Xây dựng giải pháp cân bằng tải và chất lượng dịch vụ trong mô hình mạng ba lớp

Cân bằng tải và QoS gắn liền với chất lượng, độ ưu tiên của gói tin trong quá trình vận chuyển trong các router và được tự động kích hoạt nếu bảng định tuyến có nhiều định tuyến đến một

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan những kết quả trong đồ án “Xây dựng giải pháp cân bằng tải và chất lượng dịch vụ trong mô hình mạng ba lớp” là sự nghiên cứu của em,

không sao chép của ai Nội dung đồ án có tham khảo, sử dụng tài liệu, thông tin từ một

số nguồn khác được trích dẫn trong phần tài liệu tham khảo, và một số website Nếu có

gì giả dối em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2012

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

LỜI NÓI ĐẦU

Cân bằng tải và QoS là một trong những chức năng trong mô hình mạng ba lớp

và cũng là phần mềm định tuyến của Cisco và có thể tồn tại trên hầu hết các router của các nhà sản xuất khác Cân bằng tải và QoS gắn liền với chất lượng, độ ưu tiên của gói tin trong quá trình vận chuyển trong các router và được tự động kích hoạt nếu bảng định tuyến có nhiều định tuyến đến một mục tiêu Cân bằng tải có cơ sở là các giao thức định tuyến chuẩn như RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) hoặc từ các định tuyến tĩnh và các cơ chế vận chuyển gói tin QoS (Quanlity of Service) là công cụ tổng thể được dùng để bảo vệ, ưu tiên một số traffic quan trọng hoặc tranffic đòi hỏi xử lý nhanh về thời gian QoS mô tả cách thức packet được chuyển mạch (forward) như thế nào Cơ chế cân bằng tải cho phép một router sử dụng nhiều định tuyến đến một mục tiêu khi vận chuyển các gói tin Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, nhu cầu sử dụng Internet và kết nối các mạng LAN, WAN với nhau, chia sẻ dữ liệu hay nói tổng quát hơn là nhu cầu thiết lập truyền số liệu riêng với thông lượng cao trên cơ sở truyền dữ liệu nhanh, bảo đảm là nhu cầu thiết yếu cho mọi người sử dụng Internet trên toàn cầu

Vì vậy, em đã chọn đề tài thực tập tốt nghiệp: “Xây dựng giải pháp cân bằng tải và chất lượng dịch vụ trong mạng ba lớp” Đề tài gồm 3 chương

Chương 1: Tổng quan về lý thuyết Tìm hiểu mô hình mạng ba lớp, cân bằng tải

và QoS trong mô hình mạng ba lớp.

Chương 2: Xây dựng giải pháp trong mạng ba lớp gồm có cân bằng tải và QoS Chương 3:Mô phỏng cấu hình cân bằng tải và QoS trong mô hình mạng ba lớp.

Em rất mong nhận được những lời nhận xét quý báu của các thầy cô giáo trong

bộ môn Mạng và Truyền Thông cũng như toàn thể thầy cô trong Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông - Đại Học Thái Nguyên

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT

Mô hình mạng ba lớp là mô hình phổ biến hiện nay trong việc thiết kế mạng LAN, WAN, mạng doanh nghiệp…với việc phân lớp như vậy thì mỗi lớp đảm nhiệm một chức năng riêng của mình dẫn đến quá trình xử lý trong mạng nhanh hơn hiệu quả hơn và dễ dàng quản lý, dễ tổ chức triển khai và sửa chữa mạng khi có sự cố QoS (Quanlity of Service) là công cụ tổng thể được dùng để bảo vệ, ưu tiên một số traffic quan trọng hoặc tranffic đòi hỏi xử lý nhanh về thời gian QoS mô tả cách thức packet được chuyển mạch (forward) như thế nào Cân bằng tải trong thiết kế mạng WAN, LAN trong mô hình mạng ba lớp cho phép một router sử dụng nhiều định tuyến đến một mục tiêu khi vận chuyển các gói tin

1.1 Tổng quan về mô hình mạng ba lớp

1.1.1 Cấu trúc mạng ba lớp

Mô hình mạng ba lớp trong đó bao gồm lớp truy cập, lớp phân phối và lớp lõi Các chức năng này thường gắn liền và kết hợp với các lớp như là một phương pháp phổ biến nhất để thiết kế mạng ba lớp Được sử dụng trong các thiết kế mạng nội bộ, mạng doanh nghiệp và mạng diện rộng Cấp cung cấp một framework trong thiết kế mạng sử dụng để đảm bảo mạng hoạt động một các linh hoạt, thực hiện một cách dễ dàng và có thể khắc phục sự cố xảy ra

Hình 1.1 Cấu trúc mạng ba lớp

Mỗi một lớp trong mô hình mạng ba lớp thì nó tập trung vào chức năng cụ thể qua đó cho phép người thiết kế mạng lựa chọn các hệ thống và các tính năng của hệ thống dựa trên chức năng của từng lớp để xây dựng hệ thống mạng một cách đơn giản, chính xác và giảm thiểu chi phí cho hệ thống.

mạng Thường được thực hiện bằng các bộ chuyển mạch (switch) trong môi trường campus, hay công nghệ WAN Cũng là nơi cung cấp các cổng kết nối đến từng máy trạm trên cùng một mạng.

Các thiết bị hoạt động tại lớp Access Layer: 2600, 2500, 1700 and 1600 series routers

Dòng 2600

Dòng 1700Lớp truy cập mô tả chức năng lớp truy cập và tương tác của lớp truy cập cùng với lớp phân phối và cục bộ hoặc người dùng từ xa

Lớp truy cập là nơi tập trung mà client truy cập vào mạng Lớp truy cập điều khiển các thiết bị lưu lượng bởi các yêu cầu dịch vụ trong mạng cục bộ cho các phương tiện truyền thông truy cập

Mục đích của lớp truy cập là cấp quyền truy cập cho người dùng sử dụng tài nguyên mạng

 Đặc điểm của lớp truy cập

- Tạo ra các collision domain riêng biệt nhờ dùng các switch chứ không dùng hub/bridge

- Lớp truy cập phải chọn các bộ chuyển mạch có mật độ cổng cao đồng thời phải có giá thành thấp, kết nối đến các máy trạm hoặc kết nối tốc độ gigabit (1000Mbps) đến thiết bị chuyển mạch ở lớp phân phối

- Trong một môi trường lớp truy cập thường kết hợp với các thiết bị chuyển mạch LAN cùng với các cổng cung cấp kết nối cho các máy trạm và máy chủ

