Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng IP

Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Mục lục Engineering .35 II Multi Switching Label Protocol Traíĩic MụcGiới lục 11.3.1 thiệu 35 đầu 11.3.Lời nói Kiến trúcMPLS 35 PHẦN 11.3.2.1 Các thành phần mô hình 36 MẠNG Forwarding IP & CÁC THÔNG SỐClass 37 ẢNH HƯỞNG ĐÉN CHẤT LƯỢNG DỊCH vụ 11.3.2.2 Equivalent 1.1 Phân loại lưuDistribute lượng vàProtocol 37 úng dụng mạng IP 11.3.2.3 Label 1.2 Các thôngEngineering số đánh giá với chấtMPLS lượng dịch vụ 38 11.3.3 Traffìc 1.2.1 Trễ 11.3.3.1 Giới thiệu chung .38 1.2.2 Thông 11.3.3.2 Môlượng hình thực 39 1.3 Vấn cung cấp chất lượng dịch vụ mạng IP 39 11.3.4 Kếtđềluận PHẦN PHẦN ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN 41 PHƯƠNG PHÁP CAOpháp: CHẤT LƯỢNG DỊCH vụ TRÊN MẠNG IP 41 III.CÁC l Đánh giá, phân tích NÂNG phương II Mô hình dịch vụ tích hợp (IntServ) 111.2 Đề xuất, kiến nghị 42 II 1.1 Những đặc trưng mô hình IntServ 111.3 Ph II 1.2 Giao thức RSVP .11 ương án thực đề xuất kiến nghị 42 II 1.2.1 Các đặc trung RSVP 11 111.3.1 Mô hình Kết hợp IntServ DiííServ 42 II.1.2.2 Mô hình hoạt động giao thức RSVP 11 111.3.1.1.; Lợi ích mô hình kết hợp Intserv Diffserv 42 II 1.2.3 Một số vấn đề giao thức RSVP 17 111.3.1.2.; Framework cho Intserv/RSVP over Diffserv 43 II 1.3 Kiếm soát chấp nhận 17 111.3.1.3.; Thực thi Framework 44 II 1.4 Phân loại gói tin 17 111.3.1.4.; Kết luận 45 II 1.5 Lập lịch gói tin 18 II 1.6 Kiến trúc dịch vụ tích hợp 18 II 1.6.1 Dịch vụ tải có kiểm soát .20 II 1.6.2 Dịch vụ đảm bảo (Guaranteed Service) 22 II 1.7 Các vấn đề với mô hình dịch vụ tích hợp 24 II.2 Mô hình dịch vụ phân biệt 25 11.2.1 Các đặc điếm mô hình DiffServ .25 11.2.2 Kiến trúc dịch vụ phân biệt .26 11.2.3 Định nghĩa dịch vụ 28 21 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Lòi nói đầu Ngày nay, mạng dùng công nghệ IP, đặc biệt Internet trở thành công cụ quan trọng nhiều lĩnh vực Cùng với dịch vụ truyền thong (nhu email, FTP, www, .) dịch vụ (truyền tiếng nói, hình ảnh hay đa phương tiện) đòi hỏi tính thời gian thực ngày phát triến Nhu cầu truyền dịch vụ thời gian thục mạng IP tăng lên nhanh chóng mô hình cung cấp dịch vụ truyền thống mạng ĨP dựa việc truyền gói tin với cố gắng tối đa (best - effort) không đáp ứng đuợc yêu cầu chặt chẽ mặt thời gian, độ trễ hay băng thông dịch vụ thời gian thực đòi hởi phải có giải pháp đế giải vấn đề Đe đáp ứng yêu cầu ứng dụng thời gian thực, có hai giải pháp Giải pháp thứ bố xung thêm tài nguyên cách nâng cấp sở hạ tầng truyền thông Nhưng giải pháp ton dù tài nguyên mạng có tăng ứng dụng tiêu tốn tài nguyên tăng lên tài nguyên xem thiếu so với nhu cầu Giải pháp thứ hai hợp lý bổ sung chế hồ trợ chất lượng dịch vụ vào hạ tầng mạng Do tố chức Internet Engineering Task Fork (IETF) nghiên cứu, phát triến đưa bốn phương pháp nhằm thực phương án Đó phương pháp: - Mô hình dịch vụ tích họp (ỉntegrated Services — IntServ) - Mô hình dịch vụ phân biệt (Differentiated Services - DiffServ) - Muìtiprotocol Labeỉ Swỉtching - Traffic Engineering Trong tiểu luận này, chúng em xin trình bầy phương pháp hồ trợ chất lượng dịch vụ Đánh giá ưu nhược điểm phương pháp đưa kiến nghị đề xuất riêng Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP PHẢN I MẠNG IP & CÁC THÔNG SÓ ẢNH HƯỞNG ĐÉN CHẤT LƯỢNG DỊCH VU 1.1 Phân loại lưu lượng ứng dụng mạng IP 1P applications IP traffìc Hình Phân loại ứng dụng lưu lượng mạng IP Lưu lượng dừ liệu tạo ứng dụng telnet, ftp, www, email, Đó ứng dụng mềm dẻo (chúng đợi dừ liệu đến) Độ trề lớn làm giảm hiệu suất thực úng dụng dừ liệu đến sử dụng Các ứng dụng mềm dẻo tiếp tục phân loại vào đòi hỏi độ trễ chúng Interactive burst traffic (như telnet, NFS) cần độ trễ nhỏ, interactive bulk traffíc (như ftp, www) cần độ trễ trung bình, asynchronous bulk traffíc (email) không bị ảnh hưởng độ trễ Lun lượng liệu thường rời rạc không đoán trước Các liên kết thường có tuối thọ ngắn dùng đế truyền hay nhiều khối liệu Các ứng dụng gửi liệu với khả nhanh có thê dừng lại Do lưu lượng liệu mang tính bùng nổ Lun lượng thời gian thực tạo ứng dụng thời gian thực Các ứng dụng thời gian thực đểu có đặc tính chịu độ trễ nhỏ Khác với ứng dụng mềm déo, chúng nhạy cảm với độ trễ biến thiên độ trễ Quá trình truyền liệu ứng dụng thời gian thực thường kéo dài, luồng liệu có tính điều hoà Đe mô tả luồng liệu thời gian thực, phương pháp thường sử dụng mô hình giở thẻ (token bucket model) Một giỏ thẻ xác định hai tham số : tốc độ thẻ r kích thước giỏ h Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Hình Nguyên lý hoạt động mô hình giỏ thẻ 1.2 Các thông số đánh giá chất lượng dịch vụ Chất lượng dịch vụ khả mạng cung cấp dịch vụ tốt cho lưu lượng mạng lựa chọn công nghệ khác Frame Relay, ATM, Nói cách khác, đặc tính mạng cho phép phân biệt lớp lưu lượng khác xử lý chúng cách phù hợp Các thông số định chất lượng dịch vụ trễ, thông lượng mát 1.2.1 Trễ Trễ lưu lượng dịch vụ đặc tính quan trọng chất lượng dịch vụ Các khía cạnh khác trễ có ảnh hưởng khác đến dịch vụ Trễ đầu cuối đến đầu cuối (end - to - end) Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Các ứng dụng thuộc tính thời gian thực không nhạy cảm với trễ Đó ứng dụng dùng phép đo trễ đế điều khiến tốc độ lưu lượng (như TCP) hay lưu trừ liệu báo nhận (như FTP) Trễ lớn thay đối ảnh hưởng đến chất lượng ứng dụng Các thành phần khác trễ đầu cuối đến đầu cuối : Trễ phát: thời gian cần thiết để đưa tất bit gói tin vào đường truyền Trễ truyền: thời gian bit truyền qua kênh Trễ xử lý: thòi gian xử lý gói phần tử mạng Trễ hàng đợi: thời gian gói tin phải đợi hàng đợi trước truyền Tại đầu cuối, có trễ khác nhận gói tin từ giao diện mạng đến chương trinh cuối đến người sử dụng 1.2.2 Thông lượng Dái thông Dái thông Dái thông a ứng dụng thời gian thực b ứng dụng thích nghi độ trễ c ú n g dụng mềm dẻo Hình Sự phụ thuộc hiệu suất ímg dụng vào dài thông Một số ứng dụng giảm tốc độ truyền đế thích ứng với dấu hiệu thông lượng thấp Các ứng dụng gọi thích ứng tốc độ Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Một số đặc tính phần tử mạng khác thiết bị đầu cuối / máy chủ, chuyến mạch / định tuyến xác định chất lượng dịch vụ cung cấp cho ứng dụng theo tiêu thông lượng độ trễ 1.3 Vấn đề cung cấp chất lượng dịch vụ mạng IP Các mạng cần hồ trợ nhiều kiếu lưu lượng liên kết mạng đơn Các kiểu lưu lượng khác yêu cầu mạng phải xử lý khác Lưu lượng phân biệt phần tử mạng tích cực định tuyến (router), chuyển mạch (switch) gatevvay Vì vậy, yêu cầu thiết kế mạng bao gồm : > Mạng truyền nhiều loại dịch vụ, có nghĩa chúng phải quan tâm đến chất lượng dịch vụ > Khả mở rộng, nghĩa lun lượng mạng tăng mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động mạng > Khả hỗ trợ ứng dụng quan trọng, dùng nhiều tài nguyên mạng, ứng dụng đóng vai trò quan trọng hoạt động kinh doanh doanh nghiệp Có hai chế để cung cấp chất lượng dịch vụ thích họp dựa tiêu chuẩn trễ thông lượng Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP PHÂN CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH vụ TRÊN MẠNG IP ĨETF đưa bốn phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ mạng IP > Integrated Services - IntServ > Differentiated Services - DiffServ > Multiprotocol Laheì Switching y Traffic Engineering Intserv cho phép đặt trước kênh xuyên qua mạng với băng thông đảm bảo Nó dự trữ tài nguyên mạng cách rổ ràng giao thức báo hiệu động sử dụng kiểm soát chấp nhận, phân loại gói, lâp lịch thông minh để đạt chất lượng dịch vụ mong muốn DiffServ phân loại gói thành số nhỏ kiểu dịch vụ dùng chế ưu tiên để cung cấp chất lượng dịch vụ thích hợp cho lưu lượng Ở không sử dụng dự trữ tài nguyên hay kiểm soát chấp nhận, nút có sử dụng chế hàng đợi thông minh để phân biệt lưu lượng MPLS mô Intserv Diffserv, chuân kết hợp công nghệ chuyển mạch nhanh tầng hai định tuyến tầng ba cho phép dẫn đường hiệu MPLS thêm nhãn ngắn vào gói tin IP thực chuyến tiếp packet dựa nhãn đế tránh phức tạp phải xử lý header gói tin IP Traffíc Engineering sử dụng để đạt mục tiêu hiệu tối ưu tài nguyên mạng đặt lưu lượng vào đường truyền cụ thể Bằng cách sử dụng Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Ỷ tưởng IntServ hỗ trợ đăng ký luồng InteServ cho phép đăng ký toàn tuyến trước