Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP

Đồ án tốt nghiệp M ỤC L ỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 2 DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ 4 Chất lượng dịch vụ mạng luôn là một vấn đề quan tâm của cả người sử dụng dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ. Cùng với sự phát triển bùng nổ các dịch vụ trên nền IP là hàng loạt các yêu cầu và giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện chất lượng dịch vụ IP. Sự phát triển mạnh mẽ của các giải pháp đã làm thay đổi rất lớn trong lĩnh vực này thậm chí cả những vấn đề khái niệm và định nghĩa 5 Cuốn đồ án này gồm 3 chương với nội dung như sau: 5 Nội dung chính của 3 chương tập trung vào các khía cạnh cơ bản của vấn đề QoS IP.Tiếp cận hướng từ những khái niệm và cấu hình chung nhất tới những giải pháp kỹ thuật thường sử dụng trong mạng IP hiện nay. Các mô hình và xu hướng cải thiện chất lượng dịch vụ IP cũng sẽ được trình bày nhằm giúp người đọc thâu tóm các đặc điểm cơ bản, ưu nhược điểm của một số giải pháp hiện thời.! 5 Hà nội, Tháng 5 năm 2010 6 Sinh viên thực hiện 6 CHƯƠNG 1 7 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS 7 1.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS VÀ CÁC THAM SỐ QoS 7 1.1.1. Các vấn đề chung của chất lượng dịch vụ QoS 7 1.1.2. Cấp độ dịch vụ GoS (Grade of Service) 10 1.1.3. Kiểu dịch vụ ToS và lớp dịch vụ CoS 11 1.1.4. Các tham số chất lượng dịch vụ 12 1.2 CÁC YÂU CẦU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 14 1.3 CÁC VẤN ĐỀ ĐỂ ĐẢM BẢO QOS 15 CHƯƠNG 2 18 KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP 18 2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ QoS IP 18 CHƯƠNG 3 39 MĨ HÌNH ỨNG DỤNG ĐẢM BẢO QoS IP 39 3.1 MĨ HÌNH TÍCH HỢP DỊCH VỤ INTSERV 39 3.2 MĨ HÌNH PHÂN BIỆT DỊCH VỤ DIFFSERV 47 Thực hiện, cấu hình, vận hành và quản lý các nhóm PHB được hỗ trợ trong các nút của miền DS nên được phân một cách hiệu quả tài nguyên của các nút này và các liên kết nội vùng giữa các tập ứng xử, phù hợp với chính sách cung cấp dịch vụ của miền. Các thành phần qui định lưu lượng có thể tăng mức điều khiển sử dụng các tài nguyên này qua sự ép buộc của các TCA và có thể qua hoạt động phản hồi từ các nút và các thành phần qui định lưu lượng trong miền. Mặc dù các dịch vụ có thể được triển khai khi thiếu các chức năng qui định lưu lượng phức tạp, các chức năng như là định chính sách, định dạng, và đánh dấu lại động cho phép triển khai các hệ đo lượng thi hành việc cung cấp các dịch vụ. Cấu hình và ảnh hưởng giữa các thành phần qui định lưu lượng và các nút nội vùng nên được quản lý bằng điều khiển quản trị của miền và có thể yêu cầu điều khiển vận hành qua các giao thức và một thực thể điều khiển 54 3.3 IP QoS VÀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 54 SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 1 Đồ án tốt nghiệp Tóm tắt chương 3 59 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải nghĩa tiếng Anh Giải nghĩa tiếng Việt AF Assured Forwarding Chuyển tiếp đảm bảo AL Application Layer Lớp ứng dụng AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi hoạt động ATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ BA Behavior