- Trong môi trường WAN, lớp truy cập cho teleworker cho phép truy cập từ xa vào mạng công ty qua một số công nghệ mạng diện rộng như Frame Relay, Integrated Services Digital Network

- Kích hoạt tính năng lọc địa chỉ MAC: có thể một chương trình chuyển đổi để cho phép chỉ có hệ thống nhất định để truy cập vào mạng LAN kết nối

- Chia sẻ băng thông: có thể cho phép kết nối cùng một mạng để xử lý tất cả dữ liệu

- Xử lý chuyển đổi băng thông: có thể di chuyển dữ liệu từ một mạng sang mạng khác để thực hiện cân bằng tải

- Lớp truy cập hỗ trợ độ hội tụ, tính sẵn sàng cao, bảo mật, QoS và IP multicast

- Chi phí trên mỗi cổng của switch thấp Mật độ cổng cao, mở rộng các uplink đến các lớp cao hơn Tính co dãn thông qua nhiều uplink

- Chức năng truy cập của người dùng như là thành viên của VLAN, lọc lưu lượng và giao thức, QoS

Sử dụng chuyển mạch ở lớp 2 trong lớp truy cập

Truy cập đến các máy trạm và máy chủ trong mạng cục bộ có thể cung cấp bằng cách sử dụng chia sẻ hoặc chuyển sang phương tiện truyền thông mạng LAN, VLAN

có thể được dùng để phân đoạn mạng LAN chuyển mạch, mỗi LAN hoặc VLAN có miền quảng bá duy nhất

Trong lớp truy cập nó cung cấp cổng Fast Ethernet, Fast Ether Channel and Gigabit Ethernet kết nối đến lớp phân phối đê đáp ứng kết nối, yêu cầu và làm giảm kích thước miền phát sóng Chúng ta có thể triển khai nhiều VLAN và sử dụng Spanning Tree Protocol (STP) để cung cấp thay thế đường đi trong trường hợp thất bại Ở lớp 2 sử dụng đường trunking để kết nối giữa chuyển mạch lớp truy cập và chuyển mạch lớp phân phối, cùng với per-VLAN STP trên mỗi đường truyền có sử dụng cân bằng tải và dự phòng, multilayer switch trong lớp phân phối cung cấp inter-VLAN kết nối đến lớp truy cập

Sử dụng Multilayer Switching trong lớp truy cập

Thiết kế phổ biến nhất cho người dùng từ xa là sử dụng các thiết bị chuyển mạch hoặc thiết bị định tuyến Chuyển mạch hoặc định tuyến là danh giới cho miền quảng

bá và nó cần tuyền tin đến các miền quảng bá Thiết bị định tuyến truy cập cung cấp truy cập đến văn phòng từ xa bằng cách sử dụng công nghệ diện rộng kết hợp với tính năng đa lớp như là lọc gói tin, xác thực, bảo mật, chất lượng dịch vụ (Qos) Những công nghệ này cho phép tối ưu mạng để đáp ứng nhu cầu sử mạng của người dùng

b Lớp phân phối

Lớp phân phối làm việc ở giữa lớp lõi và lớp truy cậpvới vai trò đáp ứng một số giao tiếp giúp giảm tải cho lớp lõi trong quá trình truyền thông tin trong mạng Với tác dụng của lớp này cung cấp danh giới cho việc sử dụng access lists và các tính năng lọc khác để khi cần thiết sẽ gửi lên lớp lõi Tuy nhiên lớp này cũng là lớp định nghĩa các chính sách cho mạng Các lớp phân phối chịu trách nhiệm cho việc định tuyến Lớp này bao gồm thiết bị định tuyến dựa trên mạng LAN và lớp ba bị chuyển mạch, đảm bảo rằng các gói tin được định tuyến giữa các mạng con và VLAN trong doanh nghiệp của bạn Đồng thời nó còn được gọi là lớp Workgroup Lớp phân phối có tác dụng kiểm soát truyền mạng, bao gồm những gì liên quan đến và đi ra khỏi mạng Cũng sẽ hạn chế và tạo ra các lĩnh vực phát sóng, tạo ra các mạng LAN ảo, nếu cần thiết và thực hiện các nhiệm vụ quản lý khác nhau, bao gồm có bản tóm tắt tuyến đường

Trong một bản tóm tắt tuyến đường, củng cố lưu lượng truy cập từ subnet nhiều vào một kết nối mạng lõi Nó thực hiện chức năng đảm bảo gửi dữ liệu đến từng phân đoạn mạng, đảm bảo an ninh an toàn, phân đoạn mạng theo nhóm công việc chia miền Broadcast/multicast, định tuyến giữa các LAN ảo, chuyển môi trường truyền dẫn, định tuyến giữa các miền, tạo biên giới giữa các miền trong định tuyến tĩnh và động, thực hiện các bộ lọc gói tin (theo đại chỉ, theo số hiệu cổng…) thực hiện các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS Lớp phân phối xử lý dữ liệu như là: định tuyến (routing), lọc gói (filtering), truy cập mạng WAN, tạo access list Lớp phân phối phải xác định cho được con đường nhanh nhất mà các yêu cầu của người dùng được đáp ứng Sau khi xác định được con đường nhanh nhất, nó gửi các yêu cầu đến lớp lõi Lớp lõi chịu trách nhiệm chuyển mạch các yêu cầu đến đúng dịch vụ cần thiết Lớp phân phối thường có một switch trung tâm có nhiệm vụ chuyển mạch chính, routing giữa các VLAN và thực hiện các access list để cho phép hay không cho phép dữ liệu vào ra các

VLAN Ngoài ra, do tầm quan trọng của thiết bị hoạt động tại lớp này (nếu thiết bị có

sự cố sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống) nên cần có thêm một switch hoạt động ở chế

độ dự phòng để đảm bảo cho hệ thống mạng hoạt động liên tục

Các thiết bị hoạt động tại lớp distribution layer: 4500, 4000 and 3600 series routers

Dòng 4000

Dòng 3600Lớp phân phối mô tả các chức năng lớp phân phối và sự tương tác của lớp phân phối với lớp lõi và lớp truy cập

 Đặc điểm và chính sách trong lớp phân phối

- Packet lọc (firewall): quá trình gói tin và điều chỉnh việc truyền tải các gói dữ liệu dựa trên mã nguồn của nó và các thông tin đích để tạo ra biên giới mạng

- QoS: Các bộ định tuyến lớp ba thiết bị chuyển mạch có thể đọc các gói tin và ưu tiên giao hàng, dựa trên chính sách đã thiết lập.

