TỐI ưu ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG ĐỊNH NGHĨA BẰNG PHẦN mềm SDN

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGKHOA VIỄN THÔNG

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

Đề tài: “TỐI ƯU ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG ĐỊNH NGHĨA BẰNG

PHẦN MỀM - SDN”

NGUYỄN THỊ TRANG HUYỀN B12DCVT068

Hà Nội, tháng 6/2016

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHẦN MỀM – SDN 6

1.5.3.Tính toán hướng đi 18

Chương II Đặc điểm định tuyến trong mạng viễn thông truyền thống 19

2.1.Giới thiệu chung về mạng viễn thông 19

2.1.1.Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network) 19

2.2.3.Dịch vụ hướng kết nối và phi kết nối 23

2.2.4.Sự tương tác giữa dịch vụ và giao thức 24

2.3.Kiến trúc phân lớp 25

2.3.1.Mô hình OSI 25

2.3.2.Mô hình chồng giao thức TCP/IP 26

2.4.Các phương thức định tuyến truyền thống 26

2.5.Thách thức đặt ra với định tuyến trong mạng thông tin hiện tại 28

Chương III Khái quát công nghệ DMM 33

3.1.Giới thiệu về công nghệ DMM trong 5G 33

3.2.Giới thiệu các giải pháp quản lý di động phân tán (DMM) 34

3.2.1.Giải pháp DMM dựa trên PMIPv6 36

3.2.2.Giải pháp DMM dựa trên SDN 38

3.2.3.Giải pháp DMM dựa trên Định tuyến 40

Chương IV Tối ưu hóa định tuyến với SDN 41

4.1.Thúc đẩy tối ưu định tuyến sử dụng DMM trên SDN 41

4.2.Kiến trúc DMM với khái niệm SDN cho tối ưu định tuyến 41

4.2.1.Quá trình chuyển giao và tối ưu hóa tiềm năng định tuyến 42

4.2.2.Ưu điểm của kiến trúc DMM với SDN 44

4.2.3.Tối ưu định tuyến 44

4.2.4.Chức năng của dịch vụ DMM 44

4.2.5.Hỗ trợ di động cho đa miền 45

4.2.6.Tối ưu định tuyến đa miền 47

KẾT LUẬN CHUYÊN ĐỀ 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

SDN Software Defined Network Mạng định nghĩa bằng phần mềm

DMM Distributed Mobility Management Quản lý di động phân tán

MAAR Mobility Anchor and Access Router Neo di động và router truy cập

CMD Central Mobility Database Cơ sở dữ liệu di động

BCE Binding Cache Entry Đầu vào bộ nhớ đệm ràng buộc

API Application programming interfaces Giao diện lập trình ứng dụng

NOS Network Operating System Hệ điều hành mạng

FPC Forwarding Policy Configuration Cấu hình chính sách chuyển tiếp

LMA Local Mobility Anchor Neo di động cục bộ

MAG Mobility Access Gateway Cổng truy cập di động

MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị

LỜI NÓI ĐẦU

Kiến trúc mạng truyền thống đang ngày càng trở lên không phù hợp với nhu cầucác doanh nghiệp và nhà khai thác mạng Xã hội ngày càng phát triển, kéo theo đó là nhucầu sử dụng của người dùng đầu cuối ngày càng tăng lên Kiến trúc mạng truyền thốnghiện nay đang dần dần cho thấy các nhược điểm của nó mang lại khi mà mô hình mạngngày càng mở rộng, sự phức tạp của mạng tăng lên, khó khăn trong việc cấu hình thiết bị

hay cấu hình lại thiết bị khi gặp sự cố, vấn đề bảo mật và khả năng định tuyến Các nhà

mạng, các doanh nghiệp cần phải tìm ra cách giải quyết cho bài toán liên quan tới các hạnchế đó của mạng truyền thống Một kiến trúc mạng mới là rất cần thiết để có thể giải quyếtđược những tồn tại của kiến trúc mạng truyền thống Mạng định nghĩa bằng phần mềmSDN (Software Defined Network) là một công nghệ mới, một phương pháp tiếp cận mớivề mạng Mạng SDN sinh ra đã làm thay đổi kiến trúc mạng truyền thống hiện nay nhằmmục đích khắc phục nhược điểm còn tồn tại trong mạng tuyền thống và từ đó đáp ứng cácnhu cầu trong kinh doanh và các yêu cầu kỹ thuật cho truyền tải mạng.

Việc quản lý tập trung vấn đề định tuyến trong mạng truyền thống đặt ra vô cùngnhiều những khó khăn cho cả người dùng và nhà cung cấp mạng vì ngày nay mạng di độngvô tuyến ngày càng phát triển về nhu cầu nhưng lại tồn tại rất nhiều hạn chế trong cả lĩnhvực bảo mật và truyền tin Vì thế hạ tầng mạng sau khi thay đổi cấu trúc bằng SDN sẽ cho tamột hướng tiếp cận quản lý di động linh hoạt hơn, tương hợp hơn với nhiều công nghệ, thuậntiện hơn cho người quản trị mạng đó là thay vì quản lý tập trung thì SDN cho phép Quản lýdi động phân tán (DMM) điều đó cải thiện rất nhiều hiệu năng của mạng truyền thống.

