Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS pot

Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 1) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Một trong những xu hướng lớn nhất trong vấn đề kết nối mạng ngày nay là việc truyền cả tín hiệu thoại và video trên các mạng dữ liệu truyền thống. Một trong những vấn đề về việc hội tụ này là cách thực hiện như thế nào, các gói thoại và video cần phải phân phối đến người nhận một cách nhanh chóng và có độ tin cậy cao, không có độ jitter và độ trễ vượt quá giới hạn. Một giải pháp để giải quyết vấn đề này là sử dụng QoS. QoS, hoặc Quality of Service, là một công nghệ xử lý gói ưu tiên. Về bản chất, QoS cho phép bạn xử lý các gói thông tin nhạy cảm với mức ưu tiên cao hơn các gói khác. Đây là một chuẩn công nghiệp chứ không phải chuẩn thuộc quyền sở hữu của Microsoft. Microsoft đã lần đầu tiên giới thiệu QoS trong Windows 2000. Phiên bản QoS của Microsoft đã được phát triển dần lên từ thời điểm đó nhưng vẫn thích nghi với các chuẩn công nghiệp. Trong Windows XP Professional, QoS làm việc chủ yếu như một cơ chế dự trữ độ rộng băng thông. Khi QoS được kích hoạt, ứng dụng được cho phép dự trữ đến 20% tổng số băng thông, băng thông này được cung cấp bởi mỗi một trong các adapter mạng. Số lượng băng thông một ứng dụng dự trữ hoàn toàn có thể điều chỉnh. Chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn cách thay đổi số lượng băng thông được dự trữ trong phần 3 của loạt bài này. Để xem cách băng thông dự trữ được sử dụng như thế nào, cho rằng bạn đã có một ứng dụng video conferencing cần đến băng thông ưu tiên cao. Thừa nhận rằng ứng dụng này đã được kích hoạt QoS, nó sẽ dự trữ 20% toàn bộ băng thông của máy, để lại 80% băng thông cho phần còn lại của lưu lượng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com mạng. Các ứng dụng không phải là video conferencing sẽ sử dụng cơ chế phân phối tốt nhất. Điều này có nghĩa rằng các gói này sẽ được gửi theo cách “đến trước, phục vụ trước”. Hay nói theo cách khác, lưu lượng của của ứng dụng video conferencing sẽ có ưu tiên cao hơn so với các lưu lượng khác, tuy nhiên không bao giờ được cho phép tiêu tốn hơn 20% tổng số băng thông. Mặc dù vậy, tuy Windows XP thiết lập băng thông dự trữ cho lưu lượng ưu tiên cao nhưng điều đó không có nghĩa rằng các ứng dụng mức ưu tiên thông thường không thể sử dụng băng thông dự trữ này. Nói theo cách khác, tuy các ứng dụng video conferencing có mức ưu tiên cao, có băng thông dự trữ, nhưng Windows vẫn cho phép các ứng dụng khác có thể sử dụng cả băng thông dự trữ và băng thông không dự trữ để đạt được mục đích phân phối hiệu quả nhất miễn là ứng dụng mà băng thông dự trữ đang không sử dụng. Khi ứng dụng video conferencing được khởi chạy thì Windows sẽ bắt đầu công việc dự trữ của nó. Mặc dù thế, sự dự trữ lúc này không tuyệt đối. Cho là Windows đã dự trữ 20% băng thông mạng cho ứng dụng video conferencing, nhưng ứng dụng lại không cần đến tất cả 20% này. Trong trường hợp như vậy Windows sẽ cho phép các ứng dụng khác sử dụng phần băng thông còn thừa nhưng sẽ kiểm tra liên tục những nhu cầu về băng thông của ứng dụng với mức ưu tiên cao. Nếu ứng dụng cần đến nhiều băng thông thì băng thông sẽ được gán cho nó, có thể lên đến toàn bộ 20%. Như những gì chúng tôi đã đề cập ở trên, QoS là một chuẩn công nghiệp chứ không phải là các công nghệ thuộc quyền sở hữu của Microsoft. Chính vì Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com vậy, QoS được thi hành bên trong Windows, nhưng Windows không thể tự thực hiện. Để cho QoS làm việc, mỗi thành phần phần cứng giữa người gửi và người nhận đều phải hỗ trợ QoS. Điều này có nghĩa rằng các NIC, switch, router và những thứ có liên quan phải nhận biết về QoS. Trong trường hợp còn đang phân vân, bạn không phải thực thi một số hành động không cần thiết để sử dụng QoS. Asynchronous Transfer Mode (ATM) là một công nghệ kết nối mạng lý tưởng để sử dụng với QoS vì nó là một công nghệ hướng kết nối, tuy nhiên bạn cũng có thể sử dụng QoS với các công nghệ khác như Frame Relay, Ethernet hay thậm chí Wi-FI (802.11x). Lý do tại sao ATM lại là một sự lựa chọn lý tưởng cho QoS là vì nó có khả năng thực thi dự trữ băng thông và phân phối tài nguyên dựa trên mức phần cứng. Tuy các kiểu phân phối tài nguyên này lại nằm ngoài những khả năng của Etherrnet và các công nghệ kết nối mạng tương tự, nhưng điều đó không có nghĩa rằng QoS không thể được sử dụng mà có nghĩa rằng, nó phải được thực thi trong môi trường ATM. Trong môi trường ATM các tài nguyên được phân chia hoàn toàn động (on the fly) ở mức phần cứng. Do Ethernet và các công nghệ tương tự nó không thể phân chia tài nguyên theo cách này, các kiểu công nghệ của nó dựa trên sự ưu tiên thay cho việc phân chia động. Điều này có nghĩa là sự dự trữ băng thông xảy ra ở mức cao hơn bên trong mô hình OSI. Khi băng thông được dự trữ, các gói có mức ưu tiên cao hơn sẽ được truyền đi trước. Một thứ quan trọng cần phải lưu ý ở đây khi xem xét về việc thực thi QoS trên Ethernet, Wi-Fi, hoặc trên các mạng tương tự là ở chỗ các công nghệ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com này không có tính kết nối. Điều đó có nghĩa rằng người gửi không thể kiểm tra trạng thái của người nhận hoặc trạng thái của mạng giữa người gửi và người nhận. Điều này cũng có nghĩa rằng người gửi có thể bảo đảm rằng các gói ưu tiên cao hơn sẽ được truyền trước gói ưu tiên thấp hơn, nhưng không thể bảo đảm được rằng các gói sẽ đến người nhận trong một số lượng thời gian cụ thể. Ngược lại, QoS lại có khả năng bảo đảm cho vấn đề này trên các mạng ATM vì ATM là công nghệ hướng kết nối. Windows 2000 và Windows Server 2003 Như chúng tôi đã đề cập từ trước rằng Microsoft đã giới thiệu lần đầu tiên về QoS là trong Windows 2000, và sự thực thi QoS của Microsoft đó đã được phát triển đáng kể từ thời điểm đó. Chính vì vậy có một đôi chút khác biệt giữa QoS trong Windows 2000, Windows XP và Windows Server 2003. Sự thực thi của QoS trên Windows 2000 được dựa trên kiến trúc Intserv, đây là kiến trúc không được hỗ trợ trong Windows XP hoặc Windows Server 2003. Lý do tại sao Microsoft không sử dụng kiến trúc này nữa là vì các API cơ sở rất khó sử dụng và kiến trúc có nhiều vấn đề trong khi mở rộng. Một số tổ chức vẫn sử dụng Windows 2000, chính vì vậy chúng tôi muốn giới thiệu một chút thông tin về kiến trúc QoS của Windows 2000 làm việc như thế nào. Windows 2000 sử dụng một giao thức có tên gọi RSVP để dự trữ tài nguyên băng thông. Khi băng thông được yêu cầu, Windows sẽ chỉ định thời điểm các gói được gửi đi. Để thực hiện được điều đó, Windows 2000 đã sư dụng một giao thức tín hiệu có tên gọi là SBM (Sunbelt Bandwidth manager) nhằm thông báo cho người gửi biết rằng các gói đã sẵn Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com sàng bên phía nhận. Admission Control Service (ACS) sẽ thẩm định băng thông có đủ khả năng hiện có và sau đó sẽ cho phép hoặc từ chối yêu cầu về băng thông. Toàn bộ quá trình có một chút phức tạp hơn những gì ở trên, nhưng đó là một số phần chính mà Windows 2000 khác với Windows Server 2003 và Windows XP. Còn lại Windows 2000, 2003 và XP đều sử dụng các cơ chế điều khiển lưu lượng giống nhau. Về phần các cơ chế này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn trong phần 2. Kết luận Trong phần một này chúng tôi đã giới thiệu cho các bạn các gói mang thông tin thoại và video phải được phân phối với tốc độ nhanh hơn các gói dữ liệu thông thường để tránh tình trạng jitter. Chúng tôi cũng đã giải thích về các công nghệ QoS có thể được sử dụng như thế nào để giúp bảo vệ lưu lượng thoại và video được phân phối một cách hiệu quả. Trong phần 2 của loạt bài này chúng tôi sẽ giải thích về cách làm việc của QoS. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 2) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Trong phần 1 của loạt bài này, chúng tôi đã giới thiệu cho các bạn về QoS là gì và nó được sử dụng cho mục đích nào. Phần hai này chúng tôi sẽ tiếp tục giới thiệu bằng cách giải thích về cách làm việc của QoS. Khi bạn đọc bài này, hãy lưu ý rằng các thông tin được trình bày ở đây đều được dựa trên sự thi hành QoS của Windows Server 2003, những thực thi này sẽ khác với thực thi QoS gốc có trong Windows 2000 Server. API điều khiển lưu lượng (Traffic Control API) Một trong những vấn đề lớn nhất đối với việc ưu tiên lưu lượng mạng là bạn không thể ưu tiên lưu lượng dựa trên máy tính đã sinh ra nó. Đây là một điểm rất phổ biến đối với một máy tính chạy nhiều ứng dụng, và cho từng một trong các ứng dụng đó (có cả hệ điều hành) để sinh ra chính luồng lưu lượng cho riêng nó. Khi vấn đề này xảy ra, mỗi luồng lưu lượng phải được ưu tiên theo các cách khác nhau. Một ứng dụng có thể yêu cầu đến băng thông dự trữ nhưng trong khi đó cách phân phối hiệu quả nhất cũng sẽ rất có ích cho các luồng lưu lượng khác. Đây chính là lý do để giới thiệu Traffic Control API. Traffic Control API là một giao diện ứng dụng lập trình cho phép các tham số QoS được áp dụng cho từng gói dữ liệu riêng. Nó làm việc bằng cách phân biệt các luồng lưu lượng riêng, sau đó áp dụng các biện pháp điều khiển QoS khác nhau cho mỗi luồng. Thứ đầu tiên mà Traffic Control API thực hiện là tạo thứ được biết đến với tư cách là các thông số kỹ thuật lọc (filterspec). Các chỉ tiêu này rất cần thiết cho một bộ lọc để định ra gói dữ liệu sẽ thuộc về luồng nào. Một số thuộc Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com tính được sử dụng bởi các chỉ tiêu lọc này gồm có cả địa chỉ IP đích và nguồn cùng với cả số cổng. Khi filterspec đã được định nghĩa, API sẽ cho phép tạo các thông số kỹ thuật về luồng. Thông số luồng này phân biệt các tham số QoS sẽ được áp dụng đối với một chuỗi các gói. Một số các tham số được định nghĩa bởi thông số kỹ thuật luồng gồm có tốc độ cho phép truyền tải và kiểu dịch vụ. Khái niệm thứ ba được định nghĩa bởi Traffic Control API đó là luồng. Luồng chỉ đơn giản là một chuỗi các gói phải tuân thủ theo cùng một thông số luồng. Để đơn giản hóa, các tham số kỹ thuật lọc sẽ nhận diện các gói dữ liệu nào được nhóm vào thông số kỹ thuật luồng. Thông số kỹ thuật luồng sẽ chỉ ra xem các gói đó có được “xử lý” ưu tiên hay không và luồng nào mới là thành phần truyền dẫn thực sự các gói dữ liệu. Tất cả các gói bên trong một luồng đều được “xử lý” một cách bình đằng. Một trong những ưu điểm đáng được đề cập đối với Traffic Control API so với Generic QoS API đã sử dụng trong Windows 2000 là khả năng sử dụng sự thu nạp luồng. Nếu một host có nhiều ứng dụng đang truyền tải các luồng dữ liệu đến một đích nào đó thì các gói này sẽ có thể được kết hợp vào một luồng. Điều này còn được thực hiện cả với những ứng dụng sử dụng các cổng khác nhau, miễn là địa chỉ IP nguồn và đích giống nhau. Bộ phân loại các gói chung Trong phần trên, chúng tôi đã giới thiệu về mối quan hệ giữa thông số kỹ thuật luồng và thông số kỹ thuật lọc cũng như cả luồng. Một điều quan trọng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com mà bạn cũng cần lưu ý là Traffic Control API chỉ là API. Nó chỉ có nhiệm vụ nhận ra và ưu tiên các luồng lưu lượng cần được ưu tiên chứ không hề tạo luồng thực sự. Việc tạo luồng là công việc của phần phân loại các gói dữ liệu chung (Generic Packet Classifier). Bạn có thể xem lại ở phần trên, một trong những thuộc tính đã được định nghĩa bên trong thông số kỹ thuật luồng có cả kiểu dịch vụ. Về cơ bản, kiểu dịch vụ có nhiệm vụ định nghĩa sự ưu tiên của luồng. Generic Packet Classifier phải chịu tránh nhiệm cho việc kiểm tra kiểu dịch vụ đã được gán một thông số kỹ thuật luồng hay chưa, sau đó đưa các gói có liên quan vào một hàng đợi sao cho phù hợp với kiểu dịch vụ. Mỗi một luồng đều được đặt vào một hàng đợi riêng. Lịch trình cho gói dữ liệu Thành phần QoS thứ ba mà bạn cần biết đó là bộ lịch trình cho gói dữ liệu (QoS Packet Scheduler). Để đơn giản hóa bạn chỉ cần hiểu công việc chính của thành phần này là sắp đặt lưu lượng. Bộ lập lịch trình các gói sẽ lấy gói dữ liệu từ các hàng đợi khác nhau, sau đó đánh dấu sự ưu tiên cho các gói và tốc độ luồng. Như những gì chúng tôi đã giới thiệu ở phần một của loạt bài này, để QoS làm việc đúng cách thì các thành phần mạng khác nhau nằm giữa nguồn của gói và đích của nó phải biết về QoS. Ngoài cần biết cách xử lý QoS chúng cũng cần biết về cách xử lý các lưu lượng không được ưu tiên cũng như các lưu lượng thông thường. Để thực hiện công việc này, QoS sử dụng một kỹ thuật đánh dấu. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com [...]... khái niệm cơ bản nằm trong kiến trúc QoS của Windows Server 2003 Ở phần 3 chúng tôi sẽ tiếp tục giới thiệu cho các bạn thêm về cách đánh dấu các gói dữ liệu của QoS Packet Scheduler và thảo luận cả về cách làm việc của QoS trong các môi trường băng thông thấp Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 3) Simpo PDF Merge and Split... là một số thiết lập chính sách nhóm để các bạn có thể sử dụng nhằm điều khiển các hành vi QoS Trong phần 4 của loạt bài này chúng tôi sẽ giới thiệu tiếp cho các bạn về QoS làm việc trên các liên kết mạng tốc độ thấp như thế nào Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 4) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com... thiệu cho các bạn về QoS và cách nó có thể được sử dụng để điều tiết luồng lưu lượng trong một mạng nào đó như thế nào Mỗi một phần trong loạt bài này đều đã giới thiệu đến QoS từ phối cảnh của lưu lượng nhạy cảm thời gian, chẳng hạn như lưu lượng video và giọng nói trên một mạng chất lượng cao Trong phần này chúng tôi muốn tập trung