- Lớp tập hợp Access Point: phục vụ các điểm tập hợp cho các thiết bị chuyển mạch

- Điều khiển Broadcast và Multicast: như là danh giới để phát sóng và các lĩnh vực multicast

- Cổng ứng dụng: lớp cho phép tạo ra các cổng giao thức và kiến trúc mạng khác nhau

- Lớp phân phối cũng thực hiện xếp hàng và cung cấp các thao tác gói lưu lượng truy cập mạng

- Lớp phân phối là nơi thực hiện các chính sách (policies) cho mạng Có một số điều nên thực hiện khi thiết kế lớp phân phối

- Thực hiện các access list, packet filtering và queueing tại lớp này

- Thực hiện bảo mật và các chính sách mạng bao gồm address translation (như NAT, PAT) và firewall

- Redistribution (phối hợp lẫn nhau) giữa các giao thức định tuyến, bao gồm cả định tuyến tĩnh

- Định tuyến giữa các VLAN với nhau.Định nghĩa các broadcast và multicast domain Tính co dãn và các liên kết tốc độ cao đến lớp lõi và lớp truy cập

- Thông lượng lớp 3 cao đối với việc xử lý gói tin, tính năng QoS

- Chức năng bảo mật và kết nối dựa trên chính sách qua danh sách truy cập hoặc lọc gói

Sử dụng các chính sách để bảo mật mạng và chống các giao dịch không cần thiết.Nếu một hệ thống mạng bao gồm hai hoặc nhiều routing protocol, như Routing Information Protocol (RIP) và Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), toàn bộ các

đề trên làm việc tại lớp phân phối

 Vai trò lớp phân phối

Lớp phân phối miêu tả sự phân cách giữa lớp truy cập và lớp lõi.Lớp phân phối xác định bộ phận hoặc nhóm làm việc truy cập và cung cấp kết nối

Lớp phân phối kiểm soát điều khiển việc truy cập vào tài nguyên có sẵn ở lớp lõi nên phải sử dụng băng thông một cách hiểu quả nhất.

Trong môi trường khuôn viên lớp phân phối tổng hợp hệ thống băng thông bằng cách tập trung nhiều liên kết truy cập tốc độ thấp vào một liên kết lõi tốc độ cao và sử dụng thiết bị chuyển mạch phân đoạn nhóm làm việc và cô lập các vấn đề về mạng để ngăn chặn ảnh hưởng đến lớp lõi

Cung cấp kết nối dự phòng từ các thiết bị truy cập, kết nối dự phòng cũng cung cấp

cơ chế cân bằng tải giữa các thiết bị

Lớp phân phối đại diện cho một danh giới định tuyến giữa lớp truy cập và lớp lõi

và là nơi định tuyến và gói tin được thực hiện

Lớp phân phối cho phép lớp lõi kết nối với các trang web với hiệu suất cao Để duy trì hiệu suất tốt trong lớp lõi, lớp phân phối có thể phân bổ lại giữa băng thông truy cập nhiều lớp trong giao thức định tuyến và định tuyến tối ưu cho giao thức Định tuyến lọc cũng được thực hiện ở lớp này

Lớp phân phối có thể tổng hợp các tuyến đường từ lớp truy cập để tăng hiệu suất trong quá trình định tuyến Đối với một số mạng lớp phân phối cung cấp một tuyến đường mặc định để truy cập vào thiết bị định tuyến và chạy giao thức định tuyến động chỉ khi nó truyền với định tuyến lõi

Lớp phân phối kết nối với các dịch vụ mạng đến lớp truy cập và thực hiên QoS, bảo mật, định tuyến

Hình 1.3 Tính năng lớp phân phối

 Đặc tính lớp phân phối

- Multilayer switching được sử dụng với lớp truy cập

- Multilayer switching được thực hiện trong lớp phân phối và được mở rộng về lớp lõi

- Lớp phân phối thực hiện việc phân phối lại định tuyến hai chiều để trao đổi giữa các tuyến đường RIPv2 và EIGRP

- Định tuyến lọc được cấu hình trên giao diện đối với lớp truy cập

- Tổng hợp tuyến đường đi được cấu hình trên giao diện đối với lớp truy cập

- Lớp phân phối có tính kết nối dưa thừa cao trong mạng cả đới với lớp truy cập và lớp lõi

c Lớp lõi

Lớp lõi là trục xương sống của mạng (backbone) thường dùng các bộ chuyển mạch tốc độ cao (high-speed switching) thường có công suất dư thừa, có khả năng khắc phục lỗi, có khả năng thích nghi cao, đáp ứng nhanh, dễ quản lý, có khả năng lọc gói tin hay

là lọc các tiến trình đang chạy trong mạng Lớp lõi cung cấp tối ưu hoá và độ tin cậy trong quá trình truyền tin với tốc độ rất cao (high speeds) Nhưng không phải lớp lõi đáp ứng toàn bộ quá trình truyền thông tin trên mạng, nhưng đó có thể được coi như đường đại lộ liên kết các đường nhỏ với nhau, đôi khi các giao tiếp chỉ thực hiện ở một lớp duy nhất mà thôi Lớp lõi là lớp trung tâm của mạng LAN campus, nằm trên cùng của mô hình ba lớp Lớp lõi chịu trách nhiệm vận chuyển khối lượng lớn dữ liệu và mà phải đảm bảo được độ tin cậy và nhanh chóng Mục đích duy nhất của lớp lõi là phải chuyển mạch dữ liệu càng nhanh càng tốt Tuy phần lớn dữ liệu của người dùng được vận chuyển qua lớp lõi, nhưng việc xử lý dữ liệu nếu có lại là trách nhiệm của lớp phân phối

Nếu có một sự hư hỏng xảy ra ở lớp lõi, hầu hết các người dùng trong mạng LAN đều bị ảnh hưởng Vì vậy, sự dự phòng là rất cần thiết lại lớp này Do lớp lõi vận chuyển một số lượng lớn dữ liệu, nên độ trễ tại lớp này phải là cực nhỏ Tại lớp lõi, ta không nên làm bất cứ một điều gì có thể ảnh hưởng đến tốc độ chuyển mạch tại lớp lõi như là tạo các access list, routing giữa các VLAN với nhau hay packet filtering

Các thiết bị hoạt động trong lớp Core Layer bao gồm các dòng: 12000, 7500, 7200 and routers

Dòng 7000, 7200, 7500

Dòng 1200Riêng dòng 1200 chỉ dành riêng cho các nhà ISP bởi giá cả và tính năng cao cấp của nó với mục tiêu hướng tới các ISP Tại lớp lõi với vai trò mang lại tốc độ truyền cao với độ ổn định cao nên việc kết nối chủ yếu sử dụng leased line như: T1, T3, OC3, better

 Đặc điểm lớp lõi

- Có độ tin cậy cao, thiết kế dự phòng đầy đủ như dự phòng nguồn, dự phòng card

xử lý, dự phòng nút mạng

- Tốc độ chuyển mạch cực cao, độ trễ phải cực bé

- Nếu có chọn các giao thức định tuyến thì phải chọn loại giao thức nào có thời gian thiết lập (convergence) thấp nhất, có bảng định tuyến đơn giản nhất

- Tốc độ truyền dữ liệu cao: tốc độ là quan trọng tại lớp lõi Một cách mà các mạng lõi cho phép tốc độ truyền tải dữ liệu là thông qua việc chia sẻ tải, giao thông có thể đi du lịch thông qua các kết nối mạng nhiều

- Độ trễ thấp giai đoạn: lớp lõi thường sử dụng mạch độ trễ thấp tốc độ cao mà chỉ chuyển tiếp các gói tin và không thực thi chính sách

- Độ tin cậy cao: nhiều đường dẫn dữ liệu đảm bảo khả năng chịu lỗi mạng, nếu một trong những con đường trải nghiệm một vấn đề, sau đó thiết bị có thể nhanh chóng phát hiện ra một con đường mới.

- Kiểm tra Access-list, mã hoá dữ liệu, thông lượngở lóp 2 hoặc lớp 3 rất cao

- Chi phí cao,có khả năng dự phòng và tính co dãn cao, chức năng QoS

 Vai trò lớp lõi

- Lớp lõi là xương sống của mạng có tốc độ xủa lý cao nên được thiết kế để chuyển các gói tin một cách nhanh chóngvà có thể tối ưu hóa quá trình vận chuyển thông tin liên lạc trong mạng

- Lõi là rất quan trọng trong quá trình kết nối, các thiết bị lớp lõi sẽ cung cấp mức

độ cao về độ tin cậy và tính sẵn sàng

- Lớp lõi không nên thực hiện bất kỳ một thao tác gói tin chẳng hạn như là kiểm tra danh sách truy cập hoặc lọc mà sẽ làm chậm quá rình chuyển mạch của gói tin

- Lớp lõi phải được quản lý

- Các thiết bị lớp lõi phải có khả năng thực hiện các giao thức mở rộng và công nghệ và cung cấp thay thế các đường dẫn và cân bằng tải

Hình 1.4 Mô hình ứng dụng mạng phân lớp trong WAN

- Gói tin lớp 3 chuyển tiếp với các bộ định tuyến phân phối

- Bộ định tuyến phân phối chuyển tiếp các gói tin hướng tới một giao diện lõi

- Gói tin được chuyển qua mạng lõi WAN

- Bộ định tuyến phân phối nhận chuyển tiếp các gói tin hướng tới sự thích hợp trong lớp truy cập router

- Gói tin lớp 3 chuyển tiếp đến lớp truy cập các máy chủ trong mạng LAN

Khi thực hiện các lớp, mỗi lớp có thể bao gồm nhiềuhơn hai thiết bị hoặc một thiết

bị duy nhất có thể hoạt động trên nhiều lợi ích layers

Theo mô hình phân cấp của Cisco bao gồm:

• Hiệu suất cao: có thể thiết kế mạng hiệu suất cao, nơi chỉ có lớp nào đó là dễ bị tắc nghẽn

• Hiệu quả quản lý và xử lý sự cố: cho phép bạn có hiệu quả tổ chức quản lý mạng và cô lập các nguyên nhân của sự cố mạng

1.2 Chất lượng dịch vụ (QoS) và các tham số QoS

1.2.1 Khái niệm QoS

Chất lượng dịch vụ QoS là một khái niệm rộng và có thể tiếp cận theo nhiều

hướng khác nhau Theo khuyến nghị E 800 ITU-T chất lượng dịch vụ là“Một tập hợp

các khía cạnh của hiệu năng dịch vụ nhằm xác định cấp độ thảo mãn của người sử dụng đối với dịch vụ” ISO 900 định nghĩ chất lượng là“ cấp độ của một tập hợp các đặc tính vốn có đáp ứng đầy đủ yêu cầu”.Trong khi đó IETF [ETSI – TR102] nhìn

nhận QoS là khả năng phân biệt luồng lưu lượng để mạng có các phản ứng phân biệt đối với các luồng lưu lượng, QoS bao gồm cả phân loại hoá dịch vụ và hiệu năng tổng thể của mạng cho mỗi loại dịch vụ QoS là các cơ chế công cụ đảm bảo cho các mức dịch vụ khác nhau thỏa mãn các điều kiện chuẩn về băng thông và thời gian trễ cần thiết cho một ứng dụng nào đó

Một tính chất chung của chất lượng dịch vụ là“Hiệu ứng chung của đặc tính

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

Ngoài ra, QoS mang mộtý nghĩa là “Khả năng của mạng đảm bảo và duy trì các mức

thực hiện nhất định cho mỗi ứng dụng theo như các yêu cầu đã chỉ rõ của mỗi người

sử dụng” Chất lượng dịch vụ được nhìn nhận từ hai khía cạnh: phía người sử dụng

dịch vụ và phía mạng

Từ khía cạnh người sử dụng dịch vụ, QoS được coi là mức chấp nhận dịch vụ của người sử dụng và thường được đánh giá trên thang điểm đánh giá trung bình MoS

(Mean of Score) QoS cần được cung cấp cho mỗi ứng dụng để người sử dụng có thể chạy ứng dụng đó và mức QoS mà ứng dụng đòi hỏi chỉ có thể được xác định bởi người dùng, bởi vì chỉ có người sử dụng mới có thể biết được chính xác ứng dụng của mình cần gì để hoạt động tốt Tuy nhiên, không phải người sử dụng tự động biết được mạng cần phải cung cấp những gì cần thiết cho ứng dụng, họ phải tìm hiểu các thông tin cung cấp từ người quản trị mạng và chắc chắn rằng, mạng không thể tự động đặt ra QoS cần thiết cho một ứng dụng của người sử dụng MOS dao đông từ mức (1-tồi) đến mức (5-xuất sắc) và các nhà cung cấp dịch vụ dựa vào mức MOS này để đưa ra mức chất lượng dịch vụ phù hợp cho dịch vụ của mình.

Từ khía cạnh dịch vụ mạng, QoS liên quan tới năng lực cung cấp các yêu cầuchất lượng dịch vụ cho người sử dụng

 Mạng chuyển mạch gói phải có khả năng phân biệt các lớp dịch vụ

 Một khi mạng có các lớp dịch vụ khác nhau, mạng pải có cơ chế ứng xử khác nhau với các lớp bằng cách cung cấp các đảm bảo tài nguyên và phân biệt dịchvụ trong mạng

Mức độ chấp nhận dịch vụ của người sử dụng đầu cuối xácđịnh thông qua việc kiểm tra các thông số mạng như mất gói, độ trễ, jitter và suất tắc nghẽn Số lượng và đặc tính của các tham số trên phụ thuộc vào các kỹ thuật thực thi QoS khác nhau trên mạng

1.2.2 Một số cách tiếp cận để đánh giá QoS

Các phương pháp cơ bản để xác định chất lượng dịch vụ mạng bao gồm quá trình phân tích, mô hình hoá và mô phỏng hoặc đo trực tiếp các thông số mạng để đánh giá, việc đánh giá mức độ chấp nhận dịch vụ hay nói cách khác là đo các thông

số mạng được đánh giá dựa trên các thang điểm trung bình MOS MOS dao động từ mức 1 đến mức 5 (mức 1- tồi, mức 2- nghèo, mức 3- cân bằng, mức 4- tốt, mức 5- xuất sắc) và các nhà cung cấp dịch vụ dựa vào mức MOS này để đưa ra các mức chất lượng dịch vụ cho phù hợp với dịch vụ của mình

Hình 1.5 Một số cách tiếp cận đánh giá QoS

1.2.3 Các yêu cầu chức năng chung của QoS

Như đã trình bày ở phần khái niệm về QoS, để cung cấp chất lượng dịch vụ qua mạng thì mạng phải thực hiện hai nhiệm vụ cơ bản:

1) Phân biệt các luồng lưu lượng hoặc các kiểu dịch vụ để người sử dụng đưa các ứng dụng vào các lớp hoặc các luồng lưu lượng phân biệt với cácứng dụng khác(1)

2) Phân biệt các lớp lưu lượng bằng các nguồn tài nguyên và cách cư xử đối với các dịch vụ khác nhau trong một mạng(2)

Nhiệm vụ (1) thường được thực hiện bở thiết bị người sử dụng mạng và tại giao diện giữa mạng và mạng Nhiệm vụ (2) được thực hiện bở các bộ định tuyến mạng Khả năng thực hiện nhiệm vụ (2) là sự khác biệt giữa công nghệ mạng, nó thể hiện các đặc điểm ưu việt và nhược điểm của các giải pháp là công nghệ khác nhau Hình 1.6 chỉ ra các yêu cầu chức năng được thể hiện trong các bộ định tuyến Bộ định tuyến trên hình thể hiện dưới góc độ các khối chức năng được sắp xếp theo hướng đi của luồng dữ liệu từ đầu vào của bộ định tuyến tới đầu ra bộ định tuyến Các gói tin đi vào các cổng đầu vào của bộ định tuyến tới các chức năng đánh dấu gói tin và phân loại gói tin, hai khối chức năng này của bộ định tuyến thực hiện nhiệm vụ (1) Các khối

chức năng: chính sách lưu lượng, quản lý hàng đợi, lập lịch gói tin và chia cắt lưu lượng là các khối thực hiện nhiệm vụ (2)

Hình 1.6 Các khối chức năng đảm bảo QoS

1.2.4 Các tham số ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ

Việc đánh giá chất lượng mạng chủ yêu dựa trên bốn tham số là: băng thông, độ trễ, trượt (jitter), tỉ lệ mất gói tin

a Băng thông

Thuật ngữ băng thông được sử dụng để chỉ khả năng truyền một lượng dữ liệu của một giao thức, phượng tiện hoặc của một kêt nối Nói chung, kết nối của các dịch vụ được đảm bảo sẽ có các yêu cầu đối với mạng để cấp phát một lượng băng thông tối thiểu

Ví dụ một mạng có kiến trúc đa truy nhập như Frame Relay, ATM Băng thông thực tế đạt được dựa trên thỏa thuận kết nối dịch vụ giữa nhà cung cấp với khách hàng hay giữa các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau

Hình 1.7 Băng thông trong mạng đa truy cập

Cách tốt nhất để giải quyết vấn đề băng thông là dành càng nhiều băng thông cho các kêt nối càng tốt Tuy nhiên thực tế để tăng băng thông, ngoài chi phí phát triển mạng lưới còn phát sinh các vấn đề trễ như trong các mạng hội tụ nhiều dịch vụ

b Độ trễ

Tất cả các gói tin trong mạng đều trải qua một vài khoảng trễ nhất định trước khi tới được đích hay nói cách khác trễ có rất nhiều loại, chúng ta chỉ nêu ra một số loại cơ bản:

 Trễ lan truyền (Propagation Delay): Được định nghĩa là khoảng thời gian cần thiết

để lan truyền 1 bits thông tin từ nơi gửi đến đích trên một liên kết môi trường vật lý

 Trễ mạng (Network Delay): Đây là thời gian để một thiết bị nhận và chuyển một gói tin đi Khoảng thời gian này thường nhỏ hơn 10µs Tất cả các gói trong một luồng không có cùng độ trễ trong mạng Độ trễ của mỗi gói biến đổi tùy theo điều kiện của từng chặng trên mạng Nếu mạng không bị tắc nghẽn, các router sẽ không cần có hang đợi, do đó trễ chuyển gói sẽ không còn Điều này làm giảm rất nhiều độ trễ gói tin trong mạng Nếu mạng tắc nghẽn trễ hang đợi sẽ ảnh hưởng rất lớn tới gói tin và gây ra sự biến đổi trễ của gói tin Sự biến đổi trễ của gói tin

là khác nhau và điều này gọi là jitter Tóm lại trễ mạng là biến đổi và khó xác định trước nó phụ thuộc vào nhà cung cấp, trạng thái của các tuyến trong mạng, vấn đề tắc nghẽn,…Trong một số trường hợp nhà cung cấp có thể giới hạn trễ này tùy theo thỏa thuận mức dịch vụ giữa nhà cung cấp và khác hàng hay giữa các

nhà cung cấp với nhau Ngoài ra còn có các trễ cố định có thể xác định được như: Trế mã hóa, trễ hang đợi, trễ nén và trễ sửa dạng

Hình 1.8 Một số ví dụ trễ mạng

 Trễ chuyển tiếp và xử lý (Forwading/processing Delay): Trễ xuất hiện do nguồn đẩy gói tin ra chậm so với tốc độ quy định Loại trễ này phụ thuộc vào băng thông của kết nối cũng như kích thước gói được đảy ra

c Trượt (Jitter)