thực gửi liệu Trung tâm Integrated Service giao thức đăng ký tài nguyên RSVP Khi sender muốn truyền lưu lượng tới receiver (thông qua unicast hay multicast), sender gửi thông điệp PATH tới receiver Một thông điệp PATH chuyển thông tin tới receiver nguồn luu lượng, đặc điểm đường mạng cuối cài đặt trạng thái cần thiết để thông điệp RESV tìm đến sender từ receiver Khi receiver nhận thông điệp PATH, trả lại thông điệp RESV dọc theo đường mà thông điệp PATH qua Thông điệp RESV thực đặt trước băng thông cần thiết router dọc theo đường Khi sender nhận thông điệp RESV, bắt đầu truyền liệu 11.1.1 Những đặc trưng mô hình IntServ a) Luồng (flow) Luồng dòng gói sinh từ hành động người sử dụng ví dụ phiên ứng dụng đơn Có xác định luồng bàng chế khác Ví dụ IP V6 dùng địa nguồn nhãn luồng IP V4 dùng địa nguồn, địa đích cống đích b) Các loại dịch vụ IntServ định nghĩa loại dịch vụ cung cấp, dựa yêu cầu trễ mát, cụ the : * Dịch vụ đảm bảo : cung cấp đảm bảo tuyệt đối trễ mát gói mà luồng phải chịu (dùng cho ứng dụng thời gian thực không thích nghi) Các gói tuân theo dự trừ không bị hay trễ giới hạn xác định Sự đảm bảo chặt chẽ đòi hỏi mức dự trữ tài nguyên cao Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Đơn vị xử lý nhỏ m (minimum policed unit), xác định số byte tính kiếm tra lưu lượng phù hợp với Tspec Các gói có kích thước m kiếm tra coi có kích thước m Kích thước gói tối đa M kích thước lớn gói tuân theo Tspec M phải nhỏ MTƯ liên kết gói sử dụng dịch vụ không phân đoạn Luồng bị loại bỏ (không sử dụng dịch vụ yêu cầu) kích thước gói tối đa yêu cầu lớn M c) Đặc điếm dịch vụ yêu cầu Luồng có độ trễ đảm bảo xác định thêm đặc điếm dịch vụ yêu cầu (Requested Service Speciíìcation - Rspec) để yêu cầu mức dịch vụ cụ thể Rspec có tham số sau : Tốc độ yêu cầu R, xác định tốc độ mong muốn mà lưu lượng gửi luồng, phải lớn r Số hạng vi chỉnh s, xác định trênh lệch giừa độ trễ mong muốn độ trễ thu gửi tốc độ R Nó cho phép mạng điều chỉnh tốc độ phân bố để đáp ứng yêu cầu trễ d) Đặc điếm đường (Path Characterization) Đế giải thích chất lượng dịch vụ cung cấp dọc theo chặng đường cụ thế, chế dự trữ tài nguyên thông báo số đặc tính đường, chúng bao gồm Khả cung cấp IntServ: xem có nút đường khả cung cấp dịch vụ tích hợp 10 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP 11.1.2 Giao thức RSVP RSVP giao thức cụ thể thiết kế cho thiết kế để cung cấp việc dự trữ tài nguyên Nó thiết kế cho môi trường dịch vụ tích hợp, dùng với mô hình dịch vụ khác 11.1.2.1 Các đặc trưng RSVP Môi trường quảng bá (multicast): RSVP thiết kế làm việc tốt môi trường quảng bá ứng dụng yêu cầu dự trữ tài nguyên hướng quảng bá (multicast oriented), ví dụ ứng dụng hội nghị Giao thức cung cấp trình truyền thông đơn giản tậpcác bên gửi tập bên nhận, với đường truyền thực sử dụng truyền bá Hướng bên nhận (receiver - oriented): để mở rộng đáp ứng môi trường quảng bá lớn, giao thức yêu cầu bên nhận thực việc dự trữ Bên nhận yêu cầu dự trữ tài nguyên dựa đặc tính lưu lượng bên gửi đặc điếm đường truyền Sự không đồng bên nhận: RSVP hỗ trợ bên nhận không đồng cách cho phép mồi bên nhận thực hiên việc dự trữ riêng mình, khác nhau, thạm chí lưu lượng nhận từ nguồn Các nút trung gian tập họp yêu cầu dự trữ Trạng thái mềm (sofì State): trạng thái dự trữ phải bên làm tươi định kỳ, không chúng hết hạn Điều làm cho giao thức hoạt động tốt thích ứng với điều kiện mạng yêu cầu dự trữ thay đối Nó hạn chế yêu cầu cần có chế báo hiệu tin cậy Không có chế kèm đế định đường hay lập lịch cho gói tin, RSVP giao thức báo hiệu Nó phụ thuộc vào trình định đường IP thông thường đế tính đường dự trừ Tất nhiên, muốn bao gồm yêu cầu tài nguyên trình tìm đường chưa có giao thức tìm đường chuẩn mạng IP xem xét yếu tố chất lượng dịch vụ RSVP không quan tâm đến cách nút mạng thực yêu cầu dự trừ 11 Các phương dịch vụ vụ mạng ỈP ỈP phươngpháp phápnâng nângcao caochất chấtỉưcmg ỉưcmg dịch mạng 11.2.4.2 BB Kiến trúc hệ thống v' thông khả dụng giảm lượng băng thông yêu cầu đặc tính luồng (flow speciíication) đượcbao lưu gồm lại thành phần sau Một BB Bandwiđth Broker Database BB cấu hình