vào các cách trong đó QoS được sử dụng để điều tiết lưu lượng trên các... tồn lại đạt đến một giá trị nhất định thì QoS sẽ không cho phép các đệ trình bổ sung đối với adapter mạng cho tới khi nào giá trị này đạt thấp hơn mức ngưỡng đó Thiết lập Limit Reservable Bandwidth điều khiển tỉ lệ phần trăm băng thông có thể được dự trữ bởi các ứng dụng QoS Mặc định, các ứng dụng này có thể dự trữ lên đến 80% băng thông mạng Rõ ràng bất kỳ băng thông nào Simpo PDF Merge and Split Unregistered... các gói dữ liệu mà không quan tâm đến giá trị chúng được gán bởi Windows Với lưu ý đó, bạn có thể cấu hình các mức ưu tiên của Diffserv bằng cách mở Group Policy Editor, và điều hướng thông qua giao diện điều khiển từ Computer Configuration \ Administrative Templates \ Network \ QoS Packet Scheduler Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nếu quan sát trong hình B, bạn... này là mỗi một ứng dụng hoặc nhiệm vụ này đều tiêu tốn đến một số lượng đáng kể băng tần Internet Để xem QoS có thể giúp ích như thế nào, chúng ta hãy xem xét những gì xảy ra trong điều kiện thông thường khi QoS không được sử dụng Thông thường, ứng dụng đầu tiên truy cập Internet đều được chấp nhận sử dụng độc quyền kết nối Điều này không có nghĩa là không có ứng dụng nào khác có thể sử dụng kết nối Internet... năng tin cậy QoS và Modem Trong thời đại băng thông phổ dụng sẵn có ngày nay, đề cập đến các modem dường như là một điều kỳ lạ Mặc dù vậy, vẫn có rất nhiều doanh nghiệp nhỏ và người dùng gia đình sử dụng các modem để kết nối Internet Ví dụ như gần đây, chúng tôi còn thấy một số tập đoàn lớn sử dụng modem để kết nối với các văn phòng vệ tinh được đặt tại vùng ở xa, nơi không có sự bao phủ băng thông Rõ... một thứ bạn cần lưu ý ở đây là các thiết lập chính sách nhóm này chỉ hợp lệ với các host đang sử dụng Windows XP, 2003 hoặc Vista Hình A: Bạn có thể sử dụng Group Policy Editor để tùy chỉnh các mức ưu tiên của lớp 2 Dịch vụ phân biệt QoS thực hiện đánh dấu mức ưu tiên ở cả lớp 2 và lớp 3 trong mô hình tham chiếu 7 lớp OSI Điều này giúp bảo đảm rằng các ưu tiên sẽ được thực hiện thông qua toàn bộ quá... cách Windows điều chỉnh động kích thước cửa sổ nhận TCP như thế nào Sự điều chỉnh động này đôi khi có thể đem lại hiệu quả ngược như mong đợi khi việc chia sẻ kết nối Internet được sử dụng Lý do cho vấn đề này là kết nối giữa các máy tính trong cùng mạng nội bộ đều rất nhanh có thể lên đến 100 Mb Ethernet Máy khách cần truyền thông trên Internet, nhưng nó không thể thực hiện việc truyền thông một cách... kích thước nếu nó kết nối trực tiếp với Internet Điều này có thể làm giảm bớt các vấn đề bị gây ra bởi tốc độ mạng không hợp kiểu Kết luận Trong phần này, chúng tôi đã giới thiệu cho các bạn về QoS và cách nó được sử dụng như thế nào để điều tiết luồng lưu lượng trên các kiểu liên kết mạng khác nhau Như những gì trong bài các bạn đã được giới thiệu, QoS có thể làm cho hiệu quả kết nối mạng được cải . việc của QoS trong các môi trường băng thông thấp. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 3) Simpo PDF Merge. tôi sẽ giải thích về cách làm việc của QoS. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 2) Simpo PDF Merge and Split. độ rộng băng thông. Khi QoS được kích hoạt, ứng dụng được cho phép dự trữ đến 20% tổng số băng thông, băng thông này được cung cấp bởi mỗi một trong các adapter mạng. Số lượng băng thông một