Jitter được định nghĩa là sự biến đổi trê xuyên qua mạng trong quá trình truyền tin Nguyên nhân chính của Jitter là thời gian trễ của các gói tin khi được phân phát từ nơi gửi đến đích là khác nhau Trong mạng chuyển mạch gói với các thành phần có trễ biến đổi thì hiện tượng Jitter luôn xảy ra Bởi vậy một số vấn đề cần đặt ra là làm sao cho ảnh hưởng của Jitter không đủ để làm suy giảm chấy lượng dịch vụ

d Mất gói tin (Loss Packet)

Tỉ lệ mất gói tin chỉ ra số lượng gói tin bị mất trong mạng suốt quá trình truyền dẫn Mất gói tin do hai nguyên nhân chính: gói bị loại bỏ khi mạng bị tắc nghẽn nghiêm trọng hoặc gói bị mất khi đường kết nối bị lỗi Loại bỏ gói tin có thể xảy ra tại các thời điểm tắc nghẽn do kỹ thuật QoS khi số lượng gói vượt quá kích thước hàng đợi tại đầu ra

Các biện pháp khắc phục việc mất gói tin tại các bộ định tuyến

 Tăng không gian bộ đếm để tương thích với các ứng dụng có độ bùng nổ lưu lượng cao Các kỹ thuật hàng đợi thường được sử dụng trong thực tế: hàng đợi ưu tiên PQ, hàng đợi cân bằng trọng sốWFQ, hàng đợi cân bằng trọng số theo lớp CBWFQ

 Các phương pháp chống tắc nghẽn: Nhằm loại bỏ gói tin sớm trước khi có hiện tượng tắc nghẽn xảy ra, các hang đợi RED, WRED được đánh giá là phương pháp chống tắc nghẽn hiệu quả trong mạng TCP tốc độ cao.

 Thiết lập chính sách lưu lượng để giới hạn các gói tin ít quan trọng, ưu tiên các gói tin quan trọng hơn

1.1 Cân bằng tải

1.1.3 Khái niệm cân bằng tải

Cân bằng tải là một chức năng tiêu chuẩn trong các phần mềm định tuyến của Cisco và có thể tồn tại trên hầu hết các router của các nhà sản xuất khác Cân bằng tải gắn liền với quá trình vận chuyển trong các router và được tự động kích hoạt nếu bảng định tuyến có nhiều định tuyến đến một mục tiêu Cân bằng tải có cơ sở là các giao thức định tuyến chuẩn như RIP, RIP v2 (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol); hoặc từ các định tuyến tĩnh và các cơ chế vận chuyển gói tin Cơ chế cân bằng tải cho phép một router sử dụng nhiều định tuyến đến một mục tiêu khi vận chuyển các gói tin

Hình 1.9 Mô hình sử dụng cân bằng tải

Các thiết bị hoạt động hỗ trợ cân bằng tải: 4500, 4000 and 3600 series routers

Dòng 4000

Dòng 7000, 7200, 7500Các router trên đều có khả năng hỗ trợ cân bằng tải trong quá trình định tuyến chuyển gói tin trong mạng

1.1.4 Đặc điểm của cân bằng tải

Khi một router nhận biết nhiều định tuyến đến một lớp mạng thông qua các quá trình xử lý đa định tuyến (hoặc các giao thức định tuyến như RIP, RIPv2, IGRP, EIGRP và OSPF), nó sẽ ghi định tuyến có giá trị administrative distance thấp nhất vào bảng định tuyến Đôi khi các router phải chọn một trong số nhiều định tuyến có cùng giá trị administrative distance Trong trường hợp này, các router sẽ chọn định tuyến có cost hoặc metric thấp nhất đến mục tiêu Mỗi quá trình định tuyến có cơ chế xác định cost khác nhau Đôi khi, giá trị cost cần được điều chỉnh để đạt ý đồ cân bằng tải Cân bằng tải khả thi khi ứng với một mục tiêu, router cung cấp nhiều đường dẫn có cùng giá trị administrative distance và cost Số lượng đường dẫn khả dụng bị giới hạn bởi số mục mà các giao thức định tuyến ghi vào bảng định tuyến Số lượng mặc định trong hệ thống xuất nhập (IOS-Input Output System) của hầu hết giao thức định tuyến là 04

Riêng BGP (Border Gateway Protocol) có số lượng mặc định là 01 Số lượng tối đa có thể cầu hình là 06 Các giao thức IGRP và EIGRP còn hỗ trợ cân bằng tải với giá trị cost khác nhau Ta có thể sử dụng lệnh variance với IGRP và EIGRP để cấu hình cơ

chế này Lệnh maximum-paths được dùng để xác định số lượng đường dẫn tối đa có

thể ghi nhận dựa vào các giá trị đã cấu hình cho các giao thức

 Điều kiện cânbằng tải

• Cùng Metric (RIP, EIGRP, OSPF)

Cân bằng tải trên các tuyến cùng khoảng cách còn gọi là metric (equal cost load balancing)

• Khác Metric (EIGRP, OSPF)

Cân bằng tải trên các tuyến khác metric (unequal load balancing) Các giao thức IGRP và EIGRP còn hỗ trợ cân bằng tải với giá trị cost khác nhau Ta có thể sử dụng lệnh variance với IGRP và EIGRP để cấu hình cơ chế này

 Quá trình xử lý cân bằng tải

• Process switching

Process switching hay còn gọi là cân bằng theo theo gói tin (per packet): khi có nhiều con đường đến một đích với metric bằng nhau thì router sẽ route gói tin thứ một theo đường 1, gói tin thứ hai theo đường 2

• Fast switching

Fast switching còn gọi là cân bằng theo đích (per destination): khi có nhiều con đường tới một đích với metric bằng nhau thì với mỗi phiên kết nối, router sẽ chuyển tất cả các gói tin theo một đường

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI VÀ QoS TRONG MÔ

HÌNH MẠNG BA LỚP 2.1 Xây dựng giải pháp cân bằng tải trong mạng ba lớp

Load balancing (cân bằng tải) là cơ chế định tuyến các gói tin qua các đường dựa vào thông số metric Khi một router nhận biết nhiều định tuyến đến một lớp mạng thông qua các quá trình xử lý đa định tuyến (hoặc các giao thức định tuyến RIP, IGRP, EIGRP và OSPF), nó sẽ ghi định tuyến có giá trị administrative distance thấp nhất vào bảng định tuyến Đôi khi các router phải chọn một trong số nhiều định tuyến có cùng giá trị administrative distance Trong trường hợp này, các router sẽ chọn định tuyến có cost hoặc metric thấp nhất đến đích Mỗi quá trình định tuyến có cơ chế xác định cost khác nhau Đôi khi, giá trị cost cần được điều chỉnh để đạt ý đồ cân bằng tải Cân bằng tải khả thi khi ứng với một đích, router cung cấp nhiều đường dẫn có cùng giá trị administrative distance và cost Số lượng đường dẫn khả dụng bị giới hạn bởi số mục

mà các giao thức định tuyến ghi vào bảng định tuyến Cân bằng tải trên router là khả

năng phân phối các gói tin trên các port có tuyến kết nối đến một địa chỉ đích nào đó Điều này tối ưu việc sử dụng băng thông trên các tuyến kết nối khác nhau để tránh trường hợp lưu lượng thông tin (traffic) làm quá tải (overload) một tuyến truyền dẫn trong khi tuyến khác lại ở trạng thái rỗi

Hình 2.1 Quá trình cân bằng tải

2.1.1 Khái niệm về metric

Routing protocols sẽ chọn route nào được đánh giá là tốt nhất (best route) đến mối subnet Việc lựa chọn này dựa vào việc route nào có metric càng nhỏ thì được đánh giá là càng tốt.Với mỗi giao thức thì lại có cách đánh giá riêng về metric.Ví dụ, với RIP thì đánh giá qua số lượng router (hop count) phải đi qua để đến subnet đích.Còn đối với OSPF, EIGRP thì lại khác

RIP (v1&v2): đánh giá dựa vào hop count tức là số router (hop) phải đi qua để đến được subnet đích Càng ít hop phải đi qua thì route đó càng được đánh giá là tốt hơn OSPF: đánh giá dựa vào giá trị cost Dựa vào tổng cost trên mỗi interface Giá trị cost được thiết lập mặc định theo từng giá trị bandwidth của interface Cost được tính bằng công thức cost = 10^8 / bandwidth (đơn vị bps-bit per second)

Giá trị cost của interface có thể thay đổi được, tùy theo yêu cầu quản trị

EIGRP: Dựa vào 4 thông số chính là:

• Bandwidth

• Delay

• Load

• Reliability

Hình 2.2 Ví dụ về cân bằng tải trong RIP và EIRGP

Trong hình trên, ta sẽ xem xét việc lựa chọn route dựa vào metric của 2 giao thức là RIP và EIGRP Mục tiêu của S1 là tìm route tốt nhất để đến subnet 10.1.1.0 Với RIP, nó sẽ chọn route là đi từ S0 để đến subnet đích vì lúc này, số hop phải đi qua

là thấp nhất (tốt nhất) Đối với EIGRP, việc tính toán cost lại khác EIGRP sẽ chọn đi

ra S1, qua router C để đến subnet 10.1.1.0.EIGRP chọn route này bởi vì bandwidth đi qua S1 là cao nhất (tốt nhất) Giá trị bandwidth được thay đổi cho từng interface không nói lên bandwidth thật mà chỉ là giá trị để IOS nhìn vào đó, đánh giá route

2.1.2 Điều kiện cân bằng tải

Tùy theo loại thiết bị và giao thức mà router có thể thực hiện các cân bằng tải theo những giải thuật khác nhau nhưng nhìn chung chỉ có 2 loại:

 Cân bằng tải cùng metric

Cân bằng tải trên các tuyến cùng khoảng cách, còn gọi là metric (equal cost load balancing)

Hình 2.3 Sử dụng cân bằng tải cùng metric

Dùng câu lệnh show ip router ta có thể thấy muốn đến 192.168.6.0/24 thì có hai

đường đến là mạng 192.168.2.0/24 với next-hop 192.168.2.1 qua cổng Serial0/0/0 và mạng 192.168.4.0/24 với next hop 192.168.4.1 qua c ổng Serial0/0/1

 Cân bằng tải khác metric

Cân bằng tải trên các tuyến khác metric (unequal load balancing) Các giao thức IGRP và EIGRP còn hỗ trợ cân bằng tải với giá trị cost khác nhau Ta có thể sử dụng

lệnh variance với IGRP và EIGRP để cấu hình cơ chế này

Hình 2.4 Sử dụng cân bằng tải không cùng Metric

Cấu hình trên R0 như sau:

Như vậy chúng ta có thể thấy được dù không cùng metric nhưng với câu lệnh

variance 3 thì R0 vẫn thực hiện quá trình cân bằng tải.

Lệnh maximum-paths được dùng để xác định số lượng đường dẫn tối đa có thể

ghi nhận dựa vào các giá trị đã cấu hình cho giao thức OSPF

 Quá trình xử lý cân bằng tải

• Process switching

Process switching hay còn gọi là cân bằng theo theo gói tin (per packet): khi có nhiều con đường đến một đích với metric bằng nhau thì router sẽ route gói tin thứ một theo đường 1, gói tin thứ hai theo đường 2 Per packet ở đây muốn chỉ ra cơ chế tìm kiếm (look up) trong bảng định tuyến (routing table): cứ mỗi packet router lại phải tìm kiếm một lần Dẫn tới sự chậm trễvà tiêu tốn tài nguyên của router Tuy nhiên phương pháp này cũng có ưu điểm là giảm tắc nghẽn trên một đường truyền bằng cách cân

bằng tại giữa các đường Ta cấu hình Process switching: Router(config - if)#no ip

hiệu quả Ta cấu hình Fast switching : Router(config - if)# ip router-cache

Hình 2.6 Mô tả quá trình per destination

Xác định maximum-path: R(config-router)#maximum-path n Tùy từng routing

protocol mà số lượng đường cho phép dùng cân bằng tải khác nhau Với RIP, maximum-path =6, default = 4 Và Rip chỉ cho phép cân bằng giữa các đường có metric bằng nhau Với IGRP, nó cho phép cân bằng tải giữa các con đường có metric khác nhau nhưng nằm trong một khoảng giá trị nào đó (VD: 100 - 200) xác định bằng tham số variance

R(config-router)#Variance n (Variance = highest cost/ lowest cost)

2.1.3 Cân bằng tải trong RIP

Rip sẽ tự động cân bằng tải trên các router có chi phí bằng nhau (cùng metric)

Ví dụ cấu hình cân bằng tải với RIP

Hình 2.7 Cân bằng tải với RIP

Ban đầu cấu hình chạy RIP trên tất cả các router

Router SanJose1(config)#router rip

C 192.168.1.0/24 is directly connected, Serial0/0

C 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial0/1

C 192.168.3.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

RIP sẽ tự động cân bằng tải trên các route có chi phí bằng nhau (cả hai route có metric là 1)

