Vấn đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới

Vấn đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới Vấn đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới Vấn đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Trang 1

Bộ giáo dục và đào tạo Trường Đại học BáCH KHOA Hà Nội

Trang 2

trường đại học bách khoa hà nội

Trang 3

Nguyễn Quảng Thái Lớp ĐTVT2

MỤC LỤC

M ỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC T Ừ VIẾT TẮT

DANH SÁCH B ẢNG BIỂU

DANH SÁCH HÌNH V Ẽ

L ỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG VIỄN THÔNG…… …1

1.1.Chất lượng dịch vụ (QoS) ….2

1.2 Các thông số kỹ thuật của QoS 3

1.2.1 Băng thông 5

1.2.2 Trễ 7

1.2.3 Jitter 8

1.2.4 Mất thông tin 9

1.2.5 Tính sãn sàng (độ tin cậy) 10

1.2.6 Bảo mật 11

1.3 QoS trong NGN 13

1.3.1 Tổng quan về mạng NGN 13

1.3.2 Các lớp QoS từ đầu cuối tới đầu cuối 15

1.3.3 Chất lượng dịch vụ trong NGN 16

Kết luận chương 20

Chương II CÁC KỸ THUẬT QoS TRONG MẠNG NGN…… 21

2.1 Kiến trúc QoS 21

2.2 Một số kỹ thuật hỗ trợ QoS trong NGN 22

2.2.1 Kiến trúc chung của router 22

2.2.2 Phân loại gói tin 24

2.2.3 Kiểm soát và đánh dấu 31

2.2.4 Quản lý hàng đợi 35

2.2.5 Lập lịch 48

2.3 Một số mô hình và giao thức hỗ trợ QoS trong NGN 53

Trang 4

2.3.1 Mô hình IntServ- Dịch vụ tích hợp 54

2.3.2 Mô hình DiffServ - Dịch vụ khác biệt 56

2.3.3 So sánh hai mô hình QoS 58

2.3.4 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 59

Kết luận chương 69

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG NGN VN2 VTN 70

3.1 Các công nghệ lựa chọn và triển vọng triển khai 71

3.1.1 Công nghệ IP 72

3.1.2 Công nghệ ATM 73

3.1.3 Công nghệ MPLS 74

3.1.4 Đánh giá ưu nhược điểm của 3 công nghệ triển khai 76

3.2 Lựa chọn các mô hình ứng dụng MPLS 77

3.2.1 Mô hình 1: MPLS trong mạng lõi (các tổng đài chuyển tiếp vùng) 78

3.2.2 Mô hình 2: MPLS ở các tổng đài đa dịch vụ, lõi ATM 81

3.2.3 Mô hình 3: Mạng MPLS hòan toàn (lõi MPLS và các tổng đài dịch vụ MPLS) 83

3.2.4 Một số nhận xét 85

3.3 Thiết kế mạng NGN VN2 86

3.3.1 Cấu trúc mạng VN2 86

3.3.2 Cấu hình liên kết logic của mạng VN2 88

3.3.3 Cấu hình IP Multicast 91

3.3.4 Cấu hình MPLS và báo hiệu trong mạng VN2 93

3.3.5 Cấu hình liên kết dịch vụ trong VN2 96

3.3.6 Dịch vụ LAN chuyển mạch diện rộng sử dụng VPLS 98

3.3.7 Dịch vụ LAN định tuyến diện rộng sử dụng VPRN 100

3.3.8 Chuyển mạng VN2 102

3.4 Mô phỏng định tuyến ràng buộc trong MPLS 103

3.4.1 Phân tích 103

3.4.2 Mô hình và kết quả mô phỏng 104

Trang 5

Kết luận chương 109

K ẾT LUẬN 110 TÀI LI ỆU THAM KHẢO 112

Trang 6

Trang 7

Trang 8

Trang 9

DANH SÁCH CÁC T Ừ VIẾT TẮT

API Application program Interface Giao diện chương trình ứng

dụng

ARED Adaptive Random Early Detection RED thích ứng

ATM Asynchronuos Transfer Mode

Phương thức truyền tải không đồng bộ

CE Congestion Experienced Ðã trải qua nghẽn

CQS Classify, Queue, Schedule Phân loại Hàng đợi, Lập lịch

DiffServ Differentiated Service Dịch vụ khác biệt

DRR Deficit Round Robin

ECN Explicit Congestion Notification Khai báo nghẽn cụ thể

ECT ECN Capable Transport Truyền dẫn có khả năng ECN

EWMA

Exponentially Weighted Moving Average

FEC Forwarding Equivalence Classes Lớp tương đương chuyển tiếp

FIB Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp

FRED Flow Random Early Detection RED mức luồng

Trang 10

IETF Internet Engineering Task Force

Nhóm đặc trách ki thuật Internet

LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn

LSR Label Switch Router

Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn

MPLS Multiprotocol Label Switching

Chuyển mạch nhãn đa giao thức

MTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn nhất

NGN Next Generation Network Mạng thế hệ tiếp theo

PDH Pre-synchronous Digital

Hierarchy

Hệ thống phân cấp kĩ thuật số cận đồng bộ

Pre-synchronous Digital

Hierarchy

POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại cũ, đơn

giản

Trang 11

RED Random Early Detection

RIO RED with an In/ Out bit RED cùng một bít Vào/ Ra

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dữ trữ tài nguyên

SDH Synchronous Digital Hierarchy

Hệ thống phân cấp kỹ thuật

số đồng bộ

TCP Transmission Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền dẫn

TDM Time Division Multiplexing Ða phân chia theo thời gian

Trang 12

Môi trường kinh doanh ngày càng mang tính cạnh tranh và phức tạp hơn bao giờ hết Trong đó chất lượng dịch vụ là chìa khoá để có thể dẫn tới thành công Song song với xu thế này, công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin phát triển cũng có nhiềuảnh hưởng đến mạng viễn thông,đòi hỏi mạng viễn thông phải hội tụ được nhiều loại hình dịch vụ khác nhau.Để đáp ứng các yêu cầu này, một số nhà sản xuất thiết bị viễn thông và một số tổ chức nghiên cứu về viễn thông đã đưa ra các ý tưởng và mô hình vể cấu trúc mạng thế hệ mới (Next Generation Network – NGN)

NGN không phải là mạng hoàn toàn mới, mạng này dựa trên cơ sở chuyển mạch và truyền dẫn gói IP và hướng tới là MPLS Tuy nhiên bên cạnh những ưu thế

nổi bật, một yêu cầu đặt ra đối với mạng NGN là âm thanh và dữ liệu Đây thực sự là một thách thức khó khăn về mặt công nghệ, vì các dịch vụ khác nhau có các yêu cầu về chất lượng dịch vụ khác nhau Do vậy song song với tiến trình xây dựng mạng NGN thì việc triển khai các kỹ thuật QoS cũng phải được thực thi đồng thời nhằm đẳm bảo các yêu cầu mà dịch vụ đưa ra

Luận văn tốt nghiệp cao học của tôi là “Vấn đề chất lượng dịch vụ trong mạng

thế hệ mới “ nội dung gồm 3 chương:

 Chương I – Chất lượng dịch vụ trong mạng viễn thông: Giới thiệu chung QoS,

các thông số kỹ thuật của QoS

 Chương II – Các kỹ thuật QoS trong NGN: Giới thiệu về các kỹ thuật, mô

hình và các giao thức hỗ trợ QoS trong mạng NGN

 Chương III – Thiết kế mạng NGN VN2 VTN High-level: Trình bày về các công

nghệ được lựa chọn,mô hình ứng dụng và giải pháp thiết kế một mạng NGN thống nhất Mô phỏng mạng IP không hỗ trợ MPLS và mạng IP có hỗ trợ

Trang 13

trong tính toán lưu lượng để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô bạn bè và đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn Tôi xin đặc biệt chân thành cảm ơn cô giáo PGS.TS Hồ Anh Túy đã nhiệt tình hướng dẫn và chỉ bảo để tôi hoàn thành bản luận văn này

Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên bản luận văn chắc chắn không tránh khỏi

sơ suất cả về nội dung và hình thức Kính mong nhận được sự góp ý của thầy cô, bạn

bè và đồng nghiệp

Trang 14

Nguy ễn Quảng Thái Page 1 ĐTVT2

Chương I: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG VIỄN THÔNG

Trong những năm gần đây, tầm quan trọng của các công nghệ về chất lượng dịch

vụ đối với các mạng truyền thông đã tăng lên đáng kể, đặc biệt với sự ra đời của các công nghệ băng rông Trước đây các mạng ra đời với một mục đích là truyền tải một

loại thông tin xác định Mạng điện thoại ra đời dựa trên phát minh của Bell vài trăm năm trước đây, đã được thiết kế để truyền tải âm thanh Còn mạng IP ra đời với mục đích truyền tải dữ liệu

Việc thiết kế các mạng khác nhau sẽ tạo ra những vấn đề như kinh phí đầu tư hạ

tầng sẽ lớn, khi kết nối các mạng với nhau sẽ trở lên phức tạp Vào giữa nhưng năm 90, các nhà thiết kế mạng đã đưa ra một ý tưởng tạo ra một mạng duy nhất dựa trên chuyển

mạch gói để truyền tải cả dữ liệu và âm thanh Và mạng này được gọi là mạng thế hệ

mới Next-Generation-Network.Mạng này được thiết kế chủ yếu dựa trên nền tảng IP, nhưng những nhược điểm của mô hình best-effort của mạng IP không phù hợp với các

loại dịch vụ âm thanh, đa phương tiện thời gian thực Để khắc phục những hạn chế này, các giải pháp về chất lượng dịch vụ trong mạng NGN đóng một vai trò then chốt trong

vấn đề phát triển và mở rộng mạng cũng như khả năng cung cấp các loại dịch vụ khác nhau trong cùng một hạ tầng mạng

1.Khái ni ệm chất lượng dịch vụ (QoS)

Để hiểu thế nào là chất lượng dịch vụ trong mạng viễn thông, trước hết chúng

ta tìm hiểu thế nào là chất lượng dịch vụ Một dịch vụ được sử dụng chỉ khi nó được cung cấp và người ta mong muốn nhà cung cấp dịch vụ có sự hiểu biết cụ thể về chất lượng của các dịch vụ mà họ đưa ra Trong khi sử dụng dịch vụ, thông thường người sử

dụng chỉ biết đến nhà cung cấp dịch vụ, mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ

phụ thuộc vào chất lượng dịch vụ, hay là những cảm nhận sau cùng của khách hàng về

thực hiện dịch vụ:

- Hỗ trợ dịch vụ: là khả năng của nhà cung cấp dịch vụ trong việc giúp đỡ khách hàng để đạt được mức độ tiện dụng của dịch vụ

Trang 15

- Khai thác dịch vụ: là khả năng vận hành dịch vụ một cách thành công và dễ dàng của người sử dụng, bao gồm các đặc tính về thiết bị đầu cuối, các âm hiệu và tin báo dễ hiểu

- Khả năng phục vụ: là khả năng đạt được dịch vụ khi người sử dụng yêu cầu và

tiếp tục được cung cấp mà không có sự suy giảm quá mức trong khoảng thời gian sử

dụng Khả năng phục vụ là phần đặc tính phụ thuộc vào mạng nhiều nhất, và tiếp tục được chia ra thành 3 khái niệm nhỏ hơn:

+ Thực hiện truy nhập đến dịch vụ là khả năng của dịch vụ trong những sự thay đổi xác định và các điều kiện khác nhau khi được yêu cầu bởi người sử dụng

+ Thực hiện duy trì dịch vụ là khả năng của một dịch vụ tiếp tục được cung cấp trong các điều kiện đưa ra trong khoảng thời gian sử dụng một khi đã đạt được

+ Thực hiện trọn vẹn dịch vụ là mức độ dịch vụ được cung cấp mà không bị suy giảm quá mức một khi đã đạt được

- An toàn dịch vụ: là bảo vệ chống lại sự gián tiếp trái phép, sử dụng gian lận,

quấy phá, thao tác sai, thảm hoạ thiên nhiên

1.1.Ch ất lượng dịch vụ (QoS)

Chất lượng dịch vụ viễn thông là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể

hiện ở mức độ hài lòng của đối tượng sử dụng dịch vụ đó QoS được hiểu đơn giản là

khả năng của mạng làm thế nào để đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định cho

mỗi ứng dụng dịch vụ theo nhu yêu cầu mà người sử dụng đã chỉ ra Nói cách khác nó

là đặc tính của mạng cho phép phân biệt giữa các lớp lưu lượng khác nhau và xử lý chúng một cách khác nhau QoS là đặc tính có thể điều khiển và hoàn toàn xác định đối

với các tham số có khả năng định lượng Nếu nhìn từ góc độ mạng thì bất cứ một mạng nào cũng bao gồm:

- Hosts (chẳng hạn như: Servers, PC…)

- Các bộ định tuyến và các thiết bị chuyển mạch

- Đường truyền dẫn

Trang 16

Chất lượng dịch vụ phụ thuộc vào sự hoạt động tất cả các yếu tố trên, nó là tập

hợp các tham số mạng sau: Băng thông, Độ trễ (delay), Jitter (biến động trễ), Mất gói, Tính sẵn sàng (tin cậy), Bảo mật Nếu nhìn từ khía cạnh thương mại: - Băng thông, độ

trễ, jitter, mất gói, tính sẵn sàng và bảo mật đều được coi là tài nguyên của mạng Do

đó với người dùng cụ thể phải được đảm bảo sử dụng các tài nguyên một cách nhiều

nhất

- QoS là một cách quản lý tài nguyên tiên tiến của mạng để đảm bảo có một chính sách ứng dụng đảm bảo

Về cơ bản, QoS cho phép cung cấp dịch vụ tốt hơn cho một số luồng dữ liệu

nhất định Điều này được thực hiện bằng cách tăng độ ưu tiên của một luồng hoặc giới

hạn độ ưu tiên của một luồng khác Khi sử dụng công cụ quản lý tắc nghẽn, chúng ta

cố gắng tăng độ ưu tiên của một luồng bằng hàng đợi và phục vụ hàng đợi theo nhiều cách khác nhau

1.2 Các thông s ố kỹ thuật của QoS

Việc quản lý băng tần hiệu quả để chuyển các gói qua một mạng gói dựa trên các thông số sau:

Trang 17

Jitter ( biến động trễ ) 10% của trễ lớn nhất, 5ms biến động trễ

Mất thông tin( ảnh hưởng của lỗi ) 1 trong 1000 gói chưa chuyển giao

50ms (

Tỷ lệ 1*10P

-3 P

( 1*10P

-3 P

( 1*10P

Trang 18

Một tham số quan trọng cũng cần tính đến là kích thước MTU tối thiểu dọc theo đường dẫn Việc đảm bảo giá trị MTU đủ lớn sẽ ngăn chặn hiện tượng phân mảnh Ngoài danh sách này, có một vài yêu cầu cơ bản cho hoạt động mạng mà ảnh hưởng

lớn đến toàn bộ chất lượng của bất kỳ dịch vụ nào:

- Tỉ số lỗi bít

- Sự ổn định lớp vật lý và liên kết số liệu

- Sự ổn định định tuyến

– Hiệu năng phần cứng toàn mạng

- Kiểm tra và thời gian cần để giải quyết sự cố

1.2.1 Băng thông

Băng thông là một thông số quan trọng nhất, nếu chúng ta có băng thông dụng

rộng rãi thì mọi vấn đề coi như không cần phải quan tâm đến, như nghẽn, kỹ thuật lập

lịch, phân loại, trễ….tuy nhiên điều này là không thể xẩy ra

Băng thông chỉ đơn giản là thước đo số lượng bit trên giây mà mạng sẵn sàng cung cấp cho các ứng dụng Các ứng dụng bùng nổ (bursty) trên mạng chuyển mạch gói có thể chiếm tất cả băng thông của mạng nếu không có ứng dụng nào khác cùng bùng nổ với nó Khi điều này xảy ra, các bùng nổ phải được đệm lại và xếp hàng chờ truyền đi, do đó tạo ra trễ trên mạng Để giải quyết sự hạn chế băng thông này mà nhiều giải pháp tiết kiệm, hay khắc phục băng thông được đưa ra

Trang 19

Ống bit

T1 = bit vào đầu tiên T1 = bit đầu tiên ra

Ống bit

T1 = bit cuối cùng ra T1 = bit đầu tiên ra

Hình 1.1: Tr ễ và băng thông trong mạng

Mối quan hệ giữa băng thông và trễ trong mạng được chỉ ra trong Hình 1.1 Trong

phần (a), t2 - t1 = số giây trễ Trong phần (b), X bit/ (t3 - t2) = bit/s băng thông Nhiều băng thông hơn có nghĩa là nhiều bit đến hơn trong một đơn vị thời gian, trễ tổng thể

nhỏ hơn Đơn vị của mỗi thông số, bit/s với băng thông hay giây với trễ, cho thấy mối quan hệ hiển nhiên giữa băng thông và trễ

Khi được sử dụng như là một thông số QoS, băng thông là yếu tố tối thiểu mà

một ứng dụng cần để hoạt động Ví dụ, thoại PCM 64 kb/s cần băng thông là

64kb/s.Điều này không tạo ra khác biệt khi mạng xương sống có kết nối 45 Mb/s giữa các nút mạng lớn Băng thông cần thiết được xác định bởi băng thông nhỏ nhất sẵn có trên mạng Nếu truy nhập mạng thông qua một MODEM V.34 hỗ trợ chỉ 33.6 kb/s, thì

mạng xương sống 45 Mb/s sẽ làm cho ứng dụng thoại 64 kb/s không hoạt động được Băng thông QoS nhỏ nhất phải sẵn sàng tại tất cả các điểm giữa các người sử dụng Các ứng dụng dữ liệu được lợi nhất từ việc đạt được băng thông cao hơn Điều này được gọi là các “ứng dụng giới hạn băng thông”, bởi vì hiệu quả của ứng dụng dữ liệu

Khung = X bit

Trang 20

trực tiếp liên quan tới lượng nhỏ nhất của băng thông sẵn sàng trên mạng Mặt khác, các ứng dụng thoại như thoại PCM 64 kb/s được gọi là các “ứng dụng giới hạn trễ” Thoại PCM 64 kb/s này sẽ không hoạt động tốt hơn chút nào nếu có băng thông 128 kb/s Loại thoại này phụ thuộc hoàn toàn vào thông số QoS trễ của mạng để có thể hoạt động đúng đắn

1.2.2 Tr ễ

Trễ liên quan chặt chẽ với băng thông khi nó là một thông số QoS Với các ứng

dụng giới hạn băng thông thì băng thông càng lớn trễ sẽ càng nhỏ Đối với các ứng

dụng giới hạn trễ, như là thoại PCM 64 kb/s, thông số QoS trễ xác định trễ lớn nhất các bit gặp phải khi truyền qua mạng Tất nhiên là các bit có thể đến với độ trễ nhỏ hơn

Trễ được định nghĩa là khoảng thời gian chênh lệch giữa hai thời điểm của cùng

một bít khi đi vào mạng (thời điểm bít đầu tiên vào với bít đầu tiên ra)

Với băng thông có nhiều cách tính, giá trị băng thông có thể thường xuyên thay đổi Nhưng thông thường giá trị băng thông được định nghĩa là số bit của một khung chia cho thời gian trôi qua kể từ khi bit đầu tiên rời khỏi mạng cho đến khi bit cuối cùng rời mạng Các mạng chuyển mạch gói cung cấp cho các ứng dụng các băng thông

biến đổi phụ thuộc vào hoạt động và bùng nổ của ứng dụng Băng thông biến đổi này

có nghĩa là trễ cũng có thể biến đổi trên mạng Các nút mạng được nhóm với nhau cũng có thể đóng góp vào sự biến đổi của trễ Tuy nhiên, thông số QoS trễ chỉ xác định

trễ lớn nhất và không quan tâm tới bất kỳ giới hạn nhỏ hơn nào cho trễ của mạng Nếu

cần trễ ổn định, một thông số QoS khác phải quan tâm đến yêu cầu này

• Một số nguyên nhân gây ra trễ trong mạng IP:

• Trễ do quá trình truyền trên mạng

• Trễ do xử lý gói trên đường truyền

• Trễ do xử lý hiện tượng jitter

• Trễ do việc xử lý sắp xếp lại gói đến (xử lý tại đích)

Trang 21

1.2.3 Jitter

Biến động trễ là sự khác biệt về độ trễ của các gói khác nhau trong cùng một dòng lưu lượng Biến động trễ có tần số cao được gọi là jitter với tần số thấp gọi là eander Nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng jitter do sự sai khác trong thời gian

xếp hàng của các gói liên tiếp nhau trong một hàng gây ra.Trong mạng IP jitter ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng dịch vụ của tất cả các dịch vụ Thông số QoS jitter thiết

lập giới hạn lên giá trị biến đổi của trễ mà một ứng dụng có thể gặp trên mạng Jitter không đặt một giới hạn nào cho giá trị tuyệt đối của trễ, nó có thể thể tương đối thấp

hoặc cao phụ thuộc vào giá trị của thông số trễ

Jitter theo lý thuyết có thể là một giá trị thông số QoS mạng tương đối hay tuyệt đối Ví dụ, nếu trễ mạng cho một ứng dụng được thiết lập là 100 ms, jitter có thể đặt là

cộng hay trừ 10 phần trăm của giá trị này Theo đó, nếu mạng có trễ trong khoảng 90 đến 110 ms thì vẫn đạt được yêu cầu về jitter (trong trường hợp này, rõ ràng là trễ không phải là lớn nhất) Nếu trễ là 200 ms, thì 10 phần trăm giá trị jitter sẽ cho phép

bất kỳ trễ nào trong khoảng 180 đến 220 ms Mặt khác, jitter tuyệt đối giới hạn cộng

trừ 5 ms sẽ giới hạn jitter trong các ví dụ trên trong khoảng từ 95 tới 105 ms và từ 195

Trang 22

thì Internet không hề bị đổ lỗi vì đã làm mất chúng Điều này không có nghĩa là ứng

dụng sẽ tất yếu bị lỗi, bởi vì đối với những dịch vụ khác nhau đều đặt ra giá trị ngưỡng

của riêng mình Nếu các thông tin bị mất vẫn cần thiết đối với ứng dụng thì nó sẽ yêu

cầu bên gửi gửi lại bản sao của thông tin bị mất Bản thân mạng không quan tâm giúp

đỡ vấn đề này, bởi vì bản sao của thông tin bị mất không được lưu lại tại bất cứ nút nào

• Quá tải lượng người truy nhập cùng lúc mà tài nguyên mạng còn hạn chế

• Hiện tượng xung đột trên mạng LAN

• Lỗi do các thiết bị vật lý và các liên kết truy nhập mạng

1 2 3 4

Trang 23

Tại sao các mạng, không chỉ Internet, lại mất thông tin? Thực sự là có nhiều lý

do, nhưng hầu hết trong số chúng có thể truy nguyên từ các ảnh hưởng của lỗi trên

mạng Ví dụ, nếu một kết nối bị hỏng, thì tất cả các bit đang truyền trên liên kết này sẽ không, và không thể, tới được đích Nếu một nút mạng ví dụ như bộ định tuyến hỏng, thì tất cả các bit hiện đang ở trong bộ đệm và đang được xử lý bởi nút đó sẽ biến mất không để lại dấu vết Do những loại hư hỏng này trên mạng có thể xảy ra bất cứ lúc nào, nên việc một vài thông tin bị mất do lỗi trên mạng là không thể tránh khỏi

Tác động của mất thông tin là tuỳ thuộc và ứng dụng Điều khiển lỗi trên

mạng là một quá trình gồm hai bước, mà bước đầu tiên là xác định lỗi Bước thứ hai là

khắc phục lỗi, nó có thể đơn giản là bên gửi truyền lại đơn vị bị mất thông tin Một vài ứng dụng, đặc biệt là các ứng dụng thời gian thực, không thể đạt hiệu quả khắc phục

lỗi bằng cách gửi lại đơn vị tin bị lỗi Các ứng dụng không phải thời gian thực thì thích

hợp hơn đối với cách truyền lại thông tin bị lỗi, tuy nhiên cũng có một số ngoại lệ (ví

dụ như các hệ thống quân sự tấn công mục tiêu trên không thể sử dụng hiệu quả với cách khắc phục lỗi bằng truyền lại)

Vì những lý do này, thông số QoS mất thông tin không những nên định rõ một

giới hạn trên đối với ảnh hưởng của lỗi mà còn nên cho phép người sử dụng xác định xem có lựa chọn cách sửa lỗi bằng truyền lại hay không Tuy nhiên, hầu hết các mạng (đặc biệt là mạng IP) chỉ cung cấp phương tiện vận chuyển thụ động, còn xác định lỗi,

khắc phục lỗi thường được để lại cho ứng dụng (hay người sử dụng)

1.2.5 Tính s ẵn sàng (Độ tin cậy)

Là tỉ lệ thời gian mạng hoạt động để cung cấp dịch vụ Yếu tố này bất kỳ nhà cung cấp dịch vụ nào tối thiểu cũng phải có Tổn thất khi mạng bị ngưng trệ là rất lớn Tuy nhiên, để đảm bảo được tính sẵn sàng chúng ta cần phải có một chiến lược đúng đắn, ví dụ như: định kỳ tạm thời tách các thiết bị ra khỏi mạng để thực hiện các công

việc bảo dưỡng, trong trường hợp mạng lỗi phải chuẩn đoán trong một khoảng thời gian ngắn nhất có thể để giảm thời gian ngừng hoạt động của mạng Tất nhiên, thậm

Trang 24

chí với một biệt pháp bảo dưỡng hoàn hảo nhất cũng không thể tránh được các lỗi không thể tiên đoán trước

Đối với mạng PSTN vì là mạng thoại nên điều này luôn luôn chiếm một vị trí quan trọng Mạng đảm bảo hoạt động 24/24 trong ngày , tất cả những ngày lễ, kỉ niệm, khi nhu cầu lớn hay ngay cả khi nhu cầu giảm xuống rất thấp Thông thường tỉ lệ thời gian hoạt động là 99,999% hay 5,25/ năm

Mạng dữ liệu thực hiện công việc đó dễ hơn Hầu hết mạng dữ liệu dành cho kinh doanh, và do đó hoạt động trong những giờ kinh doanh, thường là từ 8 giờ sáng đến 5 giờ chiều, từ thứ Hai đến thứ Sáu Hoạt động bổ trợ có thể thực hiện "ngoài giờ",

và một tập kiểm tra đầy đủ với mục đích phát hiện ra các vấn đề có thể chạy trong ngày nghỉ

Internet và Web đã thay đổi tất cả Mọi mạng toàn cầu phải giải quyết vấn đề

rằng thực sự có một số người luôn cố gắng truy nhập vào mạng tại một số địa điểm Và

thậm chí Internet có thể thậm chí có ích ở nhà vào 10 giờ tối hơn là ở cơ quan vào 2

bảo mật, và ban này phục vụ cho các nhà vận hành mạng công cộng Trong tương lai, các yêu cầu về bảo mật không chỉ đặt ra với các nhà vận hành mạng viễn thông mà còn cho từng quốc gia riêng biệt Đặc biệt, các vấn đề bảo mật trong mạng viễn thông là

một vấn đề quan trọng cần được chú ý

Trang 25

Có nhiều thành phần yêu cầu về bảo mật ở mức độ cao trong mạng viễn thông :

Khách hàng/ thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ được

cung cấp, bao gồm cả việc tính cước Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ phải có tính sẵn

sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của họ

Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy nhập

đều cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động , vận hành và kinh doanh đồng thời có thể

giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng

Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra các

hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ, cạnh tranh lành

mạnh và tính riêng tư

Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi trường

kỹ thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo mật trong mạng

thế hệ mới NGN

Ngày nay các “tội phạm” trong lĩnh vực máy tính đang tăng nhanh các tin tặc

này không chỉ dừng lại ở mạng internet, chúng tấn công cả những chuyển mạch công

cộng các hacker thường thu được những thông tin cần thiết qua một cổng truy nhập

không được bảo vệ, và nhà cung cấp dịch vụ phải trả giá cho những dịch vụ vô nghĩa

một ví dụ khác liên quan đến các chuyển mạch bảo vệ là sự lạm dụng của dịch vụ thoại

miễn phí (freephone)

Hầu hết vấn đề bảo mật liên quan tới các vấn đề như tính riêng tư, sự tin cẩn

và xác nhận khách và chủ Các vấn đề liên quan đến bảo mật thường được gắn với một

vài hình thức của phương pháp mật mã, như mã hoá và giải mã Các phương pháp mật

mã cũng được sử dụng trên mạng cho việc xác nhận (authentication), nhưng những

phương pháp này thường không liên quan chút nào đến vấn đề giải mã

Toàn bộ kiến trúc đều xuất phát từ việc bổ sung thêm tính riêng tư hoặc bí mật

và sự xác nhận hoặc nhận thực cho mạng Internet Giao thức bảo mật chính thức cho

IP, gọi là IPSec, đang trở thành một kiến trúc cơ bản để cung cấp thương mại điện tử

Trang 26

trên Internet và ngăn ngừa gian lận trong môi trường VoIP Thật trớ trêu là mạng Internet công cộng toàn cầu, thường xuyên bị coi là thiếu bảo mật nhất, đã đặt vấn đề

về bảo mật trở thành một phần của IP ngay từ khi bắt đầu Một bit trong trường loại

dịch vụ (ToS) trong phần tiêu để gói IP được đặt riêng cho ứng dụng để có thể bắt buộc

bảo mật khi chuyển mạch gói Tuy nhiên lại nảy sinh một vấn đề là không có sự thống

nhất giữa các nhà sản xuất bộ định tuyến khi sử dụng trường ToS

Người sử dụng và ứng dụng có thể thêm phần bảo mật của riêng mình vào

mạng, và trong thực tế, cách này đã được thực hiện trong nhiều năm Nếu có chút nào

bảo mật mạng, thì nó thường dưới dạng một mật khẩu truy nhập vào mạng Các mạng ngày nay cần một cơ chế bảo mật gắn liền với nó, chứ không phải thêm vào một cách

bừa bãi bởi các ứng dụng

Một thông số QoS bảo mật điển hình có thể là "mã hoá và nhận thực đòi hỏi trên tất cả các luồng lưu lượng " Nếu có lựa chọn, thì truyền dữ liệu có thể chỉ cần mã hoá, và kết nối điện thoại Internet có thể chỉ cần nhận thực để ngăn gian lận

1.3 QoS trong NGN

1.3.1.T ổng quan về mạng NGN

NGN - Next Generation Network - là mạng viễn thông thế hệ mới, hay còn gọi là mạng thế hệ sau Dựa vào các đặc điểm của mạng NGN, còn có một số cách gọi khác:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cả thoại và số liệu)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho các phần tử trong mạng)

- Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM)

Trang 27

Cấu trúc chức năng của mạng NGN

Nhìn chung, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau :

 Lớp kết nối (Access + Transport/ Core)

 Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)

 Lớp điều khiển (Control)

 Lớp quản lý (Management)

Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan tâm

Trang 28

1.3.2 Các l ớp QoS từ đầu cuối tới đầu cuối

Các lớp dịch vụ có liên quan tới khả năng của QoS end – to – end, nghĩa là năng

lực của một mạng phân phối các dịch vụ cần thiết bằng lưu lượng mạng cụ thể từ đầu

cuối tới đầu cuối Các dịch vụ khác nhau ở mức độ chính xác của QoS, đó là sự mô tả làm cách nào một dịch vụ có thể bị giới hạn chặt chẽ bởi một băng thông cụ thể, độ trễ, jitter và đặc tính tổn hao Hình vẽ sau chỉ ra ba cấp cơ bản của QoS từ đầu cuối tới đầu

cuối:

Hình 1.4: Ba l ớp QoS từ đầu cuối đến đầu cuối: Best-effort service, Differentiated

service và Guaranteed service

- Best-effort service: còn gọi là sự thiếu hụt QoS, dịch vụ “nỗ lực tối đa” là một

kết nối cơ bản mà không có sự đảm bảo về QoS Nguyên tắc FIFO của hàng đợi là đặc tính đặc trưng nhất, đó là đặc tính không có sự phân biệt giữa các luồng

- Differentiated service: còn đượcc gọi là QoS mềm (soft QoS) Một vài lưu lượng được xử lý một cách tốt hơn so với phần còn lại (như xử lý nhanh hơn, băng

Trang 29

thông trung bình rộng hơn, và tỉ lệ tổn thất trung bình thấp hơn) Đó là một sự ưu tiên

về mặt thống kê, chứ không phải sự đảm bảo tức thời và chắc chắn Điều này được

thực hiện thông qua sự phân loại lưu lượng và sử dụng các công cụ QoS ví dụ như: PQ,

CQ, WFQ

- Guaranteed service: còn được gọi là QoS cứng (hard QoS) Đó là một sự đảm

bảo tuyệt đối tài nguyên mạng cho lưu lượng cụ thể thông qua các công cụ QoS như RSVP và CB-WFQ

Việc quyết định loại dịch vụ nào là thích hợp cho việc triển khai trong mạng còn

phụ thuộc vào một vài nhân tố:

- Các ứng dụng hay vấn đề khách hàng đang cố gắng giải quyết

- Chi phí của việc nâng cấp và triển khai dịch vụ

1.3.3 Ch ất lượng dịch vụ trong NGN

Hiện nay lưu lượng trong mạng rất đa dạng và phong phú và mỗi kiểu lưu lượng

có các yêu cầu riêng về băng thông, trễ mất gói và độ tin cậy Sự bùng nổ về INTERNET và sự ra đời của NGN, và hầu hết các lưu lượng mạng đều dựa trên cơ sở

IP thì vấn đề đảm bảo QoS cho các loại lưu lượng khác nhau là vấn đề lớn Chất lượng không thể đo lường được trên toàn mạng

- Băng thông trên đường truyền hoàn toàn phụ thuộc vào đường truyền chuyển tiếp đã

chọn

- Các yếu tố gây ra tắc nghẽn là các sự kiện nội bộ

Chất lượng chỉ có thể đo lường trên một luồng lưu lượng từ đầu cuối đến đầu

cuối và tại một khoảng thời gian nhất định

Theo diễn đàn ATM: QoS được định nghĩa bởi các tham số cụ thể cho các khối trong mạng mà nó phù hợp với qui ước trước về lưu lượng

Trang 30

Hình 1.5: QoS trong NGN

Theo IETF RFC 2216: Dựa vào tính tự nhiên của sự phân phối gói tin trong việc cung cấp dịch vụ, QoS được miêu tả bởi các tham số như là: băng tần đạt được (achieved bandwidth), trễ gói (packet delay), và tỉ lệ mất gói (packet loss rate)

Chất lượng dịch vụ trong NGN từ đầu đến cuối (end-to-end QoS) bao gồm:

- QoS mạng truy nhập: chất lượng dịch vụ trong mạng truy nhập (từ thiết bị đầu

cuối đến cổng nối vào mạng xương sống (backbone) Như vậy chất lượng dịch vụ này liên quan đến QoS của mạng Metro/Gagabit Ethernet, QoS của mạng XDSL/HFC, QoS

của WLAN, QoS mạng di động

- QoS mạng:

Trang 31

+ QoS của mạng xương sống: chất lượng dịch vụ này lại bao gồm chất lượng

dịch vụ giữa các node trong mạng xương sống Chất lượng dịch vụ này liên quan đến

chất lượng dịch vụ của mạng MPLS/GMPLS, IP over WDM, IP over ATM

+ QoS của các mạng ở lớp cung cấp dịch vụ: chất lượng dịch vụ của mạng từ

mạng xương sống đến mạng cung cấp dịch vụ.Kiến trúc QoS

Để đảm bảo được QoS cần phải có kiến trúc QoS Nó là một framework đảm

bảo chất lượng từ đầu cuối đến đầu cuối và cung cấp các chức năng tích hợp về quản lý điều khiển QoS, và giao diện QoS

Các nguyên tắc của QoS:

- Tích hợp: có khả năng cấu hình lại, có thể dự đoán trước và có thể quản lý được thông qua tất cả các lớp mạng

- Phân tách: tách giữa báo hiệu và dữ liệu truyền

- Trong suốt: tách biệt giữa QoS với ứng dụng

- Thực thi: xử lý các giao thức một cách có hiệu quả

Như vậy kiến trúc QoS liên quan đến: đặc tính ký thuật của QoS, các cơ chế

của QoS, kỹ thuật lưu lượng, quản lý mạng, các giao thức hỗ trợ QoS

Đặc tính kỹ thuật của QoS:

- Yêu cầu QoS mức ứng dụng

- Kế hoạch chính sách QoS trong mỗi lớp - Cấu hình và duy trì cơ chế QoS

- Tính đồng bộ, khả năng thực thi, mức dịch vụ, chính sách giá,

Cơ chế QoS:

Trang 32

- Cung cấp QoS: sắp xếp QoS, kiểm tra kết quả vào

- Điều khiển QoS: theo trạng thái, theo kế hoạch, chính sách điều khiển đồng

bộ Điều này liên quan đến quản lý lưu lượng

- Quản lý QoS: giám sát QoS, duy trì QoS

Use evaluation

Intra-media quanlity (delay)

System process delay ( speed)

Throughput delay, latency

Throughput delay

Hình 1.6: Ki ến trúc QoS

QoS được xem bởi người sử dung ( QoS viewed

by user )

QoS các ứng dụng ( QoS of application )

Sự hoạt động của các hệ thống đầu cuối (End

Trang 33

K ết luận chương

Các tiêu chuẩn về chất lượng của các dịch vụ NGN vẫn còn là vấn đề đang được các nhà chuyên môn, các hãng trên toàn thế giới quan tâm nghiên cứu Hiện tại chưa có các tiêu chuẩn cụ thể nào về chất lượng dịch vụ (QoS) của mạng thế hệ sau Đó cũng là

điều dễ hiểu vì theo kiến trúc QoS ở trên:

- Đánh giá của người sử dụng: họ mới sử dụng các dịch vụ thế hệ mới cho nên chưa có được sự đánh giá về chất lượng Bên cạnh đó quá trình phát triển mạng cũng như dịch

vụ thế hệ sau vẫn đang phát triển mạnh về thiết bị, về chất lượng dịch vụ theo xu hướng ngày một tốt hơn và hoàn thiện hơn

- QoS của các ứng dụng: các ứng dụng mới ở giai đoạn đầu của sự phát triển nên cũng

chưa có đánh giá một cách chính xác, cụ thể về QoS

- Sự hoạt động của các thiết bị đầu cuối, sự hoạt động của mạng, và sự hoạt động của các phần tử mạng: các hãng sản xuất thiết bị trên thế giới cũng đã tập trung vào vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ trong các sản phẩm của mình, đó là một ưu thế cạnh tranh quan trọng

Trang 34

Nguy ễn Quảng Thái Page

21 ĐTVT 2

Chương II: CÁC KỸ THUẬT QoS TRONG MẠNG NGN 2.1.Ki ến trúc QoS

Trước đây, Internet chỉ được sử dụng để sử dụng để truyền dữ liệu, nhìn chung

mạng chuyển mạch gói thường không phù hợp với các lưu lượng luồng khi các gói được gửi độc lập qua mạng sử dụng chung các tài nguyên, và có suy hao, trễ, rung pha đáng kể Ngày nay, với mạng NGN các ứng dụng đòi hỏi yêu cầu QoS cao hơn như E-commerce, E-learning …., hội thảo từ xa, VoD …và các ứng dụng thời gian thực khác

đã được cung cấp rộng rãi hơn Công nghệ IP được chọn là công nghệ giữ vai trò quan

trọng trong mạng và mạng IP tích hợp các lớp lưu lượng luồng –Stream (lưu lượng thời gian thực) và lưu lượng đàn hồi-Elastic (lưu lượng phi thời gian thực)

Khái niệm chất lượng dịch vụ QoS là một khái niệm rộng và có nhiều cách tiếp

cận Có thể khái quát như sau:

1 Đối với lớp ứng dụng (Application layer): Chất lượng dịch vụ QoS được sử

dụng là “mức độ dịch vụ-Grade of Service” Khái niệm này rất khó được định lượng chính xác, chủ yếu dựa vào đánh giá của con người-mức độ hài lòng đối

với dịch vụ đó

2 Đối với lớp truyền tải (Transport layer): Chất lượng dịch vụ được thực hiện ở hình thái “định tuyến QoS-QoS routing”, tìm đường trên mạng tùy thuộc vào các yêu cầu về chất lượng dịch vụ

3 Đối với lớp mạng (Network layer): được thể hiện bằng hình thái QoS, tương đối

dễ hiểu vì giống với khái niệm QoS ta vẫn thường gặp, được biểu diễn thông qua các đại lượng toán học như: tỷ số, giá trị trung bình, giá trị lớn nhất… của các tham số như trễ, mất gói tin, giá … của lưu lượng gói/tế bào

Trang 35

22 ĐTVT 2

Khái niệm QoS trong mạng truyền dẫn xuất hiện nhằm đưa ra một cách xử lý

thích hợp hơn cho một số dạng lưu lượng khi mạng bị nghẽn, dựa trên mức độ cần thiết

về QoS của chúng

2.2 M ột số kỹ thuật hỗ trợ QoS trong NGN

2.2.1 Ki ến trúc chung của router

Giao thức IP được thiết kế một cách đáng tin cậy để truyền gói tin đến đích

nhưng lại không xét đến thời gian truyền Thực tế IP là một giao thức theo kiểu phi kết

nối (các gói tin không được truyền qua mạng trên một đường truyền xác định)

Hình 2.1: Sơ đồ chung của một router IP nỗ lực tối đa

Một router thông thường chỉ có một vài khối chức năng cơ bản:

Trang 36

23 ĐTVT 2

- khối đa giao diện

- khối phương tiện chuyển tiếp

- khối phương tiện quản lý

Hình 2.1 là một mô hình có tính trừu tượng cao Từ đầu các router điển hình thường có một CPU trung tâm riêng để điều khiển tất cả các chức năng quản lý và chuyển tiếp gói Các router có được từ sự phát triển theo hướng các kiến trúc phân tán hơn, tất cả các thiết kế nhằm loại bỏ hoặc làm giảm ảnh hưởng của hiện tượng thắt nút chai Giao diện vào chấp nhận các gói đến từ các router khác nhau, và phương tiện chuyển tiếp chuyển các gói tới giao diện ra phù hợp (dựa vào địa chỉ đích của mỗi gói)

Mỗi giao diện sau đó sử dụng các cơ chế kết nối riêng biệt để truyền dẫn các gói tới các router (hoặc host) kế tiếp dọc theo đường dẫn

Ngày nay, QoS trở nên quan trọng, việc xử lý chuyển tiếp được thiết kế lại

nhằm mang lại nhiều sự chú ý hơn trong khi router gửi gói Hình 2.2 cung cấp một cái nhìn trừu tượng về quá trình xử lý xảy ra trong khối phương tiện chuyển tiếp trong hình 2.1 Thông thường, một gói phải trải qua ba giai đoạn chính sau:

- Phân loại và tìm kiếm FIB (để thiết lập nhận dạng gói và nơi nó sẽ đi tới giao

diện đầu ra của nó)

- Kiểm soát và đánh dấu (để tác động trở lại nếu gói không dến trong một khung

thời gian phù hợp)

- Xếp hàng và lập thời gian biểu (để chuyển tiếp gói được chấp nhận tới các quy

tắc kết nối chia sẻ hay các lưu lượng chia sẻ hay loại bỏ gói theo các quy tắc điều khiển nghẽn)

Trang 37

24 ĐTVT 2

Hình 2.2: S ắp xếp từng chặng điều khiển chặng kế tiếp, hàng đợi và lập lịch

Giai đoạn phân loại gói sử dụng router để thiết lập trường hợp tổng quát cho các gói đến sau Hầu hết trường hợp đó được sử dụng để thiết lập trạng thái điều khiển theo

thời gian (kiểm soát, đánh dấu, xếp hàng và lập lịch

2.2.2 Phân lo ại gói tin

Cơ chế phân loại gói của một router ảnh hưởng trực tiếp đến hạt nhân mà nó có

thể tách các lớp khác nhau hoặc các loại lưu lượng IP Trong thực tế, tình trạng của

một gói tin phụ thuộc vào cả hai thông tin được mang bởi chính bản thân gói và thông tin cấu trúc mạng nhận từ giao diện đến của nó (có thể là chặng tiếp theo của nó được quyết định từ việc tìm kiếm FIB)

a Khoá và quy t ắc

Một sơ đồ phân loại chung lựa chọn một số mẫu N bit trong phần tiêu đề của gói tin để phân biệt tới 2P

N P

loại (hoặc lớp) gói Mẫu này được gọi là khoá phân loại Hoạt

Trang 38

25 ĐTVT 2

động phân loại một gói gồm có một số trường trong chìa khoá dựa vào một mẫu trong quy tắc phân loại Một quy tắc phân loại phải tồn tại để hỗ trợ mọi lớp xử lý cụ thể theo yêu cầu của router và những quy tắc cho tình huống cụ thể mà router quản lý sau khi

xử lý gói

Sơ đồ phân loại khác nhau trong sự cân bằng mà chúng tạo ra liên quan đến kích

cỡ của khoá phân loại và lựa chọn các bit tiêu đề tạo nên khoá phân loại Một khóa không thể dài tuỳ ý - bộ nhớ của một router bắt buộc phải giới hạn số lượng thông tin

trạng thái mà nó có thể lưu giữ để nhận biết lớp (Tuy nhiên ý nghĩa của các bit tồn tại trong trường phân loại có thể ít hơn nhiều so với 2P

N

P trường hợp để giải quyết) Thời gian xử lí mỗi gói kết hợp trong từng bước phân loại cũng tăng lên theo chiều dài khóa (mặc dù không phải luôn theo đường thẳng), điều đó có thể cản trở hiệu suất của router Mặt khác một khoá không thể quá ngắn – 2P

N P

phải bằng hoặc lớn hơn giá trị cực

tiểu của lớp lưu lượng yêu cầu bởi mạng đã được thiết kế Ngoại trừ các trường đã được phân loại, giai đoạn phân loại phải có khả năng giữ được tốc độ nhận gói đỉnh [KLS98] Cho đến khi trạng thái của gói được thiết lập, thì hàng đợi cụ thể không được cung cấp Khi mà giai đoạn phân loại chậm hơn tốc độ nhận gói thì hàng đợi FIFO xuất

hiện trước giai đoạn phân loại

Hầu hết các sơ đồ phân loại hỗn hợp điển hình sử dụng một khoá bao gồm nhiều trường trong tiêu đề gói IP được chú giải như là phân loại đa trường (MF) Khoá này

có thể thêm một vài hoặc tất cả các trường thường định nghĩa một luồng IP – thông thường là địa chỉ nguồn và địa chỉ đích, trường giao thức, và chỉ số cổng TCP/UDP nguồn và đích Phân loại MF cung cấp số lượng lớn nhất trường hợp tới các giai đoạn

xử lý kế tiếp của router Tuy nhiên, khi một người thiết kế mạng tin rằng chỉ một số lớp lưu lượng nhỏ cần phân biệt tại một vài chặng cho trước, giải pháp thường được ấn định cho một nhóm bit tại một vị trí cố định trong tiêu đề gói được phân loại Octet

Trang 39

26 ĐTVT 2

ToS của IPv4, octet TC của IPv6 và trường dịch vụ khác biệt hoàn toàn phù hợp trong trường hợp này

b Trường ToS của IPv4 và TC của IPv6

Gói tin IPv4 luôn có một octet ToS đơn để đơn giản hoá việc phân loại gói từng

chặng Hình 2.3 giới thiệu định nghĩa RFC 1349 trong đó 3 bit đầu xác định quyền ưu tiên của gói tin IP (ưu tiên tương đối), và 4 bit tiếp theo chỉ ra loại định tuyến/dịch vụ chuyển tiếp được yêu cầu [RFC1349], bit cuối cùng được dùng cho dự phòng và

thường được đặt bằng không

Hình 2.3 : Trường ToS của IPv4

Việc phân loại dựa vào trường ưu tiên chỉ ra quyền ưu tiên thời gian tương đối

giữa 8 mức ưu tiên (2P

3 P

) Các router phù hợp với định nghĩa RFC 1812 chờ đợi từ việc

sử dụng các giá trị tăng lên từ 0 đến 7 đến việc chỉ ra quyền ưu tiên luỹ tiến [RFC1812] Bốn bit ToS thực tế được chỉ định như môt khoá phân loại cho hoán vị tìm

kiếm FIB, thiết lập các bit ToS khác nhau yêu cầu mà gói tin được định tuyến dọc đường truyền chọn lựa trễ, công suất, độ tin cậy hoặc các lý do giá cả Hình 2.3 biểu

diễn 5 trong 16 (2P

4 P

) mẫu bit ToS và các diễn giải riêng 11 giá trị có thể còn lại chưa được định nghĩa

Trang 40

27 ĐTVT 2

c Trường dịch vụ khác biệt (DiffServ)

Một vấn đề đối với octet ToS RFC 1349 đó là thể hiện một mô hình hạn chế riêng cho việc giữ lưu lượng phân biệt Trường ưu tiên chỉ cho phép chỉ ra quyền ưu tiên để mã hoá - các gói có ưu tiên 7 phải được truyền đi trước các gói có độ ưu tiên 5, cũng như 4 Hơn nữa, trường con ToS sử dụng 50% số bit hiện có cho QoS - định tuyến cơ sở - một nét đặc trưng là một vài router hỗ trợ và một trong số chúng được triển khai rất giới hạn trong Internet ngày nay Gần đây IETF đã xem xét lại mô hình cung cấp QoS qua việc sử dụng lớp lưu lượng được định nghĩa tốt và các khoá phân

loại trên mỗi gói nhỏ, cố định Sau phần kiến trúc DiffServ octet ToS IPv4 đã trở thành trường DiffServ – cho phép thêm các trạng thái khác nhau vào trong các loại quy tắc

lập lịch và xếp hàng gói có thể được chỉ rõ Như đã chỉ ra trên hình 2.4 sáu bit của octet ToS cũ tạo nên một điểm mã hoá DiffServ mới (DSCP) Về lý thuyết cho phép tới 2P

6 P

trường hợp khác nhau và từ đó phương thức lập lịch và xếp hàng được chỉ ra

Hình 2.4 : Trường dịch vụ phân biệt DiffServ

Trong một mạng DiffServ, trường DiffServ không dài hơn gợi ý lựa chọn định tuyến cung cấp hoặc một vài dạng khoá phân loại cho việc lựa chọn – phân chia từng FIB riêng Octet TC của IPv6 được định nghĩa lại tương tự để sử dụng trong DiffServ

dựa trên IPv6 - cả hai định nghĩa lại đều có trong RFC 2474 [RFC2474]

d Phân lo ại đa đường

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	2,92 MB