Khi hàng đợi đầy thì gói dữ liệu bị mất Khi ở trạng thái nàv, ta thực hiện các bước để giảm tắc nghẽn Giảm các đường truyền đến khi truyền không lỗi Đặc biệt ta chỉ phải truyền lại 1 gói dữ liệu, cửa sổ giảm xuống giá trị nhỏ nhất Qui tắc trong CUTE Khi timeout w s -ỳ WSmin = 1.

2.2 ĐIỂU KHIỂN LƯU LƯỢNG V À TRÁNH TẮC n g h ẽ n t r o n g m ạ n g

KHÔNG HƯỚNG KẾT NÕI

Sự phát triển rộng rãi của mạng máy tính và việc sử dụng các công nghệ khác nhau để kết nối các mạng máy tính làm nảy sinh các vấn đề khác nhau vể tắc nghẽn.

Như phần trước ta đã so sánh khái niệm tránh tắc nghẽn và điều khiển tắc nghẽn, một

cách tóm tắt, điều khiển tắc nghẽn là cơ chế phục hồi, còn tránh tác nghẽn là cơ chế báo vệ M ột chiến lược điều khiển tắc nghẽn giúp mạng phục hổi từ trạng thái tắc nghẽn, trons khi chiến lược tránh tắc nghẽn cho phép hoạt động trong vùng có độ trễ

thấp, thôna lượng cao với hàng đợi tối thiểu, do đó bảo vệ được nó khỏi đi vào trạng thái tắc nghẽn mà khi đó các gói dữ liệu bị mất do hết bộ đệm.

2.2.1 Đặt vấn đề

Một số lựa chọn cho tránh tắc nghẽn được xem xét, từ đó chúng ta chọn một gọi là

chiên lược phản hồi nhị phân, ở đó mạng sử dụng một bít trong phần tiêu đề lớp mạng

29

đế phàn hổi thôns tin tránh tắc nghẽn đến người sừ dụng - những người mà sau đó sẽ tăng hoặc giám tải cùa họ đế sử dụng lài nguvên một cách thích hợp Khái niệm thích hợp rổng thê trong hệ thống phán tán được định nghĩa về vấn để hiệu quả vù sự công

bủng mà họ có thể áp dụng cho số lượng bất kỳ của tài nguyên và người dùng Chiến

lược để ra được tái tạo và chỉ ra hiệu quà tổng thể và không phụ thuộc vào cấu hình Chiến lược tránh tắc nghẽn cho phép mạng vận hành trong vùng có độ trễ thấp và thông lượng cao Những chiến lược này bảo vệ một mạng khỏi đi vào trạng thái tắc nghen mà ở đó, các gói dữ liệu bị mất Chúng ta sẽ đi vào chi tiết này trong phần tiếp theo, trong giai đoạn điểu khiển lưu lượng, điểu khiển tắc nghẽn và tránh tắc nghẽn sẽ định nghĩa và xét mới quan hệ giữa chúng.

Tấc nghẽn xảy ra có 2 biểu hiện sau:

- Thời gian trễ tă n g rõ rệt trong mạng.

- Thông lượng đo bàng sô' gói dữ liệu (trên 1 đơn vị thời gian) tới đích của chúng giảm mặc dù yêu cáu trao đổi có thể tăng.

Hình 2.10: Thông lượng giảm, trễ tủng nhanh khi tắc nghẽn

Trong hình b, khi tải tăng tới một mức nào đó thì xảy hiện tượng tắc nghẽn, khi đó thông lượng qua mạng bằng 0.

c) Nút đơn trona mạng thuần nhất (là mạng mà các nút đểu giống nhau).

Các phân tích đều dùng quá trình đến Poisson và phân bố mũ độ dài gói Ta xét cấu hình mạng bao gồm mạng con, các bộ chọn đường (router) và kết nối có bộ nhớ, dải thông và tốc độ xử lý có hạn Trạm nguồn không những phải tuủn theo sự hướng dẫn của trạm đích, mà còn từ tất cả các bộ router và bộ kết nối trong mạng Thiếu những thông tin điều khiến, trạm nguồn có thể gửi các gói với tốc độ quá nhanh đối với mạng

dẫn đến hàng đợi và bộ đệm bị tràn, mất gói dữ liệu, truyén lại và giám hiệu suất của mạng Một chiến lược điéu khiển tấc nghẽn kiểm tra và bảo vệ mạng khỏi bị tràn bời các người dùng của nó vận chuyển giữa nút nguồn và nút đích.

Trong mạng hướng két nối vấn đề tắc nghẽn phẩn lớn được giải quyết đặt trước tài nguyên tại tại tất cả các bộ chọn đường trong khi cài đạt Trong mạng không hướng kết nôi có thê thực hiện bằng cách gửi các gói tắc nghẽn từ mạng đến các trạm hoặc ngầm hiếu bàng timeout khi mất gói dữ liệu.

Chiến lược truyền thống điểu khiển tắc nghẽn giúp làm tốt hơn cho hiệu suất của mạng sau khi tắc nghẽn xảy ra.

Vùng tắc nghẽn

Hình 2.12: Tải vào, thông lượng, thời gian trà lời và công suất

Hình trên chi những quan hệ phụ thuộc của thông lượng, thời gian trả lời và công suất của mạng khi tải tăng Nếu tải nhỏ, thông lượng thường theo kịp với tải Khi tải tâng, thông lượng tăng, khi tải đạt đến dung lượng của mạng, thông lượng không tăng nữa Nếu tải còn tăng thì hàng đợi được thiết lập, những gói đến sau bị mất.

Chúng ta gọi điểm đinh (cliff) là điểm mà tại đó thông lượng giảm đột ngột Điếm làm việc tối ưu là điếm mà sau đó, sự tăng thông lượng là chậm nhưng sự tảng thời gian trễ trá lời lại nhanh Phía bên kia điểm làm việc tối ưu, được gọi là vùng tắc nshẽn.

Thông lượng có thể giảm đột ngột khi tải tâng Điểm mà tại đó thông lượng đạt 0 gọi

là điểm “ sập hệ thống” (crash) Đây cũng là điểm thời gian trễ tiến tới vô hạn.

Mục đích cúa chiến lược điều khiển tắc nghẽn là phát hiện neuy cơ trạng thái làm việc của mạng tiên tới điểm sập, giảm tải để mạng trở lại trạng thái không tắc nghẽn.

Chiến lược cho phép mạng vận hành tại điểm làm việc tối ưu được gọi là tránh tấc nghẽn Chiến lược điéu khiển tấc nghẽn giữ mạng vận hành ờ bên trái điểm đính.

Chiến lược tránh tấc nghẽn được thiết kế thích hợp sẽ duy trì để người dùng cô' gắng tăng các giao dịch của mình sao cho không tác động nhiều đến thời gian trả lời, và đòi hỏi giảm thời gian đó nếu trễ quá lớn.

Mạng vận hành xung quanh điểm làm việc tối ưu Điểu khiển tấc nghẽn là chiến lược vẳn đòi hỏi đê’ bảo vệ mạng không đạt tới điểm đinh.

Điều khiển tắc nghẽn thì phụ thuộc vào số lượng bộ nhớ trên các router, còn tránh tắc nghẽn thì không phụ thuộc vào kích thước bộ nhớ.

2.2.22 Các cơ chê phàn hồi

Điổu khiến tắc nghẽn và tránh tắc nghẽn gồm cơ chế điểu khiển và cơ chế phản hồi cho phép hệ thống mạng bát buộc trạm nguồn và trạm điều chỉnh tải của chúng trên hệ thông.

Một số cơ chế phản hổi được đề ra như sau:

1 Phán hổi tắc nghẽn dựa trên gói gửi từ router đến các trạm, gọi là gói tắc nghẽn hoặc

là thông báo chặn Nó đòi hỏi thêm các gói trên mạng khi có tắc nghẽn.

2 Phản hổi được gộp trong các thông báo chọn đường thuộc về router: tăng giá (dùns trong cập nhật cơ sờ dữ liệu phía trước) của đườns dẫn tắc nghẽn.

3 Ciói gửi bởi các trạm iheo cách điểm nối điểm: có thể thực hiện bằng cách đảo một trườna trong gói dữ liệu để báo hiệu tấc nghẽn.

4 Mỗi gói bao gồm thông tin phản hói về tắc nghẽn do router điển vào các gói theo hướng ngược lại - phản hổi ngược lại Phương thức này đòi hỏi các router để đưa tín

33

hiệu vào các gói theo hướng ngược lại hướng tắc nghẽn Phương thức này có ưu điếm

là phàn hồi đến trạm nguồn nhanh hơn Dù vậy thì gói chuvển xuôi và gói ngược không phải khi nào cũng liên quan đến nhau Đích của gói ngược lại có thể không phải

là trạm gây ra tắc nghẽn cho hướng xuôi, Thêm nữa trong một số mạng thì đường

A -> B khône nhất thiết là đường B -> A.

5 Mỗi gói chứa trường phản hồi tắc nghẽn được điểu bời router đối với các gói chuyển

về phía trước phản hồi về phía trước Phản hổi xuôi gửi tín hiệu trong các gói theo chiều về phía trước (theo hướng tắc nghẽn) Trong trường hợp này, trạm đích sẽ yêu cầu nguồn giảm tải hoặc chuyển tín hiêu ngược lại trạm nguồn (trong ack) theo hướng ngược lại.

2.22.3 Đo hiệu suất

Hai bộ phận liên quan trong mỗi cơ chế cấp phát tài nguyên: người quản lý tài nguyên

và người dùng.

Mục đích là sử dụng tài nguyên một cách có hiệu quả nhất và người sử dụng được chia

xẻ tài nẹuyên một cách công bằng. V ì vậy chúng ta cần định nghĩa hai khái niệm hiệu quả và cônq bằng.

Đối với vấn đề tắc nghẽn, những bộ chọn đường (router) cũng là các tài nguyên của

chúng ta Do đó có thể dùng thay đổi hai khái niệm tài nguyên và bộ chọn đường

Chúng ta xem xét vấn đề công bàng trong việc cấp phát tài nguyên với các trường hợp sau đây.

ỉ) Một tài nquyên, một người dùng

Trong trườne hợp này, sự công bằng không được đặt ra Nếu người dùng được phép

tăng nhu cầu của họ (tăng cửa sổ), thông lượng lăng Tuy nhiên thời gian trả lời (tổng thời gian chờ tài nguyên) cũng tăng Khi đạt được thông lượng cao nhất, ta vẫn muôn thời gian trả lời là ngắn nhất Một cách để đạt được hai điều đó là làm thế nào tăng

cóng suất cho tài nguyên được định nghĩa như sau:

Với Ps : Công suất tài nguyên

C: thông lượng tài nguyên

Tr: thời gian trả lời tài nguyên Trong đó a là hằng số, thường thì a =1 Khi a =1, công suất tài nguyên đạt lớn nhất tại điểm làm việc tối ưu Lúc này hệ thức trên trở thành:

2) Một tài nguyên, nhiêu người dùng

Ta cần xem xét vấn đề công bằng Sự cấp phát là hiệu quả khi tổng thông lượng đạt tới điểm làm việc tối ưu của tài nguyên Tuy nhiên, sự cấp phát hiệu quả nhất có thể không công bằng, tức là một sô' người dùng được cấp phát tốt hơn những người khác

Sự công bằng của việc cấp phát là hàm cùa số lượng nhu cầu đối với sô' lượng được cấp phát Để đơn giàn, ta gọi tổng số nhu cầu của người dùng là D Sự cấp phát công bằng nhất bao gồm sự cấp phát cho tất cả các người sử dụng Hàm công bằng:

Trong đó B là “ sự công bang” , và X,=a/D

Giá trị của hàm công bằng nằm giữa 0 và 1 (hay 100%) đại diện cho sự cấp phát công bằng nhất.

3) Một tài nguyên, nhiều nẹười dùng với nhu cấu khác nhau

Cho một tài nsuvên với dung lượng tối ưu là Tknee Khi chia xẻ cho n người dùng một cách công bang, mỗi người dùng có Tkncc/n, tất nhiên nếu người dùng có nhu cầu ít hơn Tknee/n thì tốt hơn là dành phần còn lại cho người dùng có nhu cầu trội hơn.

1 Tài nguyên được cấp đầy đủ

4) Nhiều rủi nguyên, một người dùng

Gọi p là đường đi qua m router r,, r2 rm Tài nguyên có tốc độ phục vụ tháp nhất quyết định thông lượng người dùng và được gọi là tài nguyên cổ chai Tài nguyên cổ chai có tý lệ (thông lượng /tốc độ phục vụ) lớn nhất, và phân bố hầu hết thời gian trả lời Điểm vận hành hiệu quả nhất của hệ thống được định nghĩa như đối với router cổ chai Do đó:

Hiệu quà tổng thể=Hiệu quả của tài nguyên cổ chai.

5) Nhiêu tải nguyên, nhiều người dùng

Có n người dùng, m tài nguyên Người dùng thứ i có đường dẫn p, gồm tập con các tài nguyên {ru, ri2, rim} Cũng giống như vậy, tài nguyên thứ j phục vụ rij người dùng [u ,uj2, ujnj] hiệu quả tổng thể được định nghĩa bởi tài nguyên cổ chai được xác định bởi tài nguyên được sử dụng cao nhất.

Vấn để tìm cách cấp phát hiệu quả nhất, công bằng nhất bây giờ là vấn đề tối ưu hoá các đường dẫn khác nhau Chúng ta đã phát triển thuật toán đưa ra cách cấp phát tối ưu tổng thể (hiệu quả, công bằng) đối với mỗi tập tài nguyên, người dùng và đường dẫn bất kỳ.

và 100% hiệu quả tổng thể được gọi là tối lãi tổng thể.

- Hiệu quả được ưu tiên hơn sự cổng bằng Nếu có hai mạng, ta sẽ chọn mạng có hiệu quả cao hơn V ới hai mạng cùng có hiệu quả bằng nhau, ta chọn mạng có công bang hơn.

2.2.3 Chiến lược điểu khiển lưu lượng và tránh tắc nghẽn

Chúng ta thiẽt kê chiên lược cho phép mạng vận hành tại điểm làm việc tỏi ưu của nó

Hình 2.13: Chiến lược điểu khiển tắc nghẽn

Chiên lược này sử dụng một bít gọi là bít tránh tắc nghẽn trong phần tiêu đề lớp mạng của gói để phàn hổi từ mạng đến các người dùng Một tài nguyên xoá bít tránh tắc nghẽn khi gói được chuyển vào mạng con M ọ i router trong mạng con điều khiển tải của chúng và nếu chúng kiểm tra thấy sự vận hành trên điểm làm viêc tối ưu, chúng đặt bít tránh tắc nghẽn.

Có hai chiến lược phản hổi nhị phân.

1 Dựa vào đích: Thực thể đích kiểm tra bít nhận được và quyết định một cửa sổ, rồi

gửi cửa sổ đó tới nguồn.

2 Dưa vào nguồn: Thực thể đích gửi tất cả các bít ngược lại nguổn cùng với ack.

Trong cách 2, ta cần đảo ngược một bít trong phần tiêu đề cùa gói ack tầng vân chuyển khi chạm tỉích sao chép bit đó từ lầng mạng, trạm nguồn xác định rằng bít nhận được quyết định một của sổ vận hành mới và dùng nó nếu không vi phạm giới hạn đề nghị của trạm đích.

Trong phấn sau gọi người dùng thay cho trạm nguổn và trạm đích Khi ta nói rang người dùng thay đổi của sổ của họ, sự thay đổi đó có thể được quyết định và chịu ảnh hưởng của thực thể vận chuyển nguồn và đích.