Nguyên tắc và hiệu suất hoạt động của một số cơ chế điều khiển lưu lượng trong môi trường không đối xứng

Việc nghiên cứu hiệu suất mạng gắn liền với việc điều khiển cá c gói xác nhẠn ẮK lóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giao thức mớị Dựa trên sự hướng .lẫn cùa Tiên Sĩ Vũ Duy

H O À N G A N H T U Ấ N

NGUYÊN TẮC VÀ HIỆU SUẤT HOẠT t)ỘN<; CỦA MỘT

TRƯỜNG KHÔNG ĐỐI XỨNG

-2-M Ụ C L Ụ C

I T ỗ N < ; QUAN c ơ CHẾ ĐIỂU KH1ÍỈN Lưu U Í Ợ N G

1.2 Cơ c h ế điều khiển lưu lượng 5

! 2.1 Một số khái niệm cư bản

1.3 Thuật toán điểu khiển lưu lượng

1.3.4 Tuyến lính hoá quá trình khởi dộng chậm trong ihuật loán 24 dieu khiển lưu lượng

2 HIỆU SUẤT MẠNG T R ON G MỎI TRƯỜNG KHÔ Níỉ ĐỎI

XÚNG

2.3 Hiệu suất mạng Hong mỏi trường có bãng thông cư sở chenil lệch 32

2 4 1- Kỹ thuật lọc gói xác nhận ACK (Ack Filter - AI ) 362.4.2- Kỹ thuật điều khiển lắc nghẽn AC K (Ack Congestion 37

Control- ACC)2.4.3- Kỹ thuẠt tái tạo gói xác nhận (Ack Reconstruction- A R ) 40

3 ĐÁNH (ỈIÁ IIIỆU SUẤT MẠNCÌ TRONG MÔI T R Ư Ò M Ỉ

KHỔNíỉ ĐỐI XÚN(Ỉ TRÊN KỀNH K Ế T NỐI IIAI CHI i l l

tinh hav các kênh riêng và mạng diện thoại, hăng thông cơ S(í có thể chenil lệch

100 lần, đặc biệt khi trên cùng một kênh phải xử !ý thông Iin nhiều chiều nhơ

Mạng diện rộng là hệ lliống liên mạng với giao thức trao dổi (lu liệu cơ hán là TCP tmng đó băng (hông cho mỗi kênh trao đổi dữ liệu chênh lộcli nhau đáng kế Việc nghiên cứu hiệu suất mạng gắn liền với việc điều khiển cá c gói xác nhẠn ẮK (lóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giao thức mớị

Dựa trên sự hướng (.lẫn cùa Tiên Sĩ Vũ Duy Lợi cùng mộl sô liii liệu tổng hợp khác, lác giả dã đi sAu nghiên cứu một số giai pháp nâng cao hiệu suất mạng trong mõi

n ường không dối xúng cũtig như phương pháp (failli giá t’hú 11*1 Lufln văn (lược cliịM

làm ba phẩn Phán mộl trình bầ y tổng Cịiian vể c ơ chó điều khi ển lưu lượng trên

mạng Phán hai di síUi nghiên cứu một số giải pháp nAne cao hiệu suấl mạng Irong mõi trường không đối xúng Phần ha lẠp trung phân lích, (failli giá ha gi;ti pháp cụ thô dó là : giải pháp ưu tiên gói xác nhạn ACK giải pháp giới hạn gói (lữ liỌu chừ phát và giải pháp Cíìp phát hăng thông mức kết nốị

CHƯƠNG 1

T ổ N ( ỉ Q U A N C O C H Ế Đ ĩ Ể l I K H I Ể N L ư u IƯƠN CỈ

I I V À N Đ Ể Đ IỂ U K IHÍ ÌN L ư u LƯỢ.NC; V À r Ắ C N G H Ẽ N I R Ê N M Ạ N ( Ỉ

'['rong các hệ thống mạng, điéu khiển thông lượng và diều khicn lắc nghẽn là hai quá trình có quan hệ mût ihiết với nhau Tắc nghẽn là nguyên nhân, là lý do của

diều khiên lưu lượng S ự t ắc n gh ẽ n x ả y ra khi (lữ liệu nhận ctiKú vượt q u á khá ruing

xứ lý Trong các hệ thống mạng diện rộn ạ sự tắc nghẽn làm í'iám hiệu suấl lãng thời gian truyền và xử lý, điều này đôi khi dẫn đến nglicn m;u li toàn bộ hệ thòng Điều đó có thể do một số nguyên nhân sau :

- Thièl bị mạng không (láp ứng nhu cầu xử lý số liệu ( bộ đệm I| u á nhó )

- Tấn suât dữ liệu dầu vào quá lớn so với liln suất (lữ liệu xú lý lai đẩu ra

- Thời gian chờ xứ lý, xếp hàng, quá lớn

- Tán suất lỗi mạng cao

Viín dề là khi một trong các điểu kiện (rèn xay ra nó có (hể kru theo các diều dieu kiện còn iại Đê giái quvết vấn đề này, trong các hệ thông mạnii người ta phái clưa vào các thù tục điều khiển tắc nghẽn

Các kỹ thuật diều khiển tác nghẽn là mọt thành phần tạo nên giao thức Sử dụng rộng rãi trong các hệ thống mạng diện rộng hiện nay là k\ thuật cứa sổ Irượi ,GO_BACK_N, phát lại có lựa chọn, và các kỹ thuật dựa til l) nguyên lý điếm -

da điểrr và có CÁU trúc, có c ơ ch ế trao đổi và phục hồi, vn lilt tuv biên Tronc mạng diện rônç, dieu khiển tác nghẽn (lưực chia thành nhiều Inp Các lớp trao dổi

số liệu thòng qua các thông điệp chuẩn lioá Bên cạnh đó Cỉk' kỹ thuật dieu khiển lưu lượng ngày nay còn kết hợp các plurơng pháp khác tilìư < <í c h ế phát hiện loi ỉiCN cơ ch ế loại bó ngầu nhiên và im tiên gói dữ liệu

■được giới hạn ngay trong mỗi khung cửa sổ Phương pháp nìiv dã và dang chứng minh dược tính ưu việt của nó

- Kỹ thuật hàng đợi có sự ưu tiên nhằm quản lý và cấp phát hăng thông cho các kênh truyền theo các tiêu chí khác nhau, các kỹ thuật này lhư<<ng gắn liền với các

kỹ thuật phát triển giao thức

- Kỹ thuật diều khiển mức ứng dụng và tiến trình, phương ph;ÍỊ) này hoàt) toàn tlựii trên các thuật toán và xử lý phẩn mềm Vấn đề diều khiển lưu lượng được nhìn nhộn như là vấn đề xứ lý của các chương trình tại hai dầu Ihiêl l'ị gửi và nhận

Hiện nay có rất nhiều cơ chế điều khiển lưu lượng khác nhau TCP/IP là một trong

số dó Điềụ dó có thể thấy rõ hơn trong các phán dưới đây

1.2 CO CHẾ ĐIỂU KHIỂN LƯU LƯỌNíĨ

1.2.ỉ Mội số khái niệm cơ bản

- Gỏi dữ liệu : dơn vị cơ bản trong kỹ thuật truyền số liệu giao thức TCP

- Gói xác nhận ACK : Thông tin dùng để xác nhận một gói dữ liệu đã được truyền đến đích

- W(l) : (ối đa số gói dữ liệu cho phép phát tại thời điểm t hay độ lớn của sổ phát thời điểm t

- SMSS ( Sender maximum segment size) : Độ IỚ11 tối đa cím gói dữ liệu có thê’ gửi Giá trị này có thể dựa trên đơn vị truyền tối da của mạng S M S S không bao gồm dữ iiệu liêu đề TCP và các trường lựa chọn

- RM SS (receiver maximum seqment size) : Độ lớn t ố i da CIIÍI gói d ữ liệu mà ( h i ê t

bị nhận có thể nhận R M S S không bao gồm dữ liệu tiêu đề và các trường lựa chọn

- RVVND (Received window): Giá trị W(t) tại thời điểm dang xét

- CWND (Congestion window): Giá trị W(t) trong trường hợp c ó tắc nghẽn

- Might Size : Số gỏi (lữ liệu đã gửi nhung chua nhện tkrợc xác nhận bới gói xác nhạn ACK lương ứng.

- Time out : Thời gian chờ tối da trước khi (lược coi là có lỏi

- R T Ỉ ' : Thời gian phát loàn phỉìn

- Slow Start : Giai đoạn khời động châm trong cơ chê điều khiến lưu lượng

- Congestion Avoidance : Giai đoạn tránh tắc nghẽn trong cơ chế điểu khiển lưu lượng

- Threshold : Ngưỡng chuyển đổi từ giai đoạn khỏi dộng chậm '.ang giai (loạn tránh lắc nghẽn

1.2.2 Điểu khiển lưu hrựng trong T C P

Đối với mỗi phiên làm việc, sự chênh lệch giữa kênh phát và krtih sir (lụng cho CỈÍC gói xác nhận ACK ảnh lurởng rất lớn đèn hiệu suât Slicking In n các kênh phát (lú liệu Đơn vị cơ bán trong truyền số liệu của TCP là gói dữ liệu, với một hay nhiều gói (lữ liệu sẽ tương ứng một hay nhiều gói xác Iiltân ACK Như vậy hãng thong

sử (lụng của mạng phải dựa trên các yếu tố : tốc độ độ lớn gói dữ liộu, (lộ lớn gói xác nhận ACK và thời gian phát (oàn phần Băng Ihông cơ sớ dura till dc (lam hao mans đó đạt tốc độ cao

TC P Cling cấp dịch vụ trao đổi số liệu tin cộy giữa các quá trình Iron các máy tính khác nliau Một thành phán quan trọng của TCP là cơ chế dieu khiển lưu lượng TCP sử dụng cơ chế diều khiển lưu lượng Ihco nguyên lý điếm - tiiổin chứ không hoàn toàn dựa trên cơ chê diều khiển tác nghẽn của mạng mức tluĩp có (lược điều này (lo tầng ỈP chí đíim bão định tuyến, truyền clữ liệu và klioiig tham gia vào quá trình điều khiển lỏi

Giao thức TCP điểu khiển liin suất truyền bang cách giới hạn S(I gói xác nhận ACK (tược tmvền Trong mỏi phiên làm việc, độ lớn cứa sổ phái w là số gói (lữ liệu chưa có gói xác nhạn ACK trả lời tương ứng Một cách [ý tui'iig khi klióng có sư mát mát dữ liệu do lác nghẽn trên dường truyền thì độ lớn e r a sổ phá! càng IỚỈ1

7

-càng tôt Khi một kô( nối ilưực thiết lập, độ Uni cùa sổ truyền k m đáu là (hấp, sau

dó tăng dán lên nhằm tránh tắc nghẽn Quá trình sẽ láng lên lii ĩi tục cho (lên khi w dạt đến giá trị tối da, tức là khi gặp lỗi hay khi nhận đưực gói xác nhận ACK yêu cầu phát lại hav quá thời gian chờ tối cho phép Khi dó độ lún của sổ phát sẽ được giam và quá trình Im veil lại hắt đáu một chu kỳ mới

Giả sử bộ đệm kênh nhận có kích cỡ đủ lớn sao cho la có the không cẩn quan !Ani đến độ lớn cùa sổ nhận và kênh phái có bộ đệm rât lớn Khi co mội kêl nói, (lữ liệu dược ghi vào bộ đệm phát, thành các đơn vị có độ dài cao nhất S M SS tnrớc khi dược truyền cho lớp mạng Tại thời điểm đầu tiên W(t) = SMSS độ lớn 11ÌỘI gói (lfr liệu TCP gửi gói dữ liệu đầu tiên sau đó chờ gói xác nhân A< 'K tương ứng Nêu gói ACK đến trước thời điểm cho phép (timeout), độ lớn cửỉi sổ phái lăng lên mội với mỗi gói xác nhận ACK nhận được và quá trình lặp lại cho đến khi VV(t) bằng giá trị ngưỡng hav gặp lỗi

Trong pha khởi động châm , độ lớn cửa sổ phát tăng nhanh, llteo hàm núi Khi (lộ lớn cửa sổ phát lăng vượt quá giá trị ngưỡng threshold (lật 11 ước, giá In W(Ọ sẽ táng luyến tính và theo công thức : W(t) = W(t) + l/W(t) và dmvển sang pha tránh lỗi

Như vây độ lớn cúa số phát tăng một sau khi phát hết các gói <!ũ liệu trong cưa sổ phát Điều này có nghĩa khi giá trị W(l) càng lớn Ihì (ốc (lộ I.ing càng chạm Giai (loạn nàv kéo dài cho đến khi gặp lỗi hay quá (hời gian chò lói đa mặc định cho mỏi sói xác nhận ACK Khi đó độ lớn cửa sổ phát được đặi U' một giá trị ngưỡng threshold hằng W(t)/2 ( theo chuẩn T C P Reno) Ta thây tron.!! giai đoạn này cứa

sổ phát tăng rất chậm nhưng giam ríu nhanh - theo cấp so nhân

Ta xét một ví dụ sau :

Giả sử ngưỡng ban (tÀu hằng 8 gói dữ liệu, độ lớn cửa sổ plìiít bằng I, tang nhanh

và s;ui ba lần truyền giá trị này dạt ngưỡng đật truớc và chuyên sang giai đoạn tăng

Iuvén tínlì Gui sir khi W(!) = 12 lỗi xáy ra, khi dó giá trị ngưỏĩig dược (lặt hàng 6

và W(t) = 1

Hình l- i : Biến dổi của W(1) trong diều kliiổn lưu l ư ợ n a của TC Ỉ>

Cơ chê' điều khiển lưu lượng ở trên là nguyên lý chung của <■<< chế điều khiến lưu lượng trong TCP Hai chuÁn đang được ứng dung rộng rãi hicM nay là Ta hoe T ( T

và Reno TCP Khác với chuẩn Tahoe TCP Reno TCP có một so sửa đổi khi dữ liệu

bị mất hav thời gian chờ gói ACK quá lâu (timeout) Giốn.í! như Tahoc chuẩn Rcno - TCP đặt lại dộ lớn của sổ phát bằng mội klu quá thời gian chờ gói ACK trong chuẩn Reno TCP có sử dụng cơ chế phát lại nhanh sau khi nhận được ha lan gói xác nhận ACK

1 liện nay chuẩn Renơ TCP dang được sử dụng rộng lãi ngoài ra còn có các eỉuiàn khác nhu Vegas, một cải tiến cúa chuẩn Reno Ỷ lường cơ hàn của thuật Vegas- TCP là đoán nhộn kha năng gáy ra tíie nghẽn trước khi 11Ó xày ra trong khi Viĩn đám hảo thông lượng trên mạng và giảin độ lớn dĩa sổ phát một cách tuycn tính

9

-khi phát hiện một gói dữ liệu có thể bị rnât Một gói (lư liệu có thể bị mát có thế đoán tnrớc (lưực bằng cách tính thời gian phát toàn phíin

1.2.3 T í n h dộriỊ» (rong co c h ế điểu khiéu lắc nghẽn CIIỈI T ( T

Khi gửi một tệp rất lớn qua các kết nối TCP, ta không tạp trim li vào giai đoạn ihỉìm

dò ban dầu và thông lượng trong giai đoạn này tim g lên rfiC nlmnh Trong giai đoạn tránh tắc nghẽn , độ lớn cửa sổ phát lăng tuyến tính VÌ1 thay đổi sau mỗi chu kỳ phát toàn phíln và chu kv có tính lặp lại từ khi bắt đáu phát cho (ới khi gcỊp lỏi

Tính động Iron g c ơ chế điều khiển tắc nghẽn cua TCI’ thổ lúọn ớ chỗ nó tư (lieu chinh lán suAl phát dữ liệu thõng qua các c ơ ch ế tư xác (lịnh f i i o n s sô cấn thiél tlí5 theo trạng thái kênh truyền, trong dó dặc biệt là băng lliỏng và tần siuìl xuất lúện lỗi Qua cló lự ihiếl lập các Ihông số phục vụ cho việc trao (loi số liệu Dieu này (•<> thể thây rõ trong các Ihuạt toán điểu khiển done TCP : khởi (lọng chậm, phục hổi nhanh và tranh tắc nghẽn

cữ nhỏ Khi truyền một tệp cỡ nhỏ, kết nối được thiết lập và lĩini (loạn (hăm đò ciíiu IÔ11 có ảnh hường nhất định Trong phần này ta pMn tích mô hình do độ ánh huờng của việc thiết lập kết nối và giai đoạn thăm dò Sự phím lích (V dây giá thiết lằng mạng không bị tắc nghẽn, diều này có nghĩa các két nói TCP l.liõng phái phân chia

băng thông, hơn nữa (lò lập trung vào việc phan lích vân (té tmng uìm la tiến hành phân (ích (lựa trên mạng có một (lường liên kết (lơn như hình (iii(Vi đAy :

I Tình 1-2 : Kết nối trôn hanjz thônji R

và có một số ràng buộc sau :

1 Sò byte mỗi thiết bị gửi eiới hạn bởi độ lớn cứíi sổ tắc nghẽn cil a thiết bị đó

2 Gói dữ liệu không bị mất do đó sẽ không có gói ciữ liệu phíii gửi lại

3 Tất các các liêu đổ cùa TCP, 1P và tổng liên kết là nhỏ và không đáng kể

4 Mỗi đối tượng được truyền có kích Ihước clủ lớn gồm mói số gói (lỡ liệu ( bội của SMSS)

5 Các gói xác nhận ACK nhỏ và có thời gian Iruyền là kliôiiQ đáng ke

6 Giá trị ngưỡng ban dầu đặt clú lớn đảm báo giá trị của cừii sổ tắc nghẽn không bao giờ đạt được

ữ đây :

• Độ lớn ciui mỏi một dối tượng (tưực truyền là o bit

• Độ lớn tòi da một gói dữ liệu là s bít

• Tốc độ truyền trên dường liên kết là R bps

• E L T (elappse time) thời gian trỗ của một gói (lữ liệu trên (lường Iruycn,

bao gồm thời gian phát gói dữ liệu đó

Mặc dù trong phần này ta giả sử rằng mạng là không xảy ra l;ic nghẽn với một kết nối dơn TCP diều dó khỏng ảnh lurớng đối với các mạng có nhiều dường lien kêl ĐỐI với m;mg có khá n;mg bị tắc nghẽn, gií) trị R thè hiện 'In 1ỚI1 hăng thõng ớ trạng thái 011 (lịnh trong mồi kết nối TCP, E L T phán ánh di) (IV liên mạng

- Khái niệm ‘thời gian Iruyền một đối tượng’ dược hiểu như là thời gian cần thiết truvển đối tượng đó từ thiết bị gửi sang thiết bị nhfin, (ức là lính từ lúc phát gói dữ liệu drill tiên đến khi nhân đủ gói xác nhận cuối cùng, ịìiá trị uàv

có tính đốn tính cliất giới hạn cua độ lớn cửa sổ phái I Itời gian tniyền rnộl cìói íượng bàng thời gian phát đôi tượng đó cõng tổng thui gian giữ chậm do

cơ chế truvền theo cứa sổ

Có iliể coi RL T !à lliời gian lliiết lập một kết nôi vì (Itừi gian I'bấc gói dữ liệu cíiều khiOn là khòng đáng kc Do dó sau 2 * R L T là thời gian thực hiện thiết lập và bat tay một kết nối Một khoảng E L T là thời gian cho khới tạo kci nối và moi HLT là khoáng thời gian gửi yêu CÍỈ11 Nếu đối với mỗi phiôn làm việc không c ó hạn che về thời gian kết thúc phiên làm việc đó ta thấy sau klioiíng (hời gi;m 2 * E L T (|iiá Irình phái mội đối tượng được hắ( đáu và kếl Ihúc sau ( )/R giây Tổ Mí! thời gian phái mọt (lối [uợug là 2 * E L T + O/R

Gọi w > 0 độ lớn cúa sổ phát, không thav đổi trong quá trình phát tĩnh (static) tức

là tói da s ố g ói dữ liệu c h ờ đư ợc phát tại m ồ i thời đi ểm là \Y K hi m ột m á y chu

nhạn dược yêu cầu phái I1Ó phát cá w gói dữ liệu cho máy yòu cầu Sail khi nhận được một gói xác nhận ACK, máy chủ gửi tiếp mội gói ciữ liọu, quá trình lặp lại cho đến khi lất cả gói dữ liêu của đối (ương đó dược gửi đi o đây có hai (rường hợp xảy ra :

I XV+S/R > E L T + S/R : máy chủ nhân được gói xác nhận A< K trước khi giri hét

w gói dữ liệu (lầu tien

2 W*s/R < l iL'r + S/R : máy chu nhận được gói xác nhận ACK sau khi gửi hét

w gói dữ liệu đầu tien

* Xct (rường hợp thứ nhất w * s /R > B L T + S/R với w = 4

i n i t i a t e T C ' P _

I lình 1-3 :1 Vườn g hợp W*s/R > HIT + S/R

Sau 2 * R ' I T máy máy trạm sẽ nhận được dữ liệu lù máy chủ ( ác gói dữ liệu dược

phái cho máv trạm (heo chu kỳ S/R và máy trạm gứi các gói xác nhận A ( ’K tương ứng khi nhận dược một gói dữ liệu Vì máy chú nhận dược Ịiỏi x ác nhộn ACK dầu tiên trước kh i g ủ i c ả w g ó i dữ liệu., máy chiì liếp lục phiil các gói c!ữ liệu còn lại trong cửa sổ phát Chú V rằng trong quá trình phát tốc dụ Imvcn là khùng dổi

và duy trì ờ mức R Tổng thời gian truyền trong trường hợp nà\ íà 2 * E L T + ( )/R

* Xót (lường hợp liai VV:|:S /R < E L T + S/R với w - 2

1 )=Ỉ<S/R giAv khi đó thời gian truyền đối tượng o sẽ không vượt C ỊU Ú :

+ O/R + ( K - 1 ) [S/R + 1:L I - vv*s/l< I

Trong (ỉó ( K - l ) ỊvS/R + E L T - W * S / R J !à lổng thời gian chờ phát cùa các gói (Iff liệu trong () và 2 * R L T + O/R là thời gian phát hốt các dối tilling Hong () (km frên

t ốc (tộ vật lý

Kêt hợp hai Irường hợp trên ta có thời gian truyền một đoi tươnu là :

2 * HLT + O/R + ( K - l )*[S/R + E L T - w * S/RI ( * ) í ! 2.3 í )

với : Ị x ) ( * ) = max(x,0)

Dề so sánh sự khác nhau trong việc dùng cửa sổ dộng và cún sổ lình ta có phân tích dưới <1 Ay :

b Sir dụng khung cửa sổ động

Với (tối lượng có () bít dữ liệu, khung cửa sổ pliai hail (lỉiu li'i I sau khi gói dữ liệu CÎÀU tiên dược phát và gói xác nhận ACK được Ira về killing < ira sổ phái tăng lèn một Sau khi phát hốt 2 gói dữ liệu và nhân về gói xác nhận ACK tương ứng cho hai gói dữ liệu này khung cửa sổ phát tăng lên 4 Các gỏi (lu liệu dược phát lêu mạng theo chu kỳ S/R giây Như vậy sau mỗi chu kỳ HLT i’ iây trong giai đoạn khởi động chậm, dọ lớn cưa sổ phát lăng lên gấp đôi

truyền ờ trên, cùa sổ phát thứ k chứa 2 k l gói (lữ liệu Đặl l< = 0 / W * S bằng số khung cửa sổ cần thiêt (lể phát các gói dữ liệu trong dôi tượng < ) ta có :

Trong mỏ hình đang xét, khoảng liìời gian lừ lúc phái gói <hi l i é » (lầu Ilén trong cưa sổ th ứ k cho liến khi nó nhận dược gói xác nhận A C K (lỉiii tiên là vS/R + ELT tức là bằng thời gian phái vật lv cộng thời gian lan truyền Ở cl.iy s là độ lớn gói (iff liệu, dơn vị hit R là tốc dọ truvền, đơn vị bit/giây Thời gian I’hát 2 k' ! gói dữ liệu

là (S/R) 2 k Nlur vậy Ihời gian chừ phát cùa tnộl (lọ lớn cửa N(i là :

lức là, nếu S/R + E L T < 2 k 1 (S/R), thời gian chờ phát bằng 0 Nêu S/R 4 HLT > 2

k 1 (S/R) thời gian chờ phát bằng S/R + E L T - 2 k 1 (S/R) Khi dó lổng thời gian truyền một đối tượng ( K cửa sổ ) là :

So sánh với trường hợp dùng cửa sổ tĩnh ta thấy chí có sự khiíc nhau là hạng thức

\Y*S/R trong cửa sổ tình cỉưực thay bằng 2 M*s/R Nhơ trên ta tliAy K là xác định cân trên của sô khung cứa sổ phát cần thiết để phát hết đôi Uinng () Tuy nhiên ta

có (hổ xác định giá trị cân trên bằng cách sau :

Với :

F

< 1 + F-— -— — 1 —

-17-Từ công thức trên (a thày nếu E L T « O/R tức là nêu thời gian trẻ I X T rat nhò thì giai đoạn khởi động chậm sẽ chiêm thời gian không dáng kê f)ê có một đánh giá chi liêi khi truyền một trang siêu văn hán ta nghiên cứu ví dụ s;ui :

Giả sứ s = 53 6 bytes E L T = 0.1 giây, la gửi một (lôi lượng () kích cỡ KM) Kbytes, khi đó dựa trên các cóng thức (1.2.3.1), (1.2.3.2), (1.2.3.5), (1.2.3.6) và (1.2.3.7) số cira sổ cần (liiốl dể truyền dối urçmg này là K = 8 Khi (ló v<Vi các tốc độ truyền khác nlum R ta có :

thiểu ( )/R + 2 * RI T

Thoi gian Iruycn có tính đến tác nghẽn (xcm ( 1.2.3.7))

Từ biing trên la thấy đối với các đối tượng kích cỡ lớn giai (loạn Iliãm (lò có thời

gian dáng kể chỉ khi tốc độ truyền lớn Từ bảng (lòi chiếu irOn la thây khi R =100

Kbps thì p = 2 trong khi K = 8 như vậy máy chú (lừng iruvền c hí sau 2 trong 8 cửa

sổ đáu tiên

Trường hợp khi gửi mội dối tượng nhỏ hơn : E L T = 0 ! giây 0 = 5 Kbvtcs Tương

tự trên ta có K = 4 và các thòng số khác như sau :

O/R + 2 * IÌL.T Ixcin (1.2.3.7))

Ta thAv với tốc độ đường truyền là IMbps, thời gian truyền có tính đến lắc nghẽn lớn gấp dôi thời gian truyền lý tưởng

Trường hợp khi E L I ' lớn, B L T = I giûv 0 = 5 Kbytes, khi loe độ truyền nhó thì thòi gian chờ cũng đáng ké Cùng từ các công íliức ( 1 2 3 1 ) , (1.2.3.2), (1.2.3.5), ( 1.2.3.6) và ( ! 2 3 7 ) la có :

lối thicúiO/R + 2 * IỈLT

'ỉ'hời gian truyền

có lính đCn liic nghẽn

(xem ( 1.2.3.7))

TVing kòl lại ta thây với dối lượng có kích cỡ nhò (hời gian lie trên đường iniyOn thì giai (loạn Ihãm dò diiu tiên sẽ có ý nghĩa nhất (lịnh Điều Iiiiv (lúng với những gì

ta Ihấy liên mạng internet

Trong plián này ta đi sâu nghiên cứu các thuật toán dieu khiên iiru lượng cơ hàn hợp thành cơ chế điều khiển lưu lượng đó ỉà : Khới động chạm ( Slow Start), tránh

1 9

-tác nghẽn (Congeslion avoiceđance) phát lại và phục hói nhanh (Fast Retransmit

và Fast Recovery)

1.3.1 Cluián dieu khiển lưu lượng TCP

Cơ chê điều khiến lưu lượng không ngừng phát iriến và cải tiến Chuẩn nổi bật ià

Reno TCP ( tài liệu tham khảo |5Ị,[8|,[9]) và Vegas TCP Cả hai chuẩn này đều cải

tiến từ chuẩn Tahoe TCP Gọi W(t) là độ lớn cửa sổ kênh phát tai thời điểm t,

W(0) = I, Threshold là độ lớn ngưỡng điều khiển khi có ba gói ACK lặp lại Threshold = Constant Chuẩn điều khiến kru lưựng Reno TCP (tài liệu f 11 ) có 3 bước như sau:

* Khi nhận được «ói xác nhận ACK :

if W(t) < = Threshold then

W(t+At) := W(t) +1 ; // Giai đoạn khới động chậm

else

W(t+AO \V(l) + I / W ( t ) ; //Giai đoạn tâng tuyên tính

■ Khi nhận được 3 gói xác nhận ACK :

Threshold := W ( 1)/ 2;

W ( 0 := W(t)/2;

Thực hiện thuật phát và phục hồi nhanh

■ Khi quá thời gian chờ cho phép :

Threshold := W(t)/ 2;

W(t) := l;

1.3.2 Thuật toán khởi động chậm và tránh tác nghẽn

Đây là hai thuật toán chính, để thực hiện cần dùng hai biên với mỗi một kết nối đó

là min (CWND, RW N D ) và ngưỡng Threshold Trước khi thiết lập kết nối, thông lượng irên mạne là không xác định, kết nối được thiết lạp với các thông sỗ ngầm định trước Nhăm tránh tắc nghẽn xảy ra khi phát dữ liệu lẽn mạng, giai đoạn khới

(tọng chậm thăm dò khá năng của mạng với độ lớn cửi) sổ phiít (lược đật ban (tÀit lir

S M S S tic’ll 4 * SMSS (ìiií Irị Threshold xác (lịnh lnrức cỏ (hể nrơng dối lc'm nhưng khi có lắc nghẽn xảy ra giá uị này sẽ giám theo cAp so nhân ( ’liai đoạn khới dõng châm (tược khi W(1) < Threshold và giai đoạn (1‘ỉínli lắc nghẽn dược áp (lụng khi W(t) > Threshold

Trong giai đoạn khởi (lộng chậm ta có W(t) := W(l) I I Iront giai đoạn tránh lác nghõn độ lớn cửa sổ phát lăng luyến lính theo còng thức : W(l) = W(t) + l/VV(t) Trong (ịuá trình truyền khi gặp lỏi thì giá trị ngưỡng thay đổi th'.'o công thức:

Threshold = max(F!ight Si/c/2 2* SM SS )

Trong cơ chế diều khiển của TCP, số tu ẩn tự (lùng (lể Xiíc dị till gói xác nhộn ACK cuối dược gửi thành công và số tuần tự của gói xác nhộn A( K sẽ dược' gửi ticp ngay sau dó Lỗi xảy ra khi gói xác nhận ACK bị mất khi gói dữ liệu bị thay dúi

số Infill tự hay có sự lăị) lại cùa các gói dữ liệu Điều này dẫn (lòn quá trình pliál lại

và phục hổi các gói xác nhẠn ACK bị mất

1.3.3 Thu ật toán phái và pliục hổi nhanh

Trường hợp mồi cứa số phát ch ỉ mất tối da một gói (lữ liệu

Thuật toán phát lại được sử dụng sau khi thực thể phát nhận ch rực một số nluì! (lịnh các gói xác nhận ACK lặp lại (giá trị ngiìm định là 3), khi (tó người ta đũng llutAl toán phục hổi nhanh cho đốn khi nhân lại gói Xííc nhận ACK bị mût Thuậl toái) phát lại và phục hổi nhanh luôn dồng thời thực hiên tlieo các hitớc sau :

(i) Sau khi nhận được gói xác nhận ACK thứ 3.giá (lị nuưữni’ Threshold đưưc (iiil

về I lightSi/.c / 2

(iv) ] 1 LI yen gói dữ liệu mới nếu có thế.

Hình 1-5 : Quá trình phát lại và phục hổi nh.-nth

Trường hợp mồi cửa s ổ phát mất nhiều Ịịói dữ liệit

Thuàt loán phát lại và phục hổi nhanh có hai nhược điểm sau :

Việc phát lại các gỏi dữ liệu bị lỗi tlÃn clến phát lại gói (lữ liệu đã được phái

thành cổng trước dỏ

- Quá trình phát lại và phục hồi nhanh khổng thành cóng, khi dó phai chờ theo cơ chế time out de phát lại và khi (ló độ lớn cứa so pliál bằng I

Do đó một giải pháp dưa ra là sửa dổi Ihuậí toán khới động nhỉinh như sail :

Thíiv dổi thuật toán khới dộng nhanh theo hướng có thể phục hổi nhíéu gói Xík: nhận ACK bị mất trong cùng mộl cửa sổ phái, ý lương ớ đín là thay vì chờ cho đến Ihời gian timeout dể phát lại, la dùng ngay thuật loán phái lại giống như (rong giai đoạn khởi dộng chậm và không khởi động lại thuỌt toán “New Fast Retransmit” một cách đệ qui khi gặp 3 gói xác nhận ACK lặp lại

2 3

-Tluiật loán “ New Pas I Retransmit” :

Khi nhiỊn (lược 3 gói /V K lập Ini Khởi dộng lliuột loáti New Fast Retransmit”

Giai đoạn thiết Jập :

(iii) Phát (heo thuật giống Slow Start

(iv) W(t) = W(() + ] khi W(t) < save_w(!)

( V ) Không khơi dộng lại thuật toán “New Fast

Retransmit” một cách tlệ qui khi nhân dược 3 gói

- BiKfcs ( i ) hoàn toàn g i ỏ n g như c ơ c h c điều k hi ến t ua thuật to.il) khới đ ộ n g nhanh.

- B ư ớc (i i) s i u l j l i g h là s ò luẩn tự c u ố i c ù n g c ù a gói (lữ liệu lia ' l ư ợ c gưi Ihành c o n g

t rước (ló

- Bư ớc ( i v) (litni b á o (fộ lớn cúíi s ổ phá* k h ổ n g vươt (|Uíi (lô lớn rứii s ổ tại (ló liAv i;i

lỗi

- Bước (v) tránh íỉọi tlniậl toán một cách đ ệ qui khi nhận duọv 3 gói ACK lặp lại

hé tịiiá của việc phát lại các gói tin bị mất

- Bước (vi ) nhằm duy trì lính liên tục trong truyền số liệu

Thuật toán dừng khi thiết bị phát nhận được gõi xác nhận A( K có sô tuấn lự phát lớn hơn s nd jiigh

ỉượriị»

Nhu' l n'11 la lIiAy, (lộ lớn c ử a s ổ p hát W ( l ) ( ă n g l l i e o h à m 1Ì1ÍĨ ( t o n g g i a i ( l oạ n khới

dộng chậm vn dó là nguyên nhân gây lên sự thay dổi (tội hier» VÌ1 cúc lỗi co 1 hổ xáy

ra Giãi pháp (lưới (hìy đám bảo sự tuyến lính khi Ihay đói (ló lớn cua Nổ pliỉít trong giai doạn khỏi dộng chậm cũng như Iron g cơ ch ế plt.il hũ sau (hời giun timeout Đó là mục đích của cơ ch ế tuyến tính hoá (lưới (lây

Trong mạng internet các kết nối có the chia làm hai loại : lo.ii có thời gian tổn lại ngắn (loai I ) và (lài (loại 2) Trong thực thố dối với mạng internet, các kêt nối loai

! chiếm tí lệ lớn và lồi xay ta chủ vếu rơi vào các kêi nôi loại I Các kết nôi loại ỉ thường giải phóng kết nối khi nó chưa đạt tới (rạng Ihái ổn (tịnh Điều này có nghía

ỉà giai đoạt) khơi d ộn g chậm c ó ảnh hương rất lớt) (lên cá c kêt Mối loại i

Theo nguyên lắc của cơ chế diều khiển liru lượng trong T O ' , ta lliấv với nmrfmg Threshold (lã hiêt thời gian cần thiết (lể dó lớn cúíi sổ plrit lăng bàng ịiiíí tri

-25-n g ưỡ-25-n g là R T T *log2(Thresholđ) Vấ-25-n để cơ hii-25-n tro-25-ng thuật toá-25-n khới dộ-25-ng chậm là khi W(t) đạt gán giá trị “tốt nhất” cần tìm, thì giá trị W(t) tăng lén quá lớn chỉ sau một chu kv phái toàn phần RTT Điều đó có thổ thíĩy rõ trong hình dưới

Hình I -7 : Hiện tượng dột biến Irons một chu kỳ phát

Từ hình Irên, độ lớn cửa sổ phát tăng lên gấp dôi sau đúng mộl chu kỳ RTF giá trị W(t) sau ị đơn vị R T F dạt tới giá trị Threshold / 2 ín ii tính lù I nhưng chi cần mội

R T F đế tăn2 W(t) từ Threshold / 2 " 1+1 đến Threshold Nếu lính từ I thì \V(1 ) dạt giá trị Threshold sau |log2(Thrcsholđ)| chu kỳ phát RTT

Ỷ tường cơ bán irong cái tiến là tuyến tính hoá trong từng đoạn, trong mỏi đoạn thêm các điểm chia vào giữa khoáng Threshold/2ln '° và Threshold / 2 Thuật toán clưực chia làm 2 pha nhỏ bứi thông số starl_point điếm bắt đầu Uivén tính hoá Ta có thể lấy start_point = Threshold/2k Khi W(t) < standpoint , giữ nạuyên thuật khởi độnc chậm ban đầu Trong nửa sau khi W(t) > standpoint W(D lăng lên phụ lliuộc vào số gói ACK nhận dược Để Ihày rõ điều nay la Xém sơ đổ dưới đáy

Hình 1-8 : Mô úi quá trình luyến tính l i o i i

a M ỏ hình tuyến tính hoá dạng thô :

W(t) (ăiiL’ 1 sau khi nlnm ì

gói ACK

Slow slarl

jsiart_point Ị

Thuại tu vén tính IThreshold !

Các (liếm chia ỉuvên tính

Hình I -9 : Sơ (lồ tuyên tính hoá thò vcVi họ số chi:' bằng 2

i) Mỏ hình tuyến tínlì hoá dạng iron

Trong mô hình này người ta dùng hai điểm chia để đạt độ thay đổi có bước nhỏ hơn iươnc ứnu các giá trị ACK là : 3.4.5 Khi đó tương tự cách lính ứ trên, tronc mỗi khoáng R T T ta có :

- Sau R T T thứ nhất

Threshold W(t) - - +

CIIƯONỈỈ 2

2 J f>iíI vàn dề

Trong vài năm gần (lây khái niệm đối xứng và khổng (lối xúng (lã (tược dạc hiọi

dụng là ti lệ giữa thời gian truyền gói xác nhân /\CK từ thil l bị nhận về thicl bi phát và thời gian tru vồn gói dữ liệu lương úng gói xác nhộn \( K đó Ilico chiều ntụrợc lại Khác với tính không đối xứng vạt !ý (lược xác dịnli Ivmg li lộ giũa độ lớn gói xác nliận ACK/ílộ lởn gói dữ liệu, tính không đối xứng sir flung có (he lãng nìt nhanh khi một kênh Iruvền dùng cho cả gói (lữ liệu và gói xác nhận ACK

l ính khổng cìối xứng hãng thông là hiểu hiện rõ nhất trong r:ic mạng kliòng đói xứng Đây là môi trường để nghiên cứu tnộ( số kỹ thuật nâng cao hiệu suất mạng (heo các giải pháp lích hợp khác nhau Các kỹ thuậ! dó bao ÍM'11) kỹ tluiâí lọc CÍÌC gói xác nhan ACK (rên kênh truyền có lốc độ chạm, kỹ tlui;)i <!iều khiển ACC \a

kv tlniẠt tái tạo gói xác nhộn ACK

* Ảnh hưởng của tính khỏng đối xứng đến hiệu suât trao ctổi s-> liệu TCP

Các hệ thống mạng dạc (rưng cổ tính không dối xứng gồm :

+ Mạng không clíỉy (Wireless cable mo de m)

+ Mạng sứ (lu 11« vệ tinh thu phát trực tiếp

+ Mạng thuê bao sổ không đối xứng AD SL

Các mạng trên có đặc điểm là băng thông kênh phát thường lit hội nhiều lán bã 11J2 lliông kênh xác nhện Tínlì không (lối xúng lăng lén khi vi’-'.: 1 lìII và phát điiợc liiivvn theo hai lurớim Nghiên cứu dưới đâv không giới hạn "■ các mạiụỉ mà tính

k h õ n c đoi xứ na xác (linh l õ ràng, hên cạnh (ló ta tập m in e v ;V lín h (îôtJi! cu;* s ia o

21)-thức TCP khi việc thu phát được thực hiện đồng thời theo liíii hướng ngược nhau Tính không ctối xứng là đặc tính cùa các mạng không (lây khi l ác trạm phát không thể lặp lại tín hiệu có công suất cao như trạm phái trung tâm Nghiên cứu một cặp hai máy tính kết nối với nhau thông qua dường truyền vệ linh, một máy nối trực liếp với hệ thống internet thông qua đường thoại, một máy noi (hông qua vệ (inh Mộl kết nôíi như vậy phải qua hai tílng liên kốl, (hời gian giữ chạm và truy cộp CÚỈI hai loại mạng này ỉà khác nhau và nó mang đặc tính khống (lối xứng cua cả hai mạng này.

Tổng quát hoá ví dụ này ta thấy một mạng được gọi là khôn<2 đối xứng nếu thông lượng đạt dược của nó không chỉ phụ thuộc vào dặc tính điròng liên kết trên kênh phái mà còn phục thuộc vào kênh xác nhân Ngoài đặc tính không đôi xứng về băng thông ở trên, tính chất trên CÒỈ1 đúng cho các mạng có thời gian giữ châm, thời gian truyền và tỉ lệ iồi khác nhau

Tính không đối xứng của mạng ảnh hưởng đến hiệu su At của î.'.iao thức TCP bới vì giao thức này phụ thuộc vào tín hiệu Ira lại irên kênh xác nhạn ACK Hơn nữa dặc tính của T C P là tốc độ kênh phát thay đổi theo nhịp của gói xác nhận ACK (ACK clock) hay gói xác nhận ACK tạo ra một iây cho phép thiết bị gửi tiếp tục phát dữ liệu nhằm duy trì sự ổn định liên tục và sử đụng tối da băng thong của kênh truyền Như vậy khi một gói xác nhận ACK bị mất, thiết bị phát sẽ ici vào trạng thái chờ phát và khi dỏ độ trễ trên đường truyền tâng lên

Giải pháp nâng cao hiệu xuất mạng trong môi trường không đối xứng có thể theo hai hướng :

(i) Kỹ (huât quản lý kênh xác nhận ACK , trong dó đặc biội là kỹ thuật nén tiêu

dề và giảm (Án số phát của các gói xác nhận ACK

(ii) Kỹ thuật (liều khiển lần suất phát gói xác nhộn ACK nhằm tối 1111 hoá quá trình truyền tlữ liệu trôn kênh phát.

3 I

-2.2 M Ò H Ì N H r o S Ỏ

Mô hình cơ sư cho các nghiên cứu trong phần nàv hao gồm :

Hình 2-1 : Mô hình mạng không dôi xứng

Đơn giản hoá ta có mô hình mạng gồm một máy chú mội máy trạm, và hai đường liên kết Một dường cho việc truyẻn dữ liệu từ máv chú về máv trạm, một đường cho chiểu ngược lại Hai dường này có băng thông tương ứng II, và |ir ( g ói /g iâ v)

Bộ đệm phát và thu là B| và Br, thời gian truyền là T, và t r

Kênh xác nhận ACK

Hình 2-2 : Sư đồ nguyên lý của mạng không đối 'ĩứng

Mó hình cơ sở sử dụng bộ diều ch ế không dây với các máy tính kết nối vào mạng internet 10 Mbps thông qua kênh vệ tinh Tín hiệu xác nliân thông (|tta (lưònẹ truyền tốc độ chậm 28.8 Kbps Mạng không dây (Hrực sù dụng là mạnji kc( nỏi khổng đối xứng, băng thông kênh phái và kênh xác nhận có (lộ chênh lệch lớn kônh xác nhận có thể lì\ (lường thoại tốc độ 2 8 8K

2.3 Hiện suất mạng Irong Iiiôi jrường có băng íhón» cơ sừcbênli lệch

2.3.1 Trường hợp kết nòi phái theo một chiều

Trong hình 2-1, ta thây băng thõng kênh phát là ! OM bps kênh hồi về tỏi (lộ 28 K

K kê( ( Ị II ci đo đirợc qua việc phát IM (lữ liệu, khi (lùng các l'-rih lin liiçu lia lại khác nhau ta có tương quan (hỏng lượng như sau :

,9.6 Kbps SU P

20 40 60 80 100 120 140 160 170

Kích cỡ hộ đệm ( KB)

Mình 2-3 : Hiệu suất kcnh phái trên các kênh xác nliẠn kliiíc nhau

Trong trường hợp kết nối một chiều, các yếu tố ánh hướng deII hiệu suất mạng (lõ

là :

Tốc (lộ kênh phái

- Tốc độ kênh xác nhận ACK

Độ lớn gói số liệu kênh phát

Độ lớn hộ đệm kênh nhận

Khi truyền theo một hướng, không cỏ hướng ngirực lại chí t " hai tình huống có the xáy ra :

(i) Bộ (lộm tliiêt hị nhận ctii lớn để xứ ]ý lưu (lữ các gói xác Iih;in ACK

(ii) Bộ (lận lhiêt bị nhận nhỏ, không đủ lớn đổ xử lý Ill'll tui c á c gói xác nhộn ACK

NOu nlur bộ (lộm thiết hi nhận đù lớn tức là việc tạo các gói \:íc nhạn A< 'K II rơn í» ứng Cík' gói (lữ liệu (lược llụrc hiện thành công, khi (ló hiệu NHâl mạng phụ iliiKK nhiều vào hệ sô' k (Urực clịiìh nghía nliir sau :

(ìi;i MÍ mạng cỏ lốc độ kênh phát là 10 Mbps và kênh xác nhan tương ứng là 50 Kbps Khi dó lí lệ độ lớn băng thông theo hai hướng là 200 N'• II (lọ lớn gói (lữ liệu kênh phát là 1000 byte và mộl gói xác nhận AC.'K là 40 b\k\ Khi đỏ một byte (rong gói xác nhạn ACK tỉ lệ 25 bvte trong gói dữ liệụ Khi <1ó k chính là 200/25 -

8

V nghĩa vật lv cua hệ số k là số gói đữ liệu tối (la lương till!' một gói xác nhận ACK hay số gói dữ liệu có thể phát trong khoáng thời gian moi gói xác nhện ACK lìr thiêi bị nhộn trá về thiết bị gửi là k

Nêu k > i và các gói xác nhận ACK khổng phái chờ Hong hàm’ đợi hay bị xoá 1 hì

hộ tạo ACK theo nhịp cún TCP không phải sir (lụng đón Nỉíhién cứu trường hợp khi hai gói (lữ liệu dược gửi thành công, khi đến (hie! bị nhộn mỏi gói (lữ liệu IIÌIY

sẽ kin lượt ciiiêm mội khoang thời gian tuơng ứng biíng thông tièiỉ kênh phát Theo nguyên tắc dồng hổ ACK khoảng cách này duy liì cho liến khi các gói xác nhện ACK tương ứng được gửi lại thiết bị gửị điồu này cho phép nn gửi các dữ liệu mới theo cùng một nhịp (hời gian Tuv nhiên, do tính hữu hạn emi Icing thông Iron kOnlt xác nhận và thời gian chờ trên hàng dơi nôn khoáng cách giiia các gói xác nhẠn ACK bị thay dổị Trước khi được phát trên kênh xác nhận , Ịhoang cách đó mới được phục hồi về giá trị han đầụ tức là giá trị chí phụ thuộc- vào hãng thúng cun kênh xác nhộn Như vậy nếu không có cơ chê hàng đợi ACK thì tốc độ kênlì phát

sẽ cliAm (li (lè đổng bộ phù hợp với lốc (.lộ cun kênh xác nhận

Do kênh nhận có bộ đệm hữu hạn, có thể bị đẩy khi tóc (lộ tmyền trên kênh phát tăng lôn khi (ló các gói xác nhận ACK đến sail sr bị mất Nèu mỗi gói (lữ liệu

í ươn g ứn 2 một gói xác nhận ACK, khi dó với k gói (lữ liệụ III! chi cỗ một gói hì được gửi thành công, tức ià có gói x á c nhận ACK luo’ng lín.i’ còn k-1 gói Ặ'K

- vv

còn lại là bị xoá khi hi'uig tlợi bị (lily Trong tình huống như \Ạy lốc (lò phái Urn kênh xác lìhẠn chậm không pliai là nguyên nhân chính dẩn <!• M hiệu suâl mạng hi ghim mà có một số nguyên nhân sau :

(i) Do cơ chê phát tlico chùm gói dữ liệu của lliiot bị cui nrii mỏi gói xát nhận

A C K lương ứng k gói dữ liêu khi dỏ cửa sổ pluíl sẽ tiing ilif’Hi k như vậy khi k IcVn khà năng lỏi là rát lớn

(ii) Khi cưa sổ phát límg theo số gói xác nhện ACK nhân ( ! t i < k h ô n g phụ IÍ1UỘC vào số gói dữ liệu lương ứng một gói xác nhộn ACK, khi (tó số gói xác nhàn /\C'K càng ít thì lốc (lộ phát càng chậm, dieu này giám hiÇ'ti suất mạng

(iii) Khi gói xác nhận A ( ’K bị tnấl, cơ chế phái lại và phục hổi không hiện quả khi

đỏ thiết bị gửi có tliế không nhận được (lúng sô tuần tự cu;i gói dữ liệti cần giri lại cho dù gói dữ liệu đó đã (lưực ihiêi hị nhận phái lại nhiều kill

2.3.2 Trường hợp có kêl nối phát theo hai chiều

Khi truyền số liệu trên mạng không đối xứng theo nhiều huóim ngược nhau, hiệu suíít mạng không chỉ phụ Ihuộc vào các thông số như Irường ht’|} một chiều mà CÒM phụ thuộc rất nhiều vào đô lớn gói dữ liệu trên kênli nhạn Ví (lu khi la gùi một Iluí diện lừ dồng thời trong thời gian đổ nhận một trang siêu văn Ikìik băng Ihõng su (lụng cho mỗi kênh kết nôi bị chia ra nhiều phần, băng thôn ỉ! <limg cho kênh xác nhận lại thiết bị nhận chia xé với kênh phát dữ liệu trẽn thi‘ t bị dó (lo đó lính không dối xứng lăng lên Hơn nữa hiệu suất mạng bị íình hướng khi dường truyền

có sự tương tác của các gói xác nhộn ACK và các gỏi dữ liêu nôn cả hai kênh phái

và kênh xác nhận Khi hai thiết bị drill cuối trao đổi dữ liệu voi nhau, mòi ỉhièt bị

có bộ tiệm dữ liệu của tiêng mình Khi khới tạo, các gói dữ liệu lấp đầy hộ đệm ilữ liệu, tăng kha năng các gói xác nhận ACK bị mất hoặc phái chờ trên hàng đợi và đặc biệl Jà sail các gói (lữ liệu có độ dài lớn.{ với gói dữ IÎÇH c:ỡ !K truvồn (Ịtia tlirờne thoại toc độ 28.8 KBps thời gian tmvền 1Ì1 2X0 Ills) Oiều đó có nghía lá thời gian truyền lăng lèn và thiết bị gửi phái chờ theo nguvên I:ic (lổng họ |ili;íl

2.4 (ỈIẢI r i l Á I ' NÃNCỈ ( A O H I Ệ U S U Â T M Ạ N í ì

Rõ ràng ta thây có hai vân đề cán giái quyết (lổ nAng cao hiệu suất cùa giao thức TCP trên mạng không dối xứng Vẩn dề thứ nhất là quán lý b;mg thông 1 rên kênhxác nhận ACK, vấn dể thứ hai !à tránh các ảnh hưởng cỏ thố cỏ trong việc giámgói xác nhận ACK

Phương pháp nén tiêu để thích hợp cho dường IIUVÍMI hãng thòng hẹp như SLIP và ppp nó giám kích cỡ một gói xác nhận ACK qua đó đẩy nhítnh lốc dộ truyền dữ liệu Các quan sát cho thấy, các gói dữ liệu trong cùng một kef nối có nhiều thuộc tính tương lự nhau và thay đổi chậm Bằng cách nén các giá trị này tiêu dồ cua TCP

có thể giám từ 40 xuống 5 byte Trong một miHig không đối xiiĩig máy lính chính

là các thiết bị nén, các bộ định tuyến là các thiết bị giai nén Tuy nhiên giãi phápnày không giải quyết dược tất cả các vấn đổ vì các lý do sau dây:

+ Sự thay dổi độ lớn một gói xác nhận ACK dura (III kill có nhiều kêt (lõi xen kẽ, ngược nhau

+ Thay dổi độ lớn gói xác nhận ACK nhưng không giám số !2Ói xác nhận ACK phát trên (lường truyền Trong một số hệ thống, điều này có Iii’lita là gói xác nhạn ACK vần chiêm khe thời gian của kênh phát

Vì các lý do trên cán phải có các giải pháp kỹ tluiậl khác nhằm fang hiệu Ntiâl sứ dụng TCP

2.4.1 Kỹ thuậl lọc gói xác nhận ACK (ACK Filter - AF)

Giải pháp lọc gỏi xác nhộn ACK nhằm mục đích giám số gói \ác nhân ACK (lẽn (lường truyền, theo nguyên lý cùa giao thức TCP một gói (U~r li' u được x;í<: nhàn lò truyền thành công khi gói dữ liệu đó dược gửi lái thicl bị nhận và thiết bị ịiiri Ilium đưực gói xác nhận A C K lương ứng gói dữ liệu íló ! )() dó, tóc <lộ gửi gói xác nliíỊn

ACK trên kênh xác nhận (lóng vai trò quan trọng Hong việc (ang tốc độ huyền trẽn kênh phát Phương pháp A F loại bỏ hớt các gói ACK của cimg một kêì nối tích lũy số tuần tự của các sói xác nhận ACK đến trước vào gói xác nhận ACK sau cùng Giải pháp này không loại bỏ các gói xác nhận ACK i;i|i lại Vân (tể chọn gói dữ liệu sẽ bị loại hỏ tuỳ thuộc vào cấu hình dặt trước, có lliổ là ngàn nhiên haV xác định.

Pliưưng pháp A F không chỉ giam bớl số gói xác nhận ACK (If!) dường 1 Miyền mà còn giãi phóng dáng kể một phẩn bộ nhớ trôn hàng đợi Giai pháp lọc gói xác nhện ACK là giai pháp rất hiệu quả khi nó được áp dụng với cư cho lái tạo gói xác nhận ACK được gọi là AR dưới dây Cách tiếp cận nàv lất hiệu qua ở chỗ nó chí yén cầu thay đổi phần mềm mức Ihấp ciĩa thiết bị phát ch á ne hạn modem ADSL modem Sự thay đổi đó không phải dỗ dàng vì nó cần sự đồníi ý của nhà sản xuất Trong thực tế, các gói dữ liệu của giao thức ppp thường nén tiêu đề, diều dó có nghĩa cần (hời gian dể phân tích và lọc bớt các gói xác nhận ACK Giải quyết vấn

đề này ta có thể theo một trong các giải pháp sau :

a Giải nén các gói xác nhộn ÁCK ngay trước khi chúng dược «lưa vào hàng dựi

b Duy trì hai hàng hàng đợi riêng rẽ trong giao (hức ppp , mut lưu các gói (lữ liệu

có tiêu đề bị nén, một chỉ chứa tiêu đề không nén của các gói xác nhận ACK đó Hai hàng đợi có tương ứng 1 - ]

c Thay đổi cấu Irúc hàng đợi của giao (hức ppp sao cho cớ 1 hổ nhanh chóng truy

nhập các (hông tin có trong tiêu đề.

2.4.2 Kỹ thuật điều khiển tác nghẽn ACK ( ACK Congestion Control - ACC )

Đây là giải pháp thav thế cho giải pháp lọc gói xác nhận ACK ở trẽn, ý tướng

chính trong giải pháp này là mở rộng cơ chế điều khiển tắc nehẽn đối với các gói xác nhận ACK của giao thức TCP Mỗi gói xác nhận ACK chiếm một không gian