router thích hợp với thông tin luồng cấp dịch vụ thời Bandwidth Server điếm dịch vụ bắt đầu Sự cấuBroker hình “ trạng thái mềm “ (soft State), BB làm tươi định kỳ.Bandwidth Broker Command Line Interíaces o Service Level Agreement Client, BB phần kiến trúc DiffServ, đóng vai trò quan trọng việc quản lý tài nguyên dịch vụ khác biệt Hai khía cạnh quan trọng : BB Router BB BAR Quản lý tài nguyên vùng Hình 14 Kiến trúc thống Bandwidth Quản lý tài nguyên giừa vùng Trong : a) Quản lv tài nguyên vùng •C BB SLA Client dùng đế theo dõi User, tài nguyên topology vùng BB SLA Quản lý tài nguyên vùng giải vấn đề cấp phát tài nguyên Client chứa liệu SLA, liệu cấp phát tài nguyên liệu topology vùng mạng hay vùng (domain) Trong mạng gốc, SLA thoả thuận với khách hàng yêu cầu cấp phát băng thông đáp ứng hay từ chối dựa vào lượng tài nguyên khả dụng Ngoài ra, thông tin DSCP thiết lập, chuyển cho router thông tin thiết lập lóp chuyến tới egress router vào yêu cầu Trong mạng chuyến tiếp, quản lý tài nguyên yêu cầu chủ yếu đế hồ trợ luồng thông tin qua miền Khi BB nhận thông tin quản lý tài nguyên giừa miền, Hình 15 Mô hình dịch vụ phân hiệt xử dụng BB 33 32 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP 11.2.5 ưu điểm hạn chế dịch vụ Diffserv 11.2.5.1 ưu điểm > Tính dễ mở rộng (scalability) Đây ưu điếm quan trọng Diffserv Trên mạng trục có nhiều luồng lưu lượng, giao thức yêu cầu trì trạng thái luồng hay tính toán phức tạp dẫn đến khó khăn việc mở rộng dịch vụ Diffserv thực gộp nhiều luồng xử lý số lượng luồng lớn Thêm nữa, Diffserv đưa công việc phức tạp (phân loại, qui định lưu lượng) định tuyến biên nên PHB Diữserv đơn giản, cho phép hoạt động với tốc độ cao > Dễ quản trị Trong DS framework, vùng DS khác có thê cài đặt PHB tuỳ ý miễn thoả mãn SLA Do nhà cung cấp dịch vụ tự lựa chọn cài đặt, họ chọn cách cung cấp Diffserv với thay đổi tối thiểu sở hạ tầng họ 11.2.5.2 Hạn chế Diffserv Trong kiến trúc Diffserv có hai hạn chế > Diffserv cung cấp chất lượng dịch vụ cho luồng lưu lượng sở chặng, thường 34 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP 11.3 Multi Svvitching Label Protocol Traffic Engineering 11.3.1 Giới thiệu Trong mạng IP truyền thống, gói dừ liệu chuyển tiếp độc lập mồi router vào header gói bảng thông tin định tuyến Thuật toán chuyển tiếp dựa so khớp dài nhất, nghĩa preíix so khóp dài ưu tiên Tuy nhiên thuật toán chậm Đồng thời chọn đường theo qui tắc đường dẫn ngắn giới hạn khả quản lý tài nguyên mạng MPLS công nghệ cố gắng giải vấn đề định tuyến mạng IP truyền thống Với MPLS, nhãn có chiều dài ngắn cố định gán cho packet trình chuyến gói mạng dựa nhãn Việc phân tích toàn header gói dừ liệu thực lần nút vào mạng MPLS, nhờ tiến trình định tuyến đơn giản nhanh Các dịch vụ mạng IP truyền thống có đặc trưng không dự đoán trước Điếm mạnh MPLS cung cấp khả Traffíc Engineering Ví dụ việc sử dụng tuyến đường rõ ràng dẫn đến khả quản lý tài nguyên mạng hỗ trợ dịch vụ Sau đây, xem xét kiến trúc MPLS Traíílc engineering với MPLS 11.3 Kiến trúc MPLS 35 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Mạng => Luồng gán nhãn lộ trình Luồng gán nhãn lộ trình Hình 16 Cơ chế chuyên tiếp gỏi MPLS 11.3.2.1 Các thành phần mô hình •C Nhãn Nhãn sử dụng MPLS có chiều dài ngắn cố định Một nhãn có ý nghĩa cục đại diện cho FEC mà packet gán vào Một packet có thê có nhiều nhãn chúng tố chức thành stack (Last In First Out) •C Label Svvitching Router (LSR) LSR nút có khả chuyển tiếp packet tự nhiên tầng mạng cho phép giao thức điều khiển MPLS Có thể phân LSR thành LSR ngược hướng LSR xuôi hướng LSR chuyến packet theo hướng luồng liệu LSR xuôi hướng LSR nhận packet LSR ngược hướng 36 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP chồng nhãn packet Một nhãn thay nhãn hay bị bỏ Mồi nhãn packet vào liên kết NHLFE Đê chia lưu lượng thành đường khác có vài NHLFE cho label ■C Incoming Label Map (ILM) ILM mô tả ánh xạ nhãn packet vào tập NHLFE LSR chuyển tiếp packet xác định NHLFE Có thể so sánh ILM với bảng định tuyến router ĨP truyền thống ■C Label Mapping Ket họp nhãn khả LSR chuyển tiếp packet có nguồn nhãn khác