Chuyên đề này xin tập trung đặc biệt vào việc khai triển DMM trên SDN đẻ tối ưuhóa định tuyến Do thời gian có hạn và là một kiến thức khá mới mẻ đang được phát triển bởicác nhà khoa học trên IETF tính đến tháng 2/2016 vẫn chưa hoàn thiện nên nhóm sinh viênthực hiện chuyên đề rất mong nhận được sự đóng góp của Giảng viên hướng dẫn và bạn đọc.

Nhóm sinh viên Nguyễn Thị Trang Huyền

Quách Thanh TâmLê Văn Vượng

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNGPHẦN MỀM – SDN

1.1.Khái niệm SDN

1.1.1 Đặc điểm mạng truyền thống

Internet đã tạo ra một xã hội kỹ thuật số, trong đó hầu hết tất cả mọi thứ được kếtnối và có thể truy cập từ bất cứ nơi nào Tuy nhiên, dù áp dụng rộng rãi, mạng IP truyềnthống rất phức tạp và rất khó quản lý Trong mạng truyền thống, việc cấu hình mạng theochính sách được xác định trước hay cấu hình lại để đối phó với những lỗi phát sinh, tảilưu lượng khá khó khăn Vấn đề càng khó khăn hơn khi mà các mạng truyền thống hiệnnay được tích hợp các chức năng theo chiều dọc: phần điều khiển và dữ liệu được đi kèmvới nhau hay cụ thể hơn là mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu đều cùng nằm trênmột thiết bị vật lý, các chính sách chuyển tiếp lưu lượng nằm riêng trên mỗi thiết bị, vì vậykhông có khả năng hiển thị toàn bộ mạng lưới, các chính sách chuyển tiếp có thể không phảilà tốt nhất.

Hình 1.1 Mặt phẳng điều khiển trong thiết bị mạng

Nếu số lượng thiết bị càng nhiều, càng gây lên sự phức tạp trong mạng lưới và điềuđó cũng gây khó khăn cho người quản trị mạng trong quá trình vận hành và điều khiển.

Hình 1.2 Khó khăn cho người vận hành

Các giao thức điều khiển phân phối chạy bên trong các bộ định tuyến router và cácbộ chuyển mạch switch là những công nghệ chủ chốt cho phép thông tin trong các gói dữliệu số có thể đi vòng quanh thế giới Mặc dù được áp dụng rộng rãi nhưng mạng IPtruyền thống rất phức tạp và khó quản lý Để thể hiện các chính sách mạng cấp cao mongmuốn, các nhà khai thác mạng cần phải cấu hình từng thiết bị mạng cá nhân riêng biệt ởmức độ thấp và thường sử dụng các lệnh của từng nhà cung cấp cụ thể Ngoài cấu hìnhphức tạp, môi trường mạng phải chịu đựng sự biến động bởi lỗi, các thích ứng với lưulượng tải thay đổi Cấu hình lại và cơ chế phản hồi tự động là hầu như không tồn tạitrong các mạng IP hiện tại Thực thi các chính sách cần thiết trong một môi trường đầybiến động thay đổi như vậy là thách thức lớn.

Thêm vào đó, các mạng hiện nay cũng tồn tại một nhược điểm nữa Mặt phẳng điềukhiển (phần quyết định làm thế nào để xử lý lưu lượng truy cập mạng) và mặt phẳng dữliệu (phần chuyển tiếp lưu lượng theo các quyết định của mặt phẳng điều khiển) đượcđóng gói bên trong các thiết bị mạng, làm giảm tính linh hoạt và cản trở sự đổi mới vàphát triển của cơ sở hạ tầng mạng Việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6, bắt đầu từ hơn mộtthập kỷ trước đây và phần lớn vẫn còn chưa hoàn toàn đầy đủ, là minh chứng cho tháchthức này Trong khi trên thực tế IPv6 chỉ là một bản cập nhật giao thức Do quán tính củacác mạng IP hiện tại, một giao thức định tuyến mới có thể mất 5-10 năm để được thiết kếđầy đủ, đánh giá và triển khai Tương tự như vậy, một cách tiếp cận mới để thay đổi kiếntrúc Internet (ví dụ thay thế IP) được coi là một nhiệm vụ khó khăn - chỉ đơn giản làkhông khả thi trong thực tế.

Các thay đổi mô hình lưu thông, sự gia tăng của các dịch vụ đám mây, và phát triểnnhu cầu của các nhà khai thác băng thông có dịch vụ dẫn đầu để tìm giải pháp sáng tạo.Vì công nghệ mạng truyền thống không thể đáp ứng những nhu cầu đó và nảy sinh cácvấn đề Các yếu tố hạn chế:

• Phức tạp.

• Chính sách không nhất quán.• Khả năng mở rộng quy mô kém.• Phụ thuộc vào nhà cung cấp.

1.1.2 Mạng điều khiển bằng phần mềm SDN

Khái niệm SDN được đưa ra và thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Đại họcStanford vào năm 2008 Chủ đề này đã thu hút được sự quan tâm lớn và trở thành một chủđề quan trọng cho việc nghiên cứu, phát triển và tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực mạng.Một mặt là do những hạn chế của các kiến trúc mạng hiện tại, một mặt mong sao đáp ứngđược các yêu cầu của xu thế mới như điện toán đám mây, ảo hóa, Internet of Things và sựbùng nổ của các thiết bị di động

SDN là một mô hình mạng sử dụng các ứng dụng phần mềm để lập trình các thiết bịmạng cá nhân rồi từ đó kiểm soát toàn mạng SDN tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế,phân phối và hoạt động của các dịch vụ mạng theo một cách thức xác định và có khả năngmở rộng SDN là một kiến trúc linh hoạt, dễ quản lý, hiệu suất cao và thích nghi tốt,khiến công nghệ này lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi băng thông cao và cần sự linhhoạt hiện nay Trong SDN, phần điều khiển mạng được tách ra khỏi phần chuyển tiếp và cóthể cho phép lập trình trực tiếp được.

Xu hướng của người sử dụng ngày nay như: ưa chuộng tính di động, ảo hóa máychủ, yêu cầu đáp ứng một cách nhanh chóng với điều kiện công việc luôn thay đổi đã đặt rangày càng nhiều yêu cầu đối với hệ thống mạng Kiến trúc mạng thông thường nhiều khikhông đáp ứng kịp Mạng điều khiển bằng phần mềm (SDN) cung cấp một kiến trúc mạngmới, năng động, có khả năng thay đổi mạng truyền thống sang một nền tảng có khả năngcung cấp dịch vụ phong phú hơn.

Tương lai của mạng sẽ dựa nhiều hơn nữa vào các phần mềm Việc này sẽ giúp đẩynhanh tốc độ đổi mới cho hệ thống mạng như nó đã từng xảy ra trong lĩnh vực máy tính vàlưu trữ SDN hứa hẹn sẽ biến đổi mạng cố định hiện nay thành nền tảng dựa trên lập trìnhvới khả năng phân bổ nguồn lực một cách năng động, trở nên linh hoạt hơn, đủ quy mô để hỗtrợ các trung tâm dữ liệu khổng lồ với sự ảo hóa cần thiết cho một môi trường điện toán đámmây tự động hóa cao, năng động, và an toàn.

Sở hữu nhiều lợi thế và tiềm năng công nghiệp hấp dẫn, mạng SDN đang trên đườngtrở thành một chuẩn mới cho mạng trong tương lai.

Hình 1.3 Kiến trúc một mạng SDN đơn giản

SDN là một kiến trúc mạng với bốn yếu tố chính:

 Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu được tách riêng Chức năng điều khiển đượclấy ra từ các thiết bị mạng sẽ làm đơn giản hóa thành phần chuyển tiếp.

 Quyết định chuyển tiếp được dựa trên các luồng thay vì đích đến Trong SDN,OpenFlow (một luồng) là một chuỗi các gói giữa một nguồn và một đích đến Tất cả cácgói tin của một luồng nhận Nâđược các chính sách dịch vụ giống nhau ở các thiết bịchuyển tiếp.

 Phần điều khiển được chuyển đến một thực thể bên ngoài, gọi là SDN controllerhoặc hệ điều hành mạng - Network Operating System (NOS) Các NOS là một nềntảng phần mềm chạy trên máy chủ và cung cấp các nguồn lực cần thiết để tạo điềukiện thuận lợi cho các chương trình của các thiết bị chuyển tiếp hoạt động một cách tậptrung và có tính logic.

 Mạng là một chương trình hoạt động thông qua các ứng dụng phần mềm chạy bêntrên hệ điều hành mạng - NOS và nó tương tác với các thiết bị trong mặt phẳng dữliệu nằm bên dưới Đây được coi là một đặc tính cơ bản của SDN.

1.2.1 Mặt phẳng ứng dụng

Là các ứng dụng kinh doanh được triển khai trên mạng, được kết nối tới lớp điềukhiển thông qua các API, cung cấp khả năng cho phép lớp ứng dụng cấu hình lại mạng(điều chỉnh các tham số trễ, băng thông, định tuyến…) thông qua lớp điều khiển Lớp ứngdụng cung cấp các giao diện có khả năng lập trình mở, cho phép các nhà cung cấp dịchvụ điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ đám mây công cộng tự động và có khảnăng mở cho các doanh nghiệp Các tổ chức, doanh nghiệp có thể tạo ra một “đám mây ảo”cô lập, thông qua hạ tầng cơ sở đám mây công cộng tự phục vụ, giúp họ kiểm soát hoàntoàn các dịch vụ và các ứng dụng mới cho người sử dụng.

SDN cho phép các ứng dụng tương tác với thiết bị mạng thông qua các lớp điềukhiển Các ứng dụng sử dụng tầm nhìn của tài nguyên mