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 Nguyễn Thị Phương Nhung Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS. Chuyên ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 60 48 15 Người hướng dẫn: PGS.TS. Hồ Sĩ Đàm Năm bảo vệ: 2010 Abstract: Chương 1: Tổng quan về chất lượng dịch vụ. Chương 2: Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng IP. Chương 3: Một số mô hình đảm bảo QoS IP. Chương 4: Đánh giá mô hình đảm bảo QoS IP qua mô phỏng. Keywords: Dịch vụ viễn thông; Mạng INTERNET; Truyền dữ liệu Content: MỞ ĐẦU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, với sự bùng nổ của Internet, việc kết nối và sử dụng Internet ngày càng đa dạng, phong phú, chính vì vậy tầm quan trọng của việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) ngày càng tăng. Với sự ra đời của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), việc ổn định “chất lượng của Internet” cần phải được đảm bảo. Điều đó có nghĩa là các nhà cung cấp Internet tạo ra cho người dùng những dịch vụ đa dạng, phong phú và cốt yếu là phải đảm bảo chất lượng dịch vụ đó. Mạng Internet hiện nay cung cấp dịch vụ trên cơ sở phục vụ theo khả năng tối đa (best - effort), tức là không có bất cứ một cam kết nào được đưa ra từ phía nhà khai thác về chất lượng dịch vụ. Thay vào đó, tùy thuộc vào trạng thái cụ thể của mạng, mạng chủ sẽ thực hiện những khả năng tốt nhất của mình để phục vụ lưu lượng cho dịch vụ [9]. Đây là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy nghiên cứu mạnh mẽ về QoS trên nền mạng IP trong những năm gần đây. Chất lượng dịch vụ là một thành phần quan trọng của các mạng gói đa dịch vụ. Vấn đề chất lượng dịch vụ và đánh giá chất lượng dịch vụ luôn là vấn đề đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các loại hình dịch vụ viễn thông. Mỗi loại hình dịch vụ sẽ quan tâm tới QoS ở những khía cạnh khác nhau. Việc tích hợp nhiều ứng dụng với các yêu cầu về QoS khác nhau đòi hỏi phải có một mô hình đảm bảo QoS cho các dịch vụ này. Hướng tiếp cận QoS theo mô hình IntServ và DiffServ rất phù hợp với mạng gói IP [18]. Công nghệ IP và các ứng dụng của nó đã và đang tạo ra nhiều cơ hội và thách thức mới cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Từ tính cấp thiết nêu trên, chúng tôi chọn đề tài “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”. Luận văn sẽ đi sâu tìm hiểu những kiến thức cơ bản về chất lượng dịch vụ trên nền mạng IP như đặc điểm kỹ thuật, phân tích và đánh giá chất lượng cho mạng IP qua mô hình IntServ và DiffServ; việc triển khai, hỗ trợ chất lượng dịch vụ trên nền mạng IP. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Luận văn tập trung nghiên cứu những vấn đề sau: - Tập trung nghiên cứu về đảm bảo chất lượng dịch vụ trên mạng IP. - Phân tích, đánh giá hai mô hình IntServ và Diffserv đối với QoS IP. - Sử dụng công cụ NS2 mô phỏng mô hình đảm bảo QoS: IntServ và DiffServ, từ đó đưa ra giải pháp cho việc đảm bảo chất lượng dịch vụ trên nền mạng IP. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết về đảm bảo chất lượng dịch vụ. Các mô hình và cơ chế đảm bảo QoS trên nền mạng IP. Đánh giá và so sánh hiệu năng của 2 mô hình Intserv và DiffServ qua việc sử dụng công cụ mô phỏng NS2. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thực hiện nghiên cứu lý thuyết về các kiến trúc QoS. Phân tích và đánh giá qua mô phỏng. 5. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 4 chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ Các vấn đề và yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ: a) Khái niệm về QoS và những yếu tố liên quan: tham số và phương thức đánh giá chất lượng dịch vụ mạng. b) Với các dịch vụ trên nền mạng IP, những tham số đặc trưng khách quan được chuẩn hóa qua các tham số như tỷ lệ mất gói, độ trễ gói, độ biến thiên trễ, c) Các thông số QoS: Khi xem xét đến đảm bảo chất lượng cho một dịch vụ trên nền mạng IP, cần định nghĩa cụ thể tập hợp những tham số QoS khách quan phải được quan tâm cùng với mô hình phù hợp cho sự ràng buộc của các tham số đó. Chương 2 ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG IP Khái quát về mạng IP, các loại mạng, các giao thức liên mạng và định tuyến, các cơ chế truyền tải trong mạng IP. Nghiên cứu các yếu tố chính có ảnh hưởng tới mạng IP. Tìm hiểu lịch sử phát triển QoS IP cùng với các tham số ảnh hưởng trực tiếp tới QoS IP trên thực tế. Các kỹ thuật và công nghệ đảm bảo QoS IP: quản lý hàng đợi, lưu lượng, lập lịch cho gói tin. Chương 3 MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO QoS IP Đi sâu nghiên cứu mô hình hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạng IP, so sánh lợi thế của mỗi mô hình dịch vụ đối với mạng IP. Nghiên cứu và rút ra những giải pháp của hai mô hình IntServ và DiffServ. Chương 4 ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO QoS IP QUA MÔ PHỎNG Đánh giá chung về DiffServ và IntServ, rút ra ưu – nhược điểm của hai mô hình trong thực tế Luận văn thực hiện mô phỏng bằng NS2 nhằm đánh giá mô hình đảm bảo QoS trên mạng IP. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Tuấn Hưng, “Phát triển và triển khai các giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ trên nền mạng IP”. [2] Vũ Duy Lợi, Nguyễn Văn Vỵ, “Về đảm bảo chất lượng dịch vụ trên Internet”. [3] Vũ Hồng Sơn, Nguyễn Văn Dũng, Ngô Quang Thuận, “Đảm bảo chất lượng dịch vụ trên mạng IP bằng phương pháp Diffserv”. [4] Nguyễn Đình Việt, bài giảng “Đánh giá hiệu năng 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. [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 . cấp dịch vụ viễn thông. Từ tính cấp thiết nêu trên, chúng tôi chọn đề tài 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 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 Nguyễn Thị Phương Nhung Trường. mẽ về QoS trên nền mạng IP trong những năm gần đây. Chất lượng dịch vụ là một thành phần quan trọng của các mạng gói đa dịch vụ. Vấn đề chất lượng dịch vụ và đánh giá chất lượng dịch vụ luôn