Aggressive Kết hợp hành vi B-ISDN Broadband ISDN Mạng tích hợp đa dịch vụ băng rộng CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit cố định CBS Committed Burst Size Kích thước bùng nổ cam kết CIR Committed Information Rate Tốc độ thông tin cam kết CoS Class of Service Lớp dịch vụ DiffServ Differential Service Dịch vụ phân biệt DLL Data Link Layer Lớp liên kết dữ liệu DS Different Service Dịch vụ phân biệt DSCP Differential Service Code Point Điểm mã dịch vụ phân biệt ECN Explicit Congestion Notification Thông báo tắc nghẽn hiện EF Expedited Forwarding Chuyển tiếp nhanh ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu âu FIFO First In First Out Hàng đợi vào trước ra trước FLOWSPEC Flow Specification Đặc tính luồng FQ Fair Queueing Hàng đợi cân bằng GoS Grade of Seviche Cấp độ dịch vụ IETF Internet Engineering Task Force Uỷ ban thực thi kỹ thuật Internet IntServ Intergrated Service Dịch vụ tích hợp IPLR IP Loss Rate Tỷ lệ tổn thất gói IP IPTD IP Packet Transfer Delay Trễ truyền tải gói tin IP IPER IP Error Rate Tỷ lệ lỗi gói tin IP ISO International Standard Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ITU-T International Telecommunication Union Hiệp hội viễn thông quốc tế MF Multi Fields Đa trường MoS Mean of Score Điểm đánh giá trung bình MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NL Network Layer Lớp mạng NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng PBS Packet Burst Size Kích thước bùng nổ gói PHB Per Hop Behavior Hành vi bước kế tiếp PIR Peak Information Rate Tốc đô thông tin đỉnh PQ Priority Queueing Hàng đợi ưu tiên SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 2 Đồ án tốt nghiệp QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RED Random Early Discarding Loại bỏ gói sớm RFC Request For Comments Các yêu cầu cần trả lời RSVP Resource reservation protocol Giao thức dành trước tài nguyên SE Shared Explicit Chia sẻ hiện SLA Service Level Argreement Thoả thuận mức dịch vụ srTCM Single rate Three Color Marker Bộ đánh dấu 3 màu tốc độ đơn TCA Traffic Conditioning Agreement Thoả thuận điều kiện lưu lượng TL Transmission Layer Lớp truyền dẫn ToS Type of Service Kiểu dịch vụ trTCM Single rate Three Color Marker Bộ đánh dấu 3 màu hai tốc độ UBR Undefined Bit rate Tốc độ bit không định nghĩa UNI User Network Interface Giao diện người dùng mạng VBR Variable Bit Rate Tốc độ bit thay đổi WF Wildcard Filter Bộ lọc Wildcard WFQ Weighted Fair Queueing Hàng đợi cân bằng trọng số WRED Weighted Random Early Discarding Loại bỏ gói sớm theo trọng số WRR Weighted Round Robin Quay vòng theo trọng số SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 3 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ Hình 1.1: Các khía cạnh của chất lượng dịch vụ 8 Hình 1.2: Trường kiểu dịch vụ trong tiêu đề IPv4 11 Bảng 1.1: Thứ tự và ý nghĩa các giá trị ưu tiên trong trường ToS 11 Bảng 1.2: Các đặc tính phân lớp QoS cho mạng IP theo ITU-T 14 Bảng 1.3: Phân lớp QoS theo quan điểm của ETSI 14 Bảng 1.4: Các vùng dịch vụ của B-ISDN 15 Bảng 1.5: Phân vùng dịch vụ theo diễn đàn ATM 15 Hình 1.3: Các thành phần trong cơ cấu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS 16 Hình 2.1: Các bước phát