tới FEC với nhãn Thông tin mà packet có chúng tới từ interíace khác với nhãn khác nhau, bị thủ tục kết hợp nhãn 11.3.2.2 Forwarding Equivalent Class Thông tin từ sổ giao thức dẫn đường truyền thống (như OSPF) giữ lại định tuyến tầng mạng để biết cần chuyển tiếp packet thể để chia không gian chuyến tiếp thành thành FEC FEC bao gồm packet chuyên tiếp đường dẫn đối xử Nhãn packet ánh xạ packet tới FEC Packet gán vào FEC lần Forwarding granularity đề cập đến mức độ tập hợp sử dụng định chuyến tiếp MPLS hỗ trợ nhiều kiếu forwarding granularity Các packet cỏ thê gán vào FEC dựa nút ra, địa IP đích luồng ứng dụng Phân loại dựa vào nút mức thô granularity phù họp với mạng lớn Trong phân loại vào luồng úng dụng mức tinh vi khả mở rộng không cao 11.3.2.3 Label Distribute Protocol 37 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP 11.3.3 Traffic Engineering với MPLS 11.3.3.1 Giới thiệu chung Traffíc Engineering sử dụng đế đạt mục tiêu hiệu tối ưu tài nguyên mạng xắp đặt lưu lượng vào đường truyền cụ Điều có nghĩa tính toán đường từ nguồn đến đích dựa vào tập ràng buộc chuyển tiếp lưu lượng dọc theo đường Chuyến tiếp lưu lượng theo đường điều không the IP, định ehuyến tiếp IP đưa độc lập chặng dựa địa đích IP packet MPLS có the dễ dàng chuyến tiếp lưu lượng đường tuỳ ý Khả dẫn đường rõ ràng MPLS cho phép người khởi tạo LSP tính toán đường đi, thiết lập trạng thái chuyến tiếp MPLS dọc theo đường ánh xạ packet tới LSP Khi packet ánh xạ vào LSP, việc chuyển tiếp thực dựa nhãn không hop trung gian thực định chuyển tiếp độc lập dựa địa đích IP packet MPLS - TE đưa khái niệm LSP priorities Mục đích priorities đánh dấu số LSP báo hiệu chúng quan trọng LSP khác cho phép chúng lấy tài nguyên từ LSP quan trọng Làm đảm bảo : Mục tiêu traữic engineering tìm đường mạng thoả mãn tập ràng buộc Do đó, ràng buộc cần đưa vào tính toán tính toán đường khả thi tới đích Các ràng buộc băng thông yêu cầu cho LSP cụ thế, số lượng hop mà lưu lượng phép qua, mức ưu tiên LSP so với LSP khác V V Việc tính toán đường dẫn thoả mãn điều kiện ràng buộc thực nút vào sử dụng thuật toán tính đường (ví dụ CSPF) 38 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP 11.3.3.2 Mô hình thực Đe thực traffíc engineering, nguời ta đưa hai phương pháp Overlay Model Peer Model a) Mô hình Overlay Mạng backbone thường sử dụng công nghệ ATM sử dụng theo cách thông thường để xây dựng mạch qua lựa chọn đường qua mạng Thay cho phép mồi router định đường xuyên qua mạng, điều hành viên xây dựng đường hay mạch qua vài router mà không đế router đưa định dẫn đường, điều có nghĩa bảng định tuyến xây dựng tay Đối với mạng ĨP, MPLS thực nhiệm vụ Chức tích cực mạng lưu lượng chuyến cách rõ ràng, cho phép lưu lượng qua số đường truyền tốc độ thấp, giải phóng dung lượng đường truyền khác nhằm nâng cao hiệu truyền lưu lượng Việc thực cách nhập vào tay số tuyến cách thiết lập tự động mạng “ full mesh “ (mạng mà lối vào /ra có đường trực tiếp đến lối vào khác) Mặc dù mô hình Overlay có nhiều thuận lợi sử dụng rộng rãi có vấn đề mở rộng thiết lập mạng full meslì Đó vấn đề “ N - square “ mà mồi LER thêm vào mạng, phải thêm vào đường từ LER tới mồi LER khác mạng Như có N - đường cho mồi LER Khi mạng tăng lên, số lượng đường tăng lên lớn, thêm vào phức tạp chi phí thông điệp đáng kế Đặc biệt đường truyền hỏng, phải thực số lượng lớn hoạt động update b) Mô hình peer Trong mô hình điều khiển lưu lượng cân đạt cách thay đôi weight đường truyền giao thức dẫn đường OSPF Vói phưong pháp này, mồi đường truyền cho giá trị phản ánh mức độ sử dụng đường truyền Nếu đường truyền chậm, đắt đường truyền vệ tinh hay đường hay bị tắc nghẽn, đường 39 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP packet, trích địa ĨP dựa vào để đường MPLS đơn giản mở header đặc biệt vào header này, gửi packet đến đường xác định Bang cách sử dụng công nghệ MPLS, traffic engineering cho phép giảm tắc 40 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP PHÀN ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN Đánh giá, phân tích phương pháp: III.1 Cả bốn phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ cho mạng IP Intserv, Diffserv, MPLS Traffíc engineering có ưu nhược điếm riêng (1) Mô hình dịch vụ tích họp (Intserv) • Ưu điểm: o Có khả cung cấp chất lượng dịch vụ end-to-end o Cho phép đặp trước kênh xuyên qua mạng vói băng thông đảm bảo • Nhược điểm: o Khả mở rộng kém, thích hợp với mạng nhỏ (2) MÔ hình dịch vụ phân biệt (Diffserv) • Ưu điểm: 41 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP 111.2 Đề xuất, kiến nghị Các phương pháp nhằm mục đích tăng hiệu mạng chúng thực theo nhừng cách khác nhau, tách biệt với Tuy nhiên, phương pháp có số uu nhược điểm riêng Đe cải thiện chất lượng dịch vụ mạng IP, chúng em đề xuất mô hình kết hợp để tăng cường khả cung cấp chất lượng dịch vụ là: Mô hình Ket họp Intserv với Diffserv Mô hình Kết hợp Diffserv với MPLS 111.3 Phương án thực đề xuất kiến nghị 111.3.1 Mô hình Kết hợp IntServ DiffServ 111.3.1.1.; Lợi ích mô hình kết hợp Intserv Diffserv Cả Intserv Diffserv có ưu điểm nhược điểm riêng, RFC 2998 đưa Frame work cho hỗ trợ dịch vụ Intserv mạng Diffserv Lợi ích việc kết hợp rõ ràng, Diffserv với việc điều khiên luồng theo tập hợp có khả mở rộng cao bù đáp cho khả mở rộng không cao Intserv Ngược lại, RSVP Intserv giúp Diffserv cung cấp dịch vụ có tính định lượng mạng, mà Diffserv không đáp ứng • Trong Diffserv, điều khiến thâm nhập thực theo cách tương đối tĩnh cách cung cấp tham số policing phần tử mạng Với việc sử dụng RSVP, Diffserv có khả điều khiến thâm nhập dựa tài nguyên nhò có the sử dụng tài nguyên mạng tối ưu • Sử dụng RSVP, Diffserv thực áp dụng điều khiển thâm nhập dựa sách User, ứng dụng toàn mạng chứa User hay ứng dụng đó, nhờ tăng hiệu sử dụng tài nguyên mạng 42 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP ỈP Thựcphần tử policing hợp thực cạnh • Các mạng phù Intserv hiệncủa quimiền địnhDiffserv (conditioning) lưu lượng theo Xuất tham số Intserv khỏi miền Diffserv luồng Việc quy định trước lưu lượng theo cách trước chúng vào mạng Diffserv làm tăng cung cấp dịch vụ định lượng sử dụng điều khiến lưu lượng gộp Diffserv Từ lợi ích này, Intserv Diffserv sử dụng bố xung cho Intserv sử dụng mạng truy nhập (access) cho phép host yêu cầu dự trừ tài nguyên luồng nhờ RSVP Diffserv sử dụng mạng trục tránh vấn đề mở rộng RSVP Bang : Bảng ánh xạ dịch vụ mặc định Trong cách ánh xạ dịch vụ đảm bảo ánh xạ tới EF PHB, dịch vụ tải điều khiến tuỳ thuộc vào có khả chịu trễ hay không mà ánh xạ vào mức ưu tiên AF PHB khác Các router có khả xử lý packet Diffserv RSVP thực ánh xạ dịch vụ router sử dụng ánh xạ dịch vụ khác (override) Những router thường cạnh vùng Diffserv over Dijfservframework Hình 17 : Mạngđặt tham chiểu cho Intserv/RSVP Như thể hình vẽ, Framework bao gồm phần tử sau : c) Quản lv tài nguyên mạng Diíĩserv Sender Receiver host có khả RSVP, khởi tạo tiến Có cách quản tài nguyên mạng trìnhnhiều RS VP dựakhác yêu cầu ứnglýdụng chạy host Diffserv khác đế thoả III.3.1.3.; Thực thỉ Framework Edge Boder router thiết bị cạnh mà chức phụ thuộc vào thực thi cụ Framework Thực thi cụ thể Framework phụ thuộc vào quản lý tài nguyên Diffserv khả RSVP miền mạng Diffserv Như vừa đề, quản lý tài nguyên mạng Diffserv động tĩnh Miền mạng Diffserv xem “ hiêu “ (aware) cỏ router 44 43 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Trong trường hợp tài nguyên cung cấp tĩnh, chủ miền Diffserv thoả thuận Yêu cầu Shim header SLA tĩnh với khách hàng nó, tức miền Intserv, đó, chủ Diffserv thực số hành động phù hợp với SLA thoả thuận đế thực cam kết dịch vụ Trong trường hợp tài nguyên cung cấp động, SLA thoả thuận dựa các yêu cầu gộp tù’ nhiều khách hàng, , yêu cầu chế phức tạp nhiều Diffserv để thực điều khiển truy nhập phân chia tài nguyên xác Những cớ chế nghiên cứu Cơ chế kiểm soát thâm nhập phân chia tài nguyên vùng Diffserv ưu thích Bandwidth Broker III.3.1.4.; Kết luận Intserv over Diffserv phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ CỊuan tâm Intserv với khả cung cấp chất lượng dịch vụ end-to-end, diffserv với khả mở rộng cao cỏ thê kêt họp với mạng đê hố xung cho cung câp dịch vụ end-to-end có khả mở rộng III.3.2 Hỗ trợ DitTservtrên MPLS 111.3.2.1.; Lợi ích kết hợp Diffserv MPLS Diffserv cung cấp chất lượng dịch vụ cạnh tới cạnh dễ mở rộng, MPLS thực traffíc engineering đế phân phối tải lưu lượng đường truyền khả dụng dẫn đường nhanh nhùng tuyến qua nút liên kết hỏng Thêm MPLS sử dụng nhiều công nghệ tầng liên kết (link) khác Ket hợp Diffserv MPLS mạng backbone phương án quan tâm với ỌoS dễ mở rộng khả traffíc engineering, sử dụng công nghệ chuyến mạch nhanh 111.3.2.2.; Nguyên tắc 45 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP LSR xác định giá trị EXP ghi vào packet cách tìm PHB bảng ánh xạ PHB-to-EXP - E-LSP xác định packet dựa vào trường EXP hồ trợ PHB mồi E-LSP Trường EXP mang queuing, scheduling mức ưu tiên bở cho LSR Báo hiệu PHB sử dụng để báo hiệu rõ ràng PHB hỗ trợ lúc thiết lập LSP không bắt buộc - L-LSP xác định PHB packet từ nhãn trường EXP Trường nhãn xác định PSC (queuing scheduling) sử trường xácđịnh địnhBA PHB ( ưucótiên có Với E-LSP : trường EXP dụngEXP đế xác Nhãn bỏ) đượcL-LSP sử dụng đế định chuyếnlớntiếp trường EXP sử dụng đế xác định cách đối xử thể hỗquyết trợ số lượng tuỳvà ý PHB với packet III.3.2.4.; Những ưu điểm tồn hai mô hình E-LSP L-LSP Với L-LSP : LSP riêng biệt thiết lập cho mồi cặp < FEC, BA > Trong trường hợp LSR có hồ trợ cỏ ítthếhơn xác8 định dẫnDiffserv, cách với Nó packet Với này, mạng mức đường phân loại E-LSP đối hữuxử dụng kết từ nhãn packet Trường EXP mã hoá mức ưu tiên bỏ packet hợp khả traffĩc engineering MPLS ỌoS cung cấp DSCP Nhưng bit EXP cho phép biểu diễn BA cho FEC nên với mạng hỗ trợ BA, ECác hoạt động LSR Diffserv MPLS LSP 111.3.2.3.; không hiệu • Xác định PHB đến : - Đối với E-LSP, ánh xạ EXP-to-PHB cấu hình trước báo hiệu rõ ràng trình thiết lập E-LSP LSR xác định PHB áp dụng cho packet đến bang cách kiếm tra trường EXP ánh xạ EXP-to-PHB - Đối với L-LSP : ánh xạ EXP-to-PHB chức PSC (PHB scheduling Class) mang L-LSP thiết lập trình thiết lập L-LSP Do đó, PSC (tức queue scheđuling) biết LSR dựa trường nhãn LSR sau xác định mức ưu tiên bỏ, xác định PHB, áp dụng packet đến cách kiếm 47 46 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Kết luận Xu hướng phát triển mạng truyền số liệu năm qua cho thấy quan tâm ngày tăng đến vấn đề chất lượng dịch vụ đáp ứng yêu cầu chặt chẽ ứng dụng thời gian thực Đó hướng phát triển công nghệ mạng truyền sổ liệu Trong tiếu luận này, chúng em trình bày chế cung cấp chất lượng dịch vụ cho ứng dụng yêu cầu thời gian thực mạng IP (Phần I, II) Đó mô hình dịch vụ tích hợp (Intserv), mô hình dịch vụ phân biệt (DiffServ), công nghệ MultiProtocol Label Switching (MPLS) chế Traffíc Engineering, mồi giải pháp có ưu nhược điếm riêng Dịch vụ tích họp, kết hợp với giao thức RSVP cho phép đảm bảo chất lượng dịch vụ tù’ đầu cuối đến đầu cuối với tiêu chuẩn định lượng cụ thể phức tạp đòi hỏi nhiều tài nguyên khả xử lý mạng thích họp với mạng có qui mô vừa nhỏ Dịch vụ phân biệt cho phép xử lý lưu lượng theo nhóm có độ ưu tiên khác nhau, thích hợp với mạng trục lớn MPLS kết hợp khả chuyên mạch nhanh tầng hai với khả định tuyến gói tin IP tầng ba với với ứng dụng TraíTic Engineering cho phép cân tải thích họp cho cung cấp chất lượng dịch vụ mạng trục lớn Các phương pháp kết hợp với , tận dụng ưu điếm đe cung cấp chất lượng dịch vụ mạng 48 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Tài liệu tham khảo [1] “ An Architecture for Differentiateđ Services” RFC 2475 Deeember 1998 49 [...].. .Các Các phương phương pháp pháp nâng nâng cao cao chất chất ỉưcmg ỉưcmg dịch dịch vụ vụ trên trên mạng mạng ỈP ỈP • PATHMTU : kích thước gói lớn nhất được chấp nhận (giá trị nhỏ nhất trong số MTƯ của các liên kết trên đường đi) • Các break bit cho từng dịch vụ : ban đầu được xoá và được đặt khi gặp một bộ định tuyến không hỗ trợ dịch vụ tương ứng Ví dụ, có một số bộ định tuyến chỉ hỗ trợ dịch vụ. .. Dịch vụ tải có kiếm soát được áp dụng cho một lóp ứng dụng có đặc tính thời gian thực nhưng có thể thích nghi với điều kiện mạng không quá tải Dịch vụ tải có kiểm soát cố gắng tạo ra điều kiện mạng “không tải “ cho các úng dụng đó nhưng không cung cấp đảm bảo dịch vụ Các dịch vụ này có thể là audio hoặc video 20 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP • Kiến trúc dịch vụ Hình 11 Dịch. .. theo thứ tự và gây trễ cho các giao thức tầng cao hơn 22 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP Mô hình dịch vụ B Mô hình thùng thé bài Mô hình đệm dòng chất lỏng Hình 12 Mô hình dịch vụ đảm hảo Vì dịch vụ đảm bảo là định lượng - nó có giới hạn trễ xác định - nên nó cần dựa trên cả hai mô hình : đáp ứng của nguồn và cách phần tử mạng xử lý luồng Mục đích của các mô hình này là giới... đến phần tử mạng, nó được phục vụ với tốc độ R và dùng bộ đệm kích thước B cần có bộ đệm vì tốc độ truyền p có thể lớn hơn nhiều so với R 23 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP 11.1.7 Các vấn đề với mô hình dịch vụ tích hợp Mô hình IntServ đề xuất một mô hình mới về cơ bản cho mạng IP Nó khác với mô hình truyền thống và đưa ra các dịch vụ mới như dịch vụ đảm bảo và dịch vụ tải có... một lượng lớn các luồng sẽ rất lớn và đòi hỏi nhiều năng lực xử lý 24 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP 11.2 Mô hình dịch vụ phân biệt Yêu cầu đặt ra với các nhà cung cấp dịch vụ mạng là cần có các cơ chế khả dụng và thực tế để cung cấp các mức dịch vụ khác nhau cho khách hàng xuất phát tù - những mối quan tâm mang tính thương mại Ngoài ra, các doanh nghiệp sẽ không đưa các số... tiếp xác định Bang cách sử dụng một công nghệ như MPLS, traffic engineering cho phép giảm tắc 40 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP PHÀN 3 ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN Đánh giá, phân tích các phương pháp: III.1 Cả bốn phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ cho mạng IP là Intserv, Diffserv, MPLS và Traffíc engineering đều có những ưu và nhược điếm riêng (1) Mô hình dịch vụ tích họp (Intserv)... cấp chất lượng dịch vụ end-to-end o Cho phép đặp trước một kênh xuyên qua mạng vói băng thông đảm bảo • Nhược điểm: o Khả năng mở rộng kém, chỉ thích hợp với mạng nhỏ (2) MÔ hình dịch vụ phân biệt (Diffserv) • Ưu điểm: 41 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP 111.2 Đề xuất, kiến nghị Các phương pháp trên đều nhằm mục đích tăng hiệu năng mạng nhưng chúng được thực hiện theo nhừng cách... thông 17 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP Việc phân lớpbày chỉmột có ýphần nghĩa bộ trúc : mộthệgói có thể thuộc các hợp lớp khác nhau các Hình 7 trình củacục kiến thống dịch vụ tích Trong đó tại RSVP bộ định tuyến khác nhau dọc theo đường đi Ví dụ, các bộ định tuyến trên mạng trục là giao thức duy nhất mang yêu cầu của chức năng chất lượng dịch vụ Nó được gửi đến các (backbone)... loại được thực hiện ở biên của mạng, nơi có ít gói phải xử lý hơn Các bộ định tuyến ở biên phân loại và đánh dấu các gói tin một cách tương ứng Các bộ định tuyến ở bên trong chỉ xử lý các gói theo dấu của chúng Như vậy, các bộ định tuyến bên trong không làm việc với từng 25 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ trên mạng ỈP • Không có đảm bảo dịch vụ tuyệt đối Dịch vụ trễ có đảm bảo trong mô hình... như cung cấp một cơ chế phân lóp gói đơn giản mà không cần biết các gói thuộc luồng nào hay thuộc vào ứng dụng nào Banđwiđth Broker giải quyết vấn đề thứ hai bằng 31 Các phương dịch vụ vụ trên mạng ỈP ỈP phươngpháp phápnâng nângcao caochất chất ưcmg ỉưcmg dịch trên mạng 11.2.4.2 BB Kiến trúc của một hệ thống v' thông khả dụng sẽ giảm đi một lượng bằng băng thông yêu cầu và đặc tính luồng (flow speciíication) ... cấp chất lượng dịch vụ thích họp dựa tiêu chuẩn trễ thông lượng Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP PHÂN CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH vụ TRÊN MẠNG IP ĨETF đưa bốn phương. .. họp cho cung cấp chất lượng dịch vụ mạng trục lớn Các phương pháp kết hợp với , tận dụng ưu điếm đe cung cấp chất lượng dịch vụ mạng 48 Các phương pháp nâng cao chất ỉưcmg dịch vụ mạng ỈP Tài liệu... dịch vụ RSVP không quan tâm đến cách nút mạng thực yêu cầu dự trừ 11 Các Các phương phương pháp pháp nâng nâng cao cao chất chất ỉưcmg ỉưcmg dịch dịch vụ vụ trên mạng mạng ỈP ỈP • PATHMTU : kích