Có ba tiêu chí để ra quyết định về định tuyến

 Metric: các giao thức định tuyến dùng metric để tính toán đường đi nào là đường đi

tốt nhất về một hệ thống mạng ở xa Nhiều giao thức định tuyến không dễ dàng chia sẽ thông tin bởi vì các metric của các giao thức đó hoàn toàn khác nhau

 AD: Nếu có nhiều hơn một giao thức định tuyến đang chạy trên router, giá trị AD

được dùng để chọn lựa giao thức nào sẽ cập nhật bảng định tuyến Giá trị này sẽ chỉ ra giao thức nào là nguồn tin cậy nhất

 Chiều dài prefix: quá trình chuyển tiếp gói sẽ dùng route khi số subnet match với

địa chỉ đích Nó sẽ chọn lựa đường đi nào có chiều dài prefix lớn nhất mà match với phần địa chỉ mạng Để Router Vista cân bằng tải dựa trên từng gói (per packet)

cả hai cổng giao tiếp S0/0 và S0/1 phải dùng kiểu chuyển mạch process switching Process switching yêu cầu router xem xét mạng cần tới trong mỗi gói đối chiếu với bảng định tuyến, để chọn đường phù hợp Trái lại, fast switching chỉ thực hiện xem bảng định tuyến đối với gói đầu tiên, router sau đó lưu kết quả trong bộ nhớ cache tốc độ cao và dùng thông tin trong cache để chuyển tiếp các gói sau tới đích Fast

switching là thiết lập mặc định Để bật process switching trên các cổng giao tiếp serial dùng lệnh sau

Router Vista (congig)# int S0/0

Router Vista (config-if)#no ip route-cache

Router Vista (config)# int s0/1

Router Vista (config-if)#no ip route-cache

Như vậy muốn cân bằng tải trên giao thức định tuyến RIP thì ta chỉ cần thiết lập điều kiện là metric bằng nhau (metric=hop count)

2.1.4 Cân bằng tải trong IGRP và EIGRP

IGRP và EIGRP đều hỗ trợ cân bằng tải trên các tuyến cùng khoảng cách, còn gọi là metric (equal cost load balancing) và cân bằng tải trên các tuyến khác metric (unequal load balancing) EIGRP là bản “enhanced” của IGRP nên cơ chế và cách cấu hình cân bằng tải là như nhau

 Cân bằng tải trong EIGRP

Equal-cost load balancing là cân bằng tải với chi phí các route bằng nhau.Khi một routing protocol có nhiều đường đi đến một network mà có chi phí bằng nhau thì nó sẽ add các đường đi đó vào bảng routing table Số đường đi tối đa là 6 và mặc định là 4

IGRP và EIGRP có thể thực hiện cân bằng tải trên các tuyến có distance khác nhau nhờ câu lệnh variance Lệnh variance đưa ra một tham số n (1 to 128) mà theo đó router sẽ cân bằng tải trên tất cả các tuyến có metric lớn hơn tích của tuyến có metric nhỏ nhất và n Default variance = 1 Tuy nhiên, cần để ý rằng các tuyến được xét đến khi load balancing đều phải thỏa mãn yêu cầu là feasible successor Sự phân chia tải trên các Unequal Cost Path: Giả sử có 3 tuyến đến mạng X với metric (hop-hop-hop/metric)

- E-B-A/30

- E-C-A/20

- E-D-A/45

Hình 2.8 Cân bằng tải khác metric với EIGRP

Và E-C-A coi như là successor, E-B-A là feasible successor, E-D-A không phải là feasible successor Theo thường lệ, Router E sẽ chọn đường thứ 2, E-C-A/20, để chuyển các các gói tin đến mạng X, tuy vậy, bằng cách dùng lệnh variance, Rouer E cũng có thể thực hiện cân bằng tải qua tuyến E-B-A

Cấu hình như sau:

là tuyến kế thích hợp (feasible successor ).Sau khi đã chọn được các tuyến thích hợp Router sẽ phân phối tải dựa theo lệnh traffic-share Cân bằng tải trên các tuyến dựa theo tỉ lệ metric của chúng: Với đường E-C-A: 30/20 =3/2 =1 với đường E-B-A: 30/30

=1 Do các tỉ số này được làm tròn về số nguyên (integer) nên lúc này tải được cân bằng theo tỉ lệ 1-1 trên cả 2 tuyến Bây giờ giả sử vẫn như trên, nhưng metric tuyến E-B-A là 40 nên sẽ bị loại ra khỏi danh sách các tuyến được phân phối tải (với n=2) Tăng n lên 3 thì router sẽ tiếp tục chia tải theo tỉ số 2/1 như sau:

- E-C-A: 40/20=2

- E-B-A: 40/40=1

Vậy cứ 2 gói tin được chuyển qua E-C-A thì lại có 1 gói qua E-B-A.Trong cấu hình sau, router chỉ gửi các gói tin qua tuyến nào có metric nhỏ nhất (E-C-A), ngay cả khi có nhiều tuyến khác nằm trong bảng Routing của nó.

router eigrp 1

network x.x.x.x

variance 3

traffic-share min across-interfaces! chỉ gửi gói tin qua tuyến có metric nhỏ nhất

2.1.5 Cân bằng tải trong OSPF

Load balancing có nghĩa là các gói tin sẽ được chia tải và truyền đi theo nhiều đường khác nhau Trong OSPF load balancing chỉ sử dụng dạng cân bằng tải cùng chi phí (equal-cost) Điều này có nghĩa là các đường (route) có chi phí (cost) bằng nhau (theotính toán của OSPF) thì sẽ được load balancing Metric là giá trị mà các giao thức định tuyến sử dụng để chọn đường đi đến mạng đích, trong trường hợp có nhiều đường

đi thì nó sẽ chọn đường đi nào có metric thấp nhất Nếu metric của các đường đi bằng nhau thì nó sẽ load balancing trên những đường đi có chi phí (metric) bằng nhau OSPF thì metric là cost Cost được tính = 10^8/BW Chúng ta có thể thay đổi cost, mục đích là muốn control các route Như vậy, khi thay đổi cost sẽ tác động đến sự chọn đường đi cho các gói tin Maximum-cost của OSPF chỉ là 65535 (16 bit) Chỉnh sửa lại OSPF cost metric trong mỗi interface, cost càng nhỏ thì tuyến đó càng được coi

là best path

Hình 2.9 Cân bằng tải trong giao thức OSPF