triển của mô hình QoS 18 Hình 2.2: Tích hợp dịch vụ IntServ và phân biệt dịch vụ DiffServ 19 Hình 2.3: Băng thông khả dụng 21 Hình 2.4: Trễ tích luỹ từ đầu cuối tới đầu cuối 22 Hình 2.5: Trễ xử lý và hàng đợi 22 Hình 2.6: Tổn thất gói vì hiện tượng tràn bộ đệm đầu ra 23 Hình 2.7: Các yêu cầu chức năng cơ bản của một bộ định tuyến IP 25 Hình 2.8: Phương pháp phân loại gói đa trường chức năng 26 Hình 2.9: Phương pháp phân loại gói theo hành vi kết hợp BA 26 Hình 2.10: Nguyên lý quản lý hàng đợi thụ động 27 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý của lập lịch gói tin IP 27 Hình 2.12: Khoảng thời gian CIR và CBS 29 Hình 2.13: Gáo C, gáo E và chế độ mù màu srTCM 29 Hình 2.14: Chế độ hoạt động rõ màu srTCM 30 Hình 2.15: Gáo rị C, P và chế độ hoạt động mù màu trTCM 31 Hình 2.16: Chế độ hoạt động rõ màu trTCM 32 Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của RED 32 Hình 2.18: Hoạt động thông báo tắc nghẽn hiện ECN 33 Hình 2.19: Hàng đợi ưu tiên PQ 34 Hình 2.20: Hàng đợi công bằng FQ 35 Hình 2.21: Hàng đợi quay vòng theo trọng số WRR 36 Hình 2.22: Chia cắt lưu lượng thuần 37 Hình 2.23: Chia cắt lưu lượng bùng nổ kiểu gáo rò 38 Hình 3.1: Mô hình tích hợp dịch vụ Intserv 39 Hình 3.2: Nguyên lý hoạt động của RSVP 43 Hình 3.3: Các kiểu dành trước tài nguyên 44 Hình 3.4: Khuôn dạng bản tin RSVP và tiêu đề chung RSVP 44 Hình 3.5: Khuôn dạng bản tin đối tượng RSVP 45 Hình 3.6: Khuôn dạng đối tượng kiểu 46 Bảng 3.1: Các bit sử dụng cho điều khiển chia sẻ 46 Bảng 3.2: Các bit sử dụng cho điều khiển lựa chọn máy gửi 46 Hình 3.7: Cấu trúc bản tin Path và Resv trong RSVP 47 Hình 3.8: Mô hình các bước phân biệt dịch vụ DiffServ 48 Hình 3.9: Xử lý gói trong mô hình DiffServ 49 SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 4 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.10: Miền phân biệt dịch vụ DS 49 Hình 3.11: Cấu trúc của trường phân biệt dịch vụ DS 50 Bảng 3.3: Các khối điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP 50 Hình 3.12: Xử lý chuyển tiếp nhanh EF PHB 51 Hình 3.13: Các phân lớp chuyển tiếp đảm bảo AF PHB 52 Bảng 3.4: Chi tiết các phân lớp chuyển tiếp đảm bảo AF PHB 52 Hình3.14: Dịch vụ phân biệt với PHB và TCA 53 Hình 3.15: Thực hiện phân bổ nhãn qua RSVP-TE 56 Hình 3.16: Cấu trúc bản tin RSVP-TE 57 LỜI NÓI ĐẦU Chất lượng dịch vụ mạng luôn là một vấn đề quan tâm của cả người sử dụng dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ. Cùng với sự phát triển bùng nổ các dịch vụ trên nền IP là hàng loạt các yêu cầu và giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện chất lượng dịch vụ IP. Sự phát triển mạnh mẽ của các giải pháp đã làm thay đổi rất lớn trong lĩnh vực này thậm chí cả những vấn đề khái niệm và định nghĩa. Cuốn đồ án này gồm 3 chương với nội dung như sau: Chương 1 : Tổng quan về chất lượng dịch vụ QoS Chương 2 : Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP Chương 3 : Mô hình ứng dụng đảm bảo QoS IP Nội dung chính của 3 chương tập trung vào các khía cạnh cơ bản của vấn đề QoS IP.Tiếp cận hướng từ những khái niệm và cấu hình chung nhất tới những giải pháp kỹ thuật thường sử dụng trong mạng IP hiện nay. Các mô hình và xu hướng cải thiện chất lượng dịch vụ IP cũng sẽ được trình bày nhằm giúp người đọc thâu tóm các đặc điểm cơ bản, ưu nhược điểm của một số giải pháp hiện thời.!. Do hạn chế về thời gian và kiến thức , đồ án tốt nghiệp của Em còn nhiều thiếu sót .Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy Cô và các Bạn để đề tài của Em được hoàn thiện hơn . Để hoàn thành đuợc đồ án tốt nghiệp này Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cơ trong trường Đại Học Dân Lập Phương Đông cũng như các trường đại học khác đã giảng dạy và chỉ bảo Em suốt những năm qua để Em có kiến thức hoàn thành đồ án tốt nghiệp này . Qua đây , Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Th.S Nguyễn Đức Minh đã tận tình chỉ bảo , giúp đỡ Em hiểu rõ hơn về vấn đề QoS trong mạng IP .Em cũng xin cảm ơn các Thầy Cô và Bạn bố trong khoa công nghệ thông tin đã tạo điều kiện để Em hoàn thành đồ án này Em xin chân thành cảm ơn …! SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 5 Đồ án tốt nghiệp Hà nội, Tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện ĐỖ ĐÌNH KỲ SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 6 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS Chương đầu tiên của cuốn đồ án này giới thiệu các vấn đề tổng quan về chất lượng dịch vụ QoS, phương pháp tiếp cận trong chương này đi từ các thuật ngữ, định nghĩa, yêu cầu và các vấn đề cơ bản của chất lượng dịch vụ tới các mô hình và cơ cấu khung làm việc của chất lượng dịch vụ QoS trong mạng chuyển mạch gói nói chung, các vấn đề chung sẽ được chi tiết hoá trong các chương tiếp theo. 1.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS VÀ CÁC THAM SỐ QoS. 1.1.1. Các vấn đề chung của chất lượng dịch vụ QoS Chất lượng dịch vụ QoS là một khái niệm rộng và cú thể tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau. Theo khuyến nghị E 800 ITU-T chất lượng dịch vụ là “Một tập các khía cạnh của hiệu năng dịch vụ nhằm xác định cấp độ thoả mãn của người sử dụng đối với dịch vụ”. ISO 9000 định nghĩa chất lượng là “cấp độ của một tập các đặc tính vốn có đáp ứng đầy đủ các yêu cầu”. Trong khi IETF [ETSI - TR102] nhìn nhận QoS là khả năng phân biệt luồng lưu lượng để mạng cú các ứng xử phân biệt đối với các kiểu luồng lưu lượng, QoS bao trùm cả phân loại hoá dịch vụ và hiệu năng tổng thể của mạng cho mỗi loại dịch vụ. Một tính chất chung của chất lượng dịch vụ là: “Hiệu ứng chung của đặc tính chất lượng dịch vụ là xác định mức độ hài lòng của người sử dụng đối với dịch vụ”. Ngoài ra, QoS mang một ý nghĩa là “khả năng của mạng đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định cho mỗi ứng dụng theo như các yêu cầu đã được chỉ rõ của mỗi người sử dụng”. Chất lượng dịch vụ QoS được nhìn nhận từ hai khía cạnh: phía người sử dụng dịch vụ và phía mạng. Từ khía cạnh người sử dụng dịch vụ, QoS được coi là mức độ chấp nhận dịch vụ của người sử dụng và thường được đánh giá trên thang điểm đánh giá trung bình MoS (Mean of Score). QoS cần được cung cấp cho mỗi ứng dụng để người sử dụng có thể chạy ứng dụng đó và mức QoS mà ứng dụng đòi hỏi chỉ có thể được xác định bởi người sử dụng, bởi vì chỉ người sử dụng mới có thể biết được chính xác ứng dụng của mình cần gì để hoạt động tốt. Tuy nhiên, không phải người sử dụng tự động biết được mạng cần phải cung cấp những gì cần thiết cho ứng dụng, họ phải tìm hiểu các thông tin cung cấp từ người quản trị mạng và chắc chắn rằng, mạng không thể tự động đặt ra QoS cần thiết cho một ứng dụng của người sử dụng. MOS dao động từ mức (1-tồi) đến mức (5- xuất sắc) và các nhà cung cấp dịch vụ dựa vào mức MOS này để đưa ra mức chất lượng dịch vụ phù hợp cho dịch vụ của mình. Khuyến nghị ITU-T G107 phát triển mô hình E để đánh giá chất lượng dịch vụ thoại qua IP là một mô hình ưu việt trong phát triển kế hoạch truyền dẫn, kết quả của SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 7 Đồ án tốt nghiệp mô hình E là một giá trị truyền dẫn chung gọi là nhân tố tốc độ truyền dẫn R (Transmission Rating Factor) thể hiện chất lượng đàm thoại giữa người nói và người nghe. R dao động từ 1 đến 100 tuỳ thuộc vào các sơ đồ mạng cụ thể. Giá trị R càng lớn thì mức chất lượng dịch vụ càng cao. Đối với dịch vụ thoại qua IP, mô hình E là một công cụ đắc lực để đánh giá chất lượng dịch vụ. Mô hình E có thể được sử dụng để hiểu các đặc điểm của mạng và thiết bị ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng thoại trong mạng VoIP. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự suy giảm R là loại mã hoá, độ trễ, tiếng dội, mất gói, và thuật toán mã hoá thông tin. Giá trị đầu ra của mô hình E có thể chuyển thành giá trị MOS tương ứng để đánh giá chất lượng dịch vụ [1]. Từ khía cạnh dịch vụ mạng, QoS liên quan tới năng lực cung cấp các yêu cầu chất lượng dịch vụ cho người sử dụng. Có hai kiểu năng lực mạng để cung cấp chất lượng dịch vụ trong mạng chuyển mạch gói.  Thứ nhất, mạng chuyển mạch gói phải có khả năng phân biệt các lớp dịch vụ.  Thứ hai, một khi mạng có các lớp dịch khác nhau, mạng phải có cơ chế ứng xử khác nhau với các lớp bằng cách cung cấp các đảm bảo tài nguyên và phân biệt dịch vụ trong mạng. Hình 1.1 dưới đây chỉ ra các đặc điểm cơ bản của chất lượng dịch vụ. Hình 1.1: Các khía cạnh của chất lượng dịch vụ Các phương pháp cơ bản để xác định chất lượng dịch vụ mạng bao gồm quá trình phân tích lưu lượng và các điều kiện của mạng, thông qua các bài toán được mô hình hoá hoặc đo kiểm trực tiếp các thông số mạng để đánh giá các tiêu chuẩn khách quan. Mức độ chấp nhận dịch vụ từ phía người sử dụng có thể được kiểm tra qua các thông SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 8 Đồ án tốt nghiệp số mạng như khả năng tổn thất gói, độ trễ, trượt và xác suất tắc nghẽn. Số lượng và đặc tính các tham số chất lượng phụ thuộc rất lớn vào cơ cấu mạng cung cấp dịch vụ. Một khung làm việc chung của kiến trúc chất lượng dịch vụ QoS được nhìn từ khía cạnh mạng gồm có:  Các phương pháp để yêu cầu và nhận các mức của dịch vụ qua các hình thức thỏa thuận mức dịch vụ SLA (Service Level Agreements). Một SLA là định dạng yêu cầu mức dịch vụ gồm có các tham số QoS như băng thông, độ trễ. Các thỏa thuận này là một hình thức giao kèo dịch vụ giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ cần SLA để hướng lưu lượng đầu vào của khách hàng tới mạng phù hợp, còn người sử dụng cần SLA để hiểu các ứng dụng của mình nhận được các mức dịch vụ như thế nào.  Báo hiệu, phân phối bộ đệm và quản lý bộ đệm cho phép đáp ứng yêu cầu mức dịch vụ thông qua các giao thức dành trước tài nguyên cho ứng dụng.  Điều khiển những ứng dụng có sai lệch trong việc thiết lập các mức dịch vụ, thông qua quá trình phân loại lưu lượng, hướng tới chính sách quản lý và thực thi đối với từng luồng lưu lượng nhằm xác định kỹ thuật điều khiển lưu lượng phù hợp.Phân loại lưu lượng có thể sử dụng ở lớp liên kết, lớp mạng, truyền tải hoặc các lớp khác cao hơn. Phương pháp sắp xếp cho luồng lưu lượng qua mạng trong một chừng mực nào đó mà có thể đảm bảo thoả thuận các mức dịch vụ sử dụng, bằng các phương pháp định tuyến trên nền tảng QoS.  Các phương pháp tránh tắc nghẽn, quản lý tắc nghẽn, hàng đợi, và thiết lập để ngăn chặn các điều kiện sự cố mạng gây ra những hậu quả bất lợi ảnh hưởng tới mức dịch vụ. Quản lý tắc nghẽn cho phép các thành phần mạng để điều khiển tắc nghẽn bằng cách xác định thứ tự trong các gói được truyền đi dựa vào các quyền ưu tiên hoặc là các mức dịch vụ gán cho các gói tin đó. Nó cần tạo ra hàng đợi, chỉ định các gói tin tới hàng đợi và thiết lập các gói tin trong hàng đợi. Quản lý tắc nghẽn không phải là cơ chế phòng ngừa, nhưng là một cơ chế tác động ngược khi các điều kiện tắc nghẽn phát sinh trong mạng. Cắt giảm và dò tìm ngẫu nghiên RED (Random Early Detection) là một trong các kỹ thuật để ngăn ngừa tắc nghẽn. Thuật toán RED tận dụng các tính năng tác động ngược của TCP và rất phù hợp tới mạng TCP/IP. Các tác động ngược cho phép cắt giảm lưu lượng cấp phát vào mạng khi tốc độ đường truyền chậm. Tận dụng các tính năng này, thuật toán RED thực hiện cắt giảm các gói tin ngẫu nhiên thậm chí trước khi sự tắc nghẽn xảy ra.  Chính sách quản lý cho phép thực hiện các luật áp dụng cho các gói tin qua mạng trên nền chính sách chung. Mỗi lớp lưu lượng có một giới hạn nhất định số các gói tin được chấp nhận trong một khoảng thời gian nhất định. Chính sách quản lý liên SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 9 Đồ án tốt nghiệp quan các hoạt động của thiết bị xử lý gói tin và hiện trạng của mạng từ đó sẽ quyết định hình thức thỏa thuận mức dịch vụ. Một các tiếp cận khác về QoS được nhìn nhận từ phía mạng là tiếp cận theo mô hình phân lớp trong mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI (Open System Interconnection), QoS được đánh giá trong một số lớp sau:  Lớp ứng dụng AL (Application Layer): Chất lượng dịch vụ QoS được nhận thức là “mức độ dịch vụ”. 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.  Lớp truyền tải TL (Transport Layer): Chất lượng dịch vụ được thực hiện bởi kiến trúc logic của mạng, các cơ chế định tuyến và báo hiệu đảm bảo chất lượng dịch vụ.  Lớp mạng NL (Network Layer): Chất lượng dịch vụ được thể hiện qua các tham số lớp mạng tương đối gần với các tham số chúng ta thường gặp, được biểu diễn thông qua các đại lượng toán học như: Tỷ lệ lỗi, giá trị trung bình, giá trị lớn nhất của các tham số như băng thông, độ trễ và độ tin cậy của luồng lưu lượng.  Lớp liên kết dữ liệu DLL (Data Link Layer): Chất lượng dịch vụ được thể hiện qua các tham số truyền dẫn, tỉ lệ lỗi thông tin, các hiện tượng tắc nghẽn và hỏng hóc của các tuyến liên kết. Như vậy, chất lượng dịch vụ QoS tại các mức cao của mô hình hướng về phía người sử dụng dịch vụ liên quan tới các hệ thống giao thức và phần mềm điều khiển, trong khi các mức thấp hướng về các đặc tính của hệ thống mạng truyền thông chủ yếu liên quan tới cấu trúc mạng, tài nguyên sử dụng trong các nút và liên kết. 1.1.2. Cấp độ dịch vụ GoS (Grade of Service) Một khía cạnh kỹ thuật của chất lượng dịch vụ thường được nhìn nhận như là cấp độ dịch vụ GoS, GoS thường được sử dụng trong cụng nghiệp viễn thông để chỉ ra các thành phần bổ sung chất lượng dịch vụ tổng thể của người sử dụng nhận được. Rất nhiều các thành phần gồm cả phía kỹ thuật mạng và người sử dụng được đánh giỏ qua cấp độ dịch vụ, chủ yếu là các thành phần kỹ thuật cú thể đo được như (băng thĩng, trễ). Cấp độ dịch vụ được định nghĩa dưới đõy: Nếu cú một sự kiện lỗi xảy ra trong một mạng, hoặc một phần của mạng thì lưu lượng sẽ tăng lờn rất nhanh vượt quá giới hạn xử lý của mạng, và kết quả là cú hiện tượng tắc nghẽn xảy ra, hoặc kiến trúc của các thành phần chuyển tiếp thông tin tạo ra giới hạn độ thĩng qua. Các giới hạn này ảnh hưởng tới dịch vụ cung cấp tới khách hàng, và cấp độ của các giới hạn này được giải thích bằng các tham số GoS thích hợp (vớ dụ như xác suất mất gói, trễ trung bình, tỉ lệ lỗi, v v). Vỡ vậy, cấp độ dịch vụ liân quan tới các khía cạnh thông tin cung cấp trờn luồng lưu lượng của chất lượng dịch vụ QoS. SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 10 [...]... chia cắt lưu lượng thường sử dụng là: chia cắt lưu lượng thuần và chia cắt lưu lượng gáo rì Các kỹ thuật này sẽ được trình bày trong mục 2.3 dưới đõy 2.3 CÁC KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP Mục 2.2 trờn đõy đã chỉ ra các khối chức năng cơ bản của một bộ định tuyến IP được nhìn dưới khía cạnh chất lượng dịch vụ, các kỹ thuật cơ bản sẽ được trình bày dưới đõy chỉ ra các giải pháp đảm bảo QoS thường... tin IP Lớp dịch vụ chia lưu lượng mạng thành các lớp khác nhau và cung cấp các dịch vụ cho từng gói tin theo lớp dịch vụ mà gói tin thuộc vào đó Mỗi một lớp dịch vụ xác định một mức yâu cầu chất lượng dịch vụ Đề nhận dạng một lớp dịch vụ, các thiết bị mạng xác định theo một số yếu tố gồm: Kiểu dịch vụ ToS và thứ tự ưu tiân của dịch vụ; Nhận dạng của thiết bị gửi, nhận dạng của thiết bị nhận dịch vụ. .. dần tới các vấn đề kỹ thuật trong các bài toán đảm bảo chất lượng dịch vụ IP. Chương 2 tập trung vào các giải pháp kỹ thuật được trình bày từ góc độ bộ định tuyến IP, đõy là các nội dung quan trọng nhất thể hiện trong các mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ IP 2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ QoS IP 2.1.1 Lịch sử phát triển các mô hình QoS cho mạng IP Các mạng IP vào khoảng giữa thập kỷ 1990 là các mạng nỗ... yâu cầu chất lượng dịch vụ Một số vấn đề liân quan tới chất lượng dịch vụ IP được nhìn nhận từ SV: Đỗ Đình Kỳ 20 MSV: 506102019 Đồ án tốt nghiệp phía người sử dụng là: Một số ứng dụng chậm; các ứng dụng video cú chất lượng thấp; các dịch vụ IP telephony cú chất lượng khụng đảm bảo; thời gian chuyển giao và truyền tải lưu lượng lớn cú thời gian dài Từ góc độ mạng, các vấn đề trờn cú thể định lượng qua... CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP Các kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP sẽ được trình bày trong chương này theo hướng tiếp cận từ đơn giản tới chi tiết Các mô hình chung của QoS IP được trình bày qua tiến trình lịch sử phát triển, các tham số ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ IP trong thực tế được trình bày đơn giản qua các hình thái đơn giản nhất của mạng nhằm hướng người đọc dần tới các vấn đề kỹ thuật trong... về chất lượng dịch vụ như: Các định nghĩa, thuật ngữ, các mô hình và tham số cơ bản Khung làm việc chung của chất lượng dịch vụ được trình bày cùng với một số quan điểm nhìn nhận của các tổ chức viễn thông lớn trên thế giới nhằm giúp người đọc nhận thức các hướng tiếp cận khác nhau đối với vấn đề chất lượng dịch vụ SV: Đỗ Đình Kỳ 17 MSV: 506102019 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG... sự truyền lại gói thường không khả thi 1.2 CÁC YÂU CẦU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ Tất cả các ứng dụng đều yâu cầu một mức chất lượng dịch vụ nào đó, mỗi một ứng dụng đều cú một số đặc tính cơ bản khác nhau Để nhận biết các yâu cầu chất lượng dịch vụ, hệ thống thường nhận biết qua các lớp dịch vụ Theo quan điểm của ITU-T, khuyến nghị I-1541 các lớp dịch vụ được chia thành các vùng như trên bảng 1.2 dưới đây... phòng trong tương lai Lớp dịch vụ CoS khi kết hợp với mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ (Differentiated Service) sẽ thay thế 3 trường chức năng IP precedence bằng các giá trị điểm mã dịch vụ được định nghĩa riêng bởi DiffServ để mô tả các thứ tự ưu tiên lưu lượng Vấn đề này sẽ được trình bày trong chương 3 1.1.4 Các tham số chất lượng dịch vụ Các yêu cầu chất lượng dịch vụ phải được biểu thị theo... trình bày, ta xem xét một khung làm việc của cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ chung Một cơ cấu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS chung nhất gồm 3 phần chính: Cung cấp QoS, điều khiển QoS và quản lý QoS như chỉ ra trờn hình 1.2 dưới đõy [3]  Cung cấp QoS đưa ra hàng loạt các kỹ thuật nhằm thiết lập luồng và các giai đoạn thoả thuận tài nguyân nhằm đảm bảo QoS từ đầu cuối tới đầu cuối  Điều khiển QoS đưa... qua trễ truyền gói IP trung bình và biến động trễ gói tin IP  Tỷ lệ lỗi gói tin IP IPER (IP packet Error Ratio): Đõy là tham số tính theo tỷ lệ của các gói tin IP lỗi trờn tổng số gói tin IP nhận được: (2.1) Trong đó: Nerr: Số lượng gói tin IP lỗi Nsuc: Số lượng gói tin IP truyền thành cơng  Tỷ lệ tổn thất gói IP IPLR (IP Loss Ratio): Tỷ số các gói tổn thất trờn tổng số các gói tin IP truyền (2.2) Trong . khác nhau đối với vấn đề chất lượng dịch vụ. SV: Đỗ Đình Kỳ MSV: 506102019 17 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP Các kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP sẽ được trình. dịch vụ ToS và lớp dịch vụ CoS 11 1.1.4. Các tham số chất lượng dịch vụ 12 1.2 CÁC YÂU CẦU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 14 1.3 CÁC VẤN ĐỀ ĐỂ ĐẢM BẢO QOS 15 CHƯƠNG 2 18 KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ. dung như sau: Chương 1 : Tổng quan về chất lượng dịch vụ QoS Chương 2 : Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP Chương 3 : Mô hình ứng dụng đảm bảo QoS IP Nội dung chính của 3 chương tập trung