Giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ (qos) trên mạng IP, đánh giá và so sánh hiệu quả đảm bảo qos của diffserv và intserv

2 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG IP, ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ ĐẢM BẢO QoS CỦA DIFFSERV VÀ INTSERV LUẬN VĂN THẠC SĨ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hà Nội – 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG IP, ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ ĐẢM BẢO QoS CỦA DIFFSERV VÀ INTSERV Ngành: Công Nghệ Thông Tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Mã số: 60.48.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hồ Sĩ Đàm Hà Nội – 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực Những tư liệu sử dụng luận văn có nguồn gốc trích dẫn rõ ràng, đầy đủ Hà nội, tháng năm 2010 Nguyễn Thị Phương Nhung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc chân thành tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Hồ Sĩ Đàm người tận tình bảo, hướng dẫn tơi suốt q trình làm luận văn Sự giúp đỡ quý báu thầy giáo tạo điều kiện mặt khoa học nguồn động viên tinh thần lớn giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ths Lê Đình Thanh, người tận tình giúp đỡ, hỗ trợ đóng góp q báu cho thực mô kiểm chứng Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giáo giảng dạy truyền thụ kiến thức cho tơi q trình học tập trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Cuối cùng, xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới bậc sinh thành, người dưỡng dục động viên suốt đời Tôi cảm ơn chồng người thân gia đình nguồn động viên tinh thần lớn NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUNG LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN .6 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG 11 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 12 MỞ ĐẦU 15 Chương TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 17 1.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) VÀ CÁC THAM SỐ QoS 17 1.1.1 Giới thiệu chung QoS 17 1.1.2 Các thành phần thực QoS 21 1.1.3 Các tham số QoS đặc trưng 24 1.2 CÁC YÊU CẦU ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 26 1.3 CÁC VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO QoS 27 1.3.1 Cung cấp QoS 28 1.3.2 Điều khiển QoS 28 1.3.3 Quản lý QoS 29 Chương ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG IP 30 2.1 GIAO THỨC LIÊN MẠNG (IP – INTERNET PROTOCOL) 30 2.1.1 Phần tiêu đề gói IP 31 2.1.2 Địa IP 32 2.1.3 Các giao thức định tuyến 33 2.1.4 Các chế truyền tải 34 2.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG IP (QoS IP) 34 2.2.1 Lịch sử phát triển mô hình QoS IP 34 2.2.2 Các tham số ảnh hưởng tới QoS IP thực tế 36 2.3 CÁC CHỨC NĂNG CHUNG CỦA QoS IP 39 2.4 CÁC KỸ THUẬT ĐẢM BẢO QoS IP 42 2.4.1 Kỹ thuật đo lưu lượng màu hóa lưu lượng 42 2.4.2 Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực 46 2.4.3 Kỹ thuật lập lịch cho gói tin 47 2.4.4 Kỹ thuật cắt lưu lượng 50 2.5 KẾT LUẬN 52 Chương 3: MỘT SỐ MƠ HÌNH ĐẢM BẢO QoS IP 53 3.1 MƠ HÌNH DỊCH VỤ TÍCH HỢP - INTSERV 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.1.1 Giới thiệu chung 53 3.1.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP 57 3.2 MƠ HÌNH DỊCH VỤ PHÂN BIỆT - DIFFSERV 64 3.2.1 Tổng quan mơ hình DiffServ 64 3.2.2 Miền dịch vụ phân biệt điểm mã dịch vụ phân biệt 66 3.2.4 Xử lý gói tin DiffServ 68 3.3 KHUYẾN NGHỊ TRIỂN KHAI QoS TRÊN MẠNG IP 73 3.4 KẾT LUẬN 73 Chương ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH ĐẢM BẢO QoS IP QUA MÔ PHỎNG 74 4.1 ĐÁNH GIÁ CHUNG 74 4.2 MÔ PHỎNG VÀ KIỂM TRA QoS 75 4.2.1 Tổng quan chương trình mơ mạng NS2 75 4.2.2 Mô mơ hình DiffServ 79 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF AL AQM ATM ACS AF BA BB BE B-ISDN CBR CBS CIR CoS CR DiffServ DLL DS DSCP ECN EF ER ETSI Chuyển tiếp đảm bảo Tầng ứng dụng Quản lý hàng đợi tích cực Chế độ truyền tải không đồng Hệ thống điều khiển truy nhập Chuyển tiếp đảm bảo Kết hợp hành vi Phân bổ băng thơng Cố gắng tối đa Mạng tích hợp đa dịch vụ băng rộng Tốc độ bit cố định Kích thước bùng nổ cam kết Tốc độ thông tin cam kết Lớp dịch vụ Bộ định tuyến lõi Dịch vụ phân biệt Tầng liên kết liệu Server phân biệt Điểm mã dịch vụ phân biệt Thông báo tắc nghẽn tường minh Chuyển tiếp nhanh Bộ định tuyến biên Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu FIFO Assured Forwarding Application Layer Active Queue Management Asychronous Transfer Mode Access Control System Assured Forward Behavior Aggressive Bandwith Broker Best-Effort Broadband ISDN Constant Bit Rate Committed Burst Size Committed Information Rate Class of Service Core Router Differentiated Services Data Link Layer Differentiated Server Differentiated Services Code Point Explicit Congestion Notification Expedited Forwarding Edge Router European Telecommunications Standards Institute First In First Out FLOWSPEC FQ FSI GoS GS IETF IntServ IPLR IPTD IPER ISO Flow Specification Fair Queueing Flow State Information Grade of Sevice Guaranteed Service Internet Engineering Task Force Intergrated Service IP Loss Rate IP Packet Transfer Delay IP Error Rate International Standard Organization Đặc tả luồng Hàng đợi công Thông tin trạng thái luồng Cấp độ dịch vụ Dịch vụ đảm bảo Uỷ ban thực thi kỹ thuật Internet Dịch vụ tích hợp Tỷ lệ gói IP Trễ truyền tải gói tin IP Tỷ lệ lỗi gói tin IP Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế Vào trước trước LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 IPv4 IPv6 ITU-T MF MPLS NL NNI NP PBS PHB PIR PQ QoS RA RED RFC RSVP SACP SE SLA SNMP srTCM TCA TL ToS trTCM UBR UNI VBR VoIP VPN WF WFQ WRED WRR Internet Protocol version Internet Protocol version International Telecommunication Union Multi Fields MultiProtocol Label Switching Network Layer Network Node Interface Net Performance Packet Burst Size Per-Hop forwarding Behaviour Peak Information Rate Priority Queueing Quality of Service Resource Allocation Random Early Detection and Discard Request For Comments Resource Reservation Protocol Simple Acceptance Control Protocol Shared Explicit Service Level Argreement Simple Network Management Protocol Single rate Three Color Marker Traffic Conditioning Agreement Transmission Layer Type of Service Two rate Three Color Marker Undefined Bit rate User Network Interface Variable Bit Rate Voice over IP Virtual Private Network Wildcard Filter Weighted Fair Queueing Weighted Random Early Discarding Weighted Round Robin Giao thức Internet phiên Giao thức Internet phiên Hiệp hội viễn thông quốc tế Đa trường Chuyển mạch nhãn đa giao thức Tầng mạng Giao diện nút mạng Hiệu mạng Kích thước bùng nổ gói Hành vi chuyển chặng Tốc độ thông tin đỉnh Hàng đợi ưu tiên Chất lượng dịch vụ Cấp phát tài nguyên Phát loại bỏ sớm ngẫu nhiên Các yêu cầu cần trả lời Giao thức dành trước tài nguyên Giao thức điều khiển chấp nhận đơn giản Chia sẻ tường minh Thoả thuận mức dịch vụ Giao thức quản lý mạng đơn giản Bộ đánh dấu màu tốc độ đơn Thoả thuận điều kiện lưu lượng Tầng truyền dẫn Kiểu dịch vụ Bộ đánh dấu màu hai tốc độ Tốc độ bit không xác định Giao diện người dùng mạng Tốc độ bit thay đổi Thoại qua IP Mạng riêng ảo Bộ lọc Wildcard Hàng đợi công theo trọng số Loại bỏ sớm ngẫu nhiên theo trọng số Quay vòng theo trọng số LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1 Các đặc tính phân lớp QoS cho mạng IP theo ITU-T 26 Bảng 1.2 Phân lớp QoS theo quan điểm ETSI 26 Bảng 1.3 Các vùng dịch vụ B-ISDN 27 Bảng 1.4 Phân vùng dịch vụ theo diễn đàn ATM 27 Bảng 3.1: Các kiểu dành trước tài nguyên 58 Bảng 3.2 Các bit sử dụng cho điều khiển chia sẻ 61 Bảng 3.3 Các bít sử dụng cho điều khiển lựa chọn máy gửi 61 Bảng 3.4 Các tham số đối tượng CL khác 63 Bảng 3.5 Các tham số dịch vụ cam kết Rspec 63 Bảng 3.6 Các khối điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP 67 Bảng 3.7 Chi tiết phân lớp chuyển tiếp đảm bảo AF PHB 70 Bảng 4.1 So sánh mô hình IntServ DiffServ 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 76 truyền thông chúng Đây cơng cụ có ích để tìm lỗi mã nguồn giao thức Trong thí nghiệm mơ luận văn, sử dụng công cụ NS2 phiên NS - 2.34 4.2.1.2 Mơ hình NS2 Dưới góc độ người dùng, hệ thống mơ NS2 mơ hình hóa sau: Hình 4.1 Mơ hình NS2 đơn giản Từ mơ hình thấy, NS2 sử dụng ngôn ngữ Otcl với thư viện bao gồm đối tượng: Bộ lập lịch kiện; thư viện đối tượng thành phần mạng modul thiết lập mạng Nói cách khác, để sử dụng NS2, ta phải lập trình ngơn ngữ Otcl Để cài đặt chạy chương trình mơ mạng NS, ta phải viết Script ngôn ngữ Otcl, lập lịch cho kiện, thiết lập cấu hình mạng (topo mạng) cách sử dụng đối tượng thành phần mạng, triệu gọi hàm thư viện, báo cho nguồn liệu biết bắt đầu kết thúc việc truyền gói tin mạng Khi muốn tạo đối tượng mạng mới, viết đối tượng cách liên kết đối tượng mạng có sẵn thư viện Việc gắn kết đối tượng tạo nên đối tượng điểm mạnh NS2 NS2 sử dụng ngôn ngữ C++ ngôn ngữ Otcl NS2 hỗ trợ cấu trúc lớp kiểu phân cấp C++ (được gọi cấu trúc lớp biên dịch), cấu trúc lớp tương tự ngôn ngữ Otcl (gọi cấu trúc lớp thông dịch) Hai cấu trúc lớp phân cấp có quan hệ chặt chẽ với nhau, góc độ người sử dụng (khơng phải người lập trình phát triển NS), có tương ứng 1-1 lớp cấu trúc lớp biên dịch lớp cấu trúc lớp thơng dịch Sơ đồ sau ví dụ phân cấp C++ Otcl: Hình 4.2 Tương ứng C++ Otcl LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 77 Mỗi ngôn ngữ sử dụng với mục đích riêng Otcl sử dụng: - Trong việc cấu hình, cài đặt cơng việc thực “một lần” - Chỉnh sửa đối tượng C++ có sẵn Và sử dụng C++ cho: - Khi làm cơng việc địi hỏi xử lý gói tin luồng liệu - Khi phải thay đổi hành vi lớp C++ tồn Có thể hình dung tổ chức NS qua sơ đồ sau: Hình 4.3 Kiến trúc NS Sơ đồ kiến trúc NS, nói chung coi người dùng đứng góc bên trái, thiết kế chạy hệ mô ngôn ngữ Tcl sử dụng đối tượng Otcl thư viện Bộ lập lịch kiện hầu hết đối tượng thành phần mạng viết C++, triệu gọi từ Otcl thơng qua giao tiếp tclcl, hệ thống kết hợp lại thành NS Sơ đồ mơ hình NS đơn giản ra, kết thúc q trình mơ phỏng, ns sinh hay nhiều text file chứa số liệu chi tiết phục vụ cho việc phân tích q trình mơ phỏng, đầu vào cho hệ mô đồ hoạ (Network Animator : NAM) Hình 4.4 mơ tả hoạt động NS thơng cua mức, thấy có mức khung cảnh, mức Script cuối ngôn ngữ C++ Tất công việc NS thông qua Script NS để gọi hàm C++ mức Hình 4.4 Sơ đồ hoạt động NS2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 78 4.2.1.3 Cấu trúc tệp bám vết Dữ liệu sau mô với NS-2 thường lưu tệp, tệp gọi tệp dấu vết (trace file) Tệp dấu vết chứa thông tin kiện gói tin xảy suốt thời gian mô theo tầng: tầng MAC, tầng mạng, tầng giao vận Khi bám vết tệp ASCII đầu ra, tệp bám vết có tên mở rộng tr tổ chức thành 12 trường Ý nghĩa trường là: Hình 4.5 Các trường tệp bám vết Trường kiểu kiện Được đưa biểu tượng r, +, -, d tương ứng với nhận (ở đầu kênh truyền), xếp vào hàng, khỏi hàng bị loại Đưa thời điểm xảy kiện Đưa nút đầu vào kênh truyền mà kiện xảy Đưa nút đầu kênh truyền mà kiện xảy Đưa kiểu gói tin (như CBR hay TCP) Đưa kích thước gói tin Một vài cờ Đây mã nhận dạng luồng (fid) IPv6 mà người sử dụng đặt cho mơic dịng tập lệnh Otcl đầu vào Địa nguồn đưa dạng “node.port” 10 Địa đích 11 Số thứ tự gói tin giao thức lớp mạng 12 Mã nhận dạng gói tin 4.2.1.4 Nguồn phát sinh lưu lượng NS hỗ trợ bốn loại nguồn phát sinh lưu lượng [18]: EXPOO_Traffic: tạo lưu lượng dựa vào phân phối On/Off theo hàm mũ Các gói tin gửi với tốc độ xác định suốt qng thời gian on, khơng có gói tin gửi khoảng thời gian off Khoảng thời gian on off tạo theo phân phối hàm mũ Kích thước gói tin khơng thay đổi POO_Traffic: tạo lưu lượng dựa vào phân phối On/Off Pareto Loại tương tự phân phối theo hàm mũ trừ khoảng thời gian on/off thực theo phân phối pareto CBR_Traffic: tạo lưu lượng với tốc độ khơng đổi định sẵn Kích thước gói tin cố định chọn giá trị khác Ngoài ra, tạo số LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 79 ngẫu nhiên kích hoạt, để thay đổi khoảng thời gian gói tin khởi hành phạm vi định TrafficTrace: nguồn lưu lượng ghi lại dạng vết nguồn lưu lượng đến từ mạng thật 4.2.2 Mơ mơ hình DiffServ 4.2.2.1 Định nghĩa sách Tất luồng có địa nguồn đích lệ thuộc vào sách chung Chính sách quy định loại đo dùng để đo tham số lưu lượng đầu vào liên quan Một bảng sách dùng NS2 để lưu trữ loại sách luồng Bảng bao gồm: 1) Địa nút nguồn 2) Địa nút đích 3) 4) 5) Loại sách Loại thiết bị đo Điểm mã khởi đầu 6) 7) 8) CIR (tốc độ thơng tin cho phép) CBS (kích thước cụm cho phép) C bucket (kích thước thời dung lượng cho phép) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) EBS (kích thước cụm vượt mức) E bucket (kích thước thời dung lượng vượt quá) PIR (tốc độ thơng tin tối đa) PBS (kích thước cụm tối đa) P bucket (kích thước thời dung lượng tối đa) Thời gian đến gói tin cuối Tốc độ gửi tin trung bình Độ dài cửa sổ TSW (TSW sách dựa tốc độ truyền trung bình lấy bình qn theo kích thước cửa sổ liệu tính theo giây) Giá trị mặc định giây (1s) Mỗi loại sách sau định đo mà sử dụng: 1) TSW2CM (TSW2CMPolicer): Dùng CIR thứ tự ưu tiên hủy gói 2) TSW3CM (TSW3CMPolicer): Dùng CIR, PIR thứ tự ưu tiên hủy gói Mức ưu tiên trung bình dùng theo xác suất CIR vượt mức cho phép 3) Token Bucket (TokenBucketPolicer): Dùng CIR; CBS thứ tự ưu tiên hủy gói LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 80 4) Single Rate Three Color Marker (srTCMPolicer): Dùng CIR, CBS, EBS 5) PBS để chọn từ drop precedences Two Rate Three Color Marker (trTCMPolicer): Dùng CIR, CBS, EBS 6) PBS để chọn từ drop precedences NullPolicer: không rút ngắn gói tin Một bảng sách định nghĩa cho loại sách điểm mã khởi đầu hay hai điểm mã giảm mức Điểm mã khởi đầu thường gọi “green code” điểm mã giảm mức thấp “red” Nếu có điểm mã khác “yellow” 4.2.2.2 Kịch mô Trong kết nối TCP, việc số đoạn gây ảnh hưởng nhiều lên hiệu phiên kết nối so với đoạn khác Thực ưu tiên dùng mơ hình DiffServ làm hiệu suất kết nối TCP cải thiện đáng kể Mục đích việc mơ dùng mơ hình DiffServ để đánh dấu ưu tiên gói tin nhạy cảm mà khơng cần thông tin lớp vận chuyển, đơn giản hóa việc thực đánh dấu ưu tiên gói TCP u cầu tốn Mở đầu cho phân loại dịch vụ: Hai mức ưu tiên định nghĩa Mức cao “gói tin vào” hay “green packets” mức thấp “gói tin ra” hay “red packets” Chúng ta tập chung vào sách đơn giản có sẵn NS: cửa sổ thời gian trượt (5 sách: TSW2CM, TSW3CM, ) Một tốc độ cho phép CIR định nghĩa cho router biên Miễn tốc độ kết nối mức CIR tất gói tin đánh dấu mức ưu tiên cao Khi tốc độ vượt mức CIR gói tin đánh dấu theo xác suất bình quân, mà tốc độ gói tin đánh dấu với mức ưu tiên cao với CIR Tốc độ truyền tính theo tốc độ trung bình “cửa sổ TSW”; phần mơ khoảng thời gian cửa sổ 20 s Thời gian mô kéo dài 60s Thực việc thay đổi CIR nút biên nguồn nghiên cứu ảnh hưởng đến hiệu suất Topo mạng đơn giản với nút thắt cổ chai cấu sau: S0 E0 S1 E1 Core    Sn-1 En-1 Sn En E D Hình 4.6 Mơ hình mạng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 81 Mỗi nút nguồn kết nối tới nút biên tương ứng nơi lưu lượng đánh dấu theo tham số rõ Router biên kết nối tới router lõi nút thắt cổ chai sau qua router khác để tới đích Topo khảo sát với 15 nút nguồn, nút nguồn tạo kết nối TCP Mơ với mạng LAN (có trễ truyền dẫn nhỏ) với đường truyền hoàn toàn đối xứng Đánh giá hiệu mạng DiffServ với tham số định trước: - Đường truyền nút biên nút nguồn tương ứng có độ trễ 0.01ms băng thơng 6Mbps - Đường truyền nút biên nút đích tương ứng có độ trễ 0.01ms băng thơng 10Mbps - Đường truyền nút trung tâm nút biên gắn với nút nguồn có độ trễ 0.1ms băng thơng 6Mbps - Đường truyền nút trung tâm nút biên gắn với nút đích có độ trễ 1ms băng thơng 10Mbps Mơ hình lưu lượng: Một file truyền có phân bố xác suất Pareto với tham số shape 1.25 kích thước trung bình 10kbytes File truyền đến nút nguồn theo tiến trình Poisson với tốc độ trung bình file/giây Nhiều phiên truyền từ nút nguồn kích hoạt đồng thời Tham số quản lý việc xếp hàng: Hàng đợi xây dựng router nút cổ chai, chọn kích thước hàng đợi 100 gói tin Các tham số quản lý hàng đợi nút khác không ảnh hưởng đến kết Trong hàng đợi thắt cổ chai nút trung tâm, quản lý hàng đợi multi-RED dùng phiên RIO-D (chọn tham số giống cho mức ưu tiên) Chọn tham số giống với hai mức ưu tiên mục đích để tạo điều kiện cho phép nghiên cứu ảnh hưởng DiffServ giảm xác suất đoạn dễ bị tác động đến hiệu suất hoạt động đường truyền TCP (độ trễ, thông lượng) set cir0 100000; set cir1 100000; # policing parameter # policing parameter Kích thước hàng đợi trung bình giám sát, với loại gói tin (dùng hàm mũ chuẩn lấy trung bình với tham số wq = 0.01) Các gói tin có màu cho trước bắt đầu bị loại bỏ số hàng đợi trung bình gói tin vượt giá trị minw (chọn minw = 15) Xác suất hủy gói tăng tuyến tính với kích thước hàng đợi trung bình đạt tới giá trị maxw = 45, xác suất hủy gói lấy giá trị maxp = 0.5 Khi vượt giá trị xác suất hủy gói Tốc độ đến bít nút cổ chai là: 15*1.04*104 *8  5.672Mbps 0.22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 82 Kết thu sau: Một gói tin kích thước trung bình 1040 bytes 1000 bytes liệu 40 bytes mào đầu phụ Một file ftp trung bình 104 bytes liệu có nghĩa tổng kích thước trung bình khoảng 1.04*104*8 bits Kết thu nhân số nút nguồn chia cho thời gian trung bình file đến nút Kịch mô nhiều nguồn nguồn tạo nhiều phiên TCP chia sẻ đường truyền nút cổ chai đích Thiết đặt tham số: set cir0 100000; #policing parameter set cir1 100000; #policing parameter set pktSize 1000 set NodeNb 15; # số nút nguồn set NumberFlows 360; # số luồng set sduration 60; # thời gian mô nút nguồn Định nghĩa thời gian bắt đầu truyền kích thước gói tin đến sau tiến trình Poissoon: For {set i 1} {$iD3 srTCM srTCM srTCM CIR 400 400 400 CBS 10000 10000 20000 EBS 20000 15000 30000 PBS 10000 10000 10000 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 86 Kết mô phỏng: Với mục đích thí nghiệm xác định vẽ đồ thị thay đổi theo thời gian mô hệ số sử dụng đường truyền kết nối UDP Kết thu sau: Results S1 ->D1 S2 -> D2 S3 -> D3 E1 -> E2 Sent 23185 24201 28350 75742 Receive 23185 17661 9975 50821 6546 18375 24921 Drop Các luồng có sách srTCM thay đổi tốc độ luồng ta nhận thấy: S1 ->D1 tỷ thành cơng gói tin gửi 100%, ngược lại, S2 -> D2 với tốc độ lớn 450 nên tỷ lệ thành công đạt  73% S3 -> D3 tăng tốc độ lên 700 tỷ lệ thành cơng gói tin gửi đạt  35% Hình 4.7 Đồ thị mơ tả gói khoảng thời gian 120s Từ sơ đồ hình vẽ ta nhận thấy, khoảng thời gian 120s gói tin từ S1 -> D1 khơng bị mát q trình truyền Tỷ lệ gói tin lớn nằm luồng E1 -> E2 tỷ lệ gói tăng theo thời gian mơ Kết tính độ trễ biến thiên trễ: Flow S1 -> D1 S2 -> D2 S3 -> D3 E1 -> E2 Delay 0.05579 0.194664 0.426573 0.166417 Jitter 0.001621 0.066632 0.260945 0.184243 Luồng S1 -> D1 với lớp lưu lượng EF có độ trễ biến thiên trễ nhỏ khoảng thời gian 120s với độ trễ 0.05579, biến thiên trễ 0.001621 Luồng S3 -> D3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 87 với lớp lưu lượng BE có tỷ lệ gói lớn nên độ trễ biến thiên trễ cao hẳn so với luồng S1 -> D1, đường đồ thị màu xanh (blue) thể rõ nét độ trễ hàng đợi lớp lưu lượng BE Mất gói: kiểm tra ảnh hưởng tốc độ đánh dấu CIR đến xác suất gói tin SYN gói tin liệu kết nối, ta thấy cần giảm việc gói tin cho hai để đạt tốc độ CIR mong muốn Những gói tin dễ bị cơng làm giảm hiệu suất đáng kể chúng gây thời gian gián đoạn dài Trong mạng tốc độ cao thời gian truyền file ngắn (tổng thời gian truyền ngắn nhiều thời gian time-out), ta mang muốn đạt hiệu suất cao cách loại trừ thời gian timeout Trong mạng tốc độ thấp việc loại trừ thời gian time-out không cần thiết Thông lượng: luồng lưu lượng CBR0,CBR1,CBR2 truyền liệu khoảng thời gian thơng lượng trung bình khác Với đường truyền phù hợp hiệu suất thông lượng độ trễ UDP đạt cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 88 KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu nghiên cứu giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Hồ Sĩ Đàm, tơi hồn thành luận văn: “Giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) mạng IP; đánh giá, so sánh hiệu đảm bảo QoS DiffServ IntServ” Trong luận văn này, tơi tìm hiểu giới thiệu khái qt đảm bảo chất lượng dịch vụ, đánh giá chất lượng dịch vụ qua mạng IP Một số vấn đề cốt lõi kỹ thuật đảm bảo QoS IP tiêu chí đánh giá QoS thơng qua việc đánh giá tham số đặc trưng cho QoS IP Đi sâu vào việc khảo sát, đánh giá hai mơ hình IntServ DiffServ khía cạnh khác đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng IP, từ rút ưu – nhược điểm mô hình Luận văn giới thiệu số chiến lược quản lý nghẽn như: hàng đợi FIFO, hàng đợi cân trọng số, hàng đợi khách hàng, hàng đợi ưu tiên số phương pháp tránh nghẽn như: RED, WRED, FRED, ARED Các phương pháp ứng dụng rộng rãi mạng viễn thông giới hạn luận văn tập trung nghiên cứu chúng mạng dịch vụ tích hợp, dịch vụ khác biệt Luận văn thực lập trình mơ xác định lượng băng thông cung cấp cho luồng lưu lượng nhằm đánh giá mơ hình DiffServ Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng IP vấn đề lớn nên khuôn khổ luận văn nghiên cứu đầy đủ, chi tiết hết vấn đề kỹ thuật Để có nhìn tổng quan đầy đủ giải pháp ứng dụng QoS cho mạng IP nhiều vấn đề cần nghiên cứu như:  Nghiên cứu kiến trúc CQS Kiến trúc có mạng dịch vụ tích hợp dịch vụ phân biệt Kiến trúc CQS giúp làm tăng khả xử lý cho router vấn đề định tuyến dịch vụ tích hợp  Cơng nghệ Multimedia mạng IP  Nghiên cứu vấn đề kỹ thuật việc đảm bảo QoS IP khả giám sát chất lượng dịch vụ mạng IP V.v.v Trên hướng nghiên cứu hấp dẫn mà chúng tơi hi vọng có điều kiện tiếp tục nghiên cứu cơng trình dài Luận văn đưa cách tổng quát QoS IP đánh giá hai mơ hình đảm bảo chất lượng dịch vụ mà nghiên cứu thời gian qua Tuy cố gắng để hồn thành luận văn tơi chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong đóng góp ý kiến thầy bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn chỉnh tiếp tục nghiên cứu tương lai Tôi xin chân thành cảm ơn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Tuấn Hưng, “Phát triển triển khai giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng IP” [2] Vũ Duy Lợi, Nguyễn Văn Vỵ, “Về đảm bảo chất lượng dịch vụ Internet” [3] Vũ Hồng Sơn, Nguyễn Văn Dũng, Ngô Quang Thuận, “Đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng IP phương pháp Diffserv” [4] Nguyễn Đình Việt, giảng “Đánh giá hiệu mạng máy tính”, 2008 Tiếng Anh [5] [DSTE-PRO] F Le Faucheur, “Protocol Extensions for Support of DiffServ-aware MPLS Traffic Engineering” draft-ietf-tewg-diff-te-pro-03.txt, Feb 2002 [6] [E2E-QoS] V.FineBerg, “A Practical Architecture for Implementing End-to-End in an IP Network”, IEEE Communications Magazine, Jan 2002 [7] Eitan Altman & Tania Jimenez , "Ns simulator for beginners", 2003-2004 [8] Grenville Armitage, “Quality of Service in IP networks”, April 07, 2000 [9] http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/QoS.html [10] http://www.ietf.org/rfc/ [11] Jitae Shin, Daniel C Lee, C.-C Jay Kuo, “Quality of Service for Internet Multimedia”, July 24, 2003 [12] [MPLS-arch] Rosel et al “Multiprotocol Label Switching Architechture” work in progress (draft -ietf-mplsframework-05) March 2000 [13] [MPLS-DiffServ] F Le Faucheur, et al, “MPLS Support of Differentiated Services” RFC3270, May 2002 [14] Markus Peuhkuri, “IP Quality of Service”, Helsinki University of Technology, Laboratory of Telecommunications Technology, 2000 [15] Mario Marchese, “QoS over Heterogeneous Networks”, John Wiley & Sons, 2007 [16] Mike Flannagan CCIE No.7651, Richard Froom CCIE No.5102, Kevin Turek CCIE No.7284, “Cisco Catalust QoS: Quality of Service in Campus Networks”, June 06, 2003 [17] Quanlity of Service (QoS), http://www.cisco.com, Web Technology Document [18] The ns Manual, January 20, 2007, the VINT Project LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 90 [19] Tim Szigeti - CCIE No 9794, Christina Hattingh, “End-To-End QoS Network Design”, November 09, 2004 [20] WilliamC.Hardy, “QoS: Measurement and Evaluation of Telecommunications Quality of Service”, 2001 [21] The IETF Differentiated Services Working Group homepage, http://www.ietf.org/html.charters/diffserv-charter.html [22] http://www.isi.edu/nsnam [23] R Braden, D Clark and S Shenker, "Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview", RFC1633, June 1994 [24] S Blake, D Black, M Carlson, E Davies, Z Wang and W Weiss, "An Architecture for Differentiated Services", RFC2475, December 1998 [25] V.P Kumar, T.V Lakshman, D Stiliadis, “Beyond Best Effort: Router Architectures for the Differentiated Services of Tomorrow’s Internet”, IEEE Communication Magazine, May 1998, pp 152-164 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... PHƯƠNG NHUNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG IP, ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ ĐẢM BẢO QoS CỦA DIFFSERV VÀ INTSERV Ngành: Công Nghệ Thông Tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính... nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng Từ tính cấp thiết nêu trên, chúng tơi chọn đề tài ? ?Giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) mạng IP, đánh giá so sánh hiệu đảm bảo QoS DiffServ IntServ? ?? Luận... cứu đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng IP - Phân tích, đánh giá hai mơ hình IntServ Diffserv QoS IP - Sử dụng cơng cụ NS2 mơ mơ hình đảm bảo QoS: IntServ DiffServ, từ đưa giải pháp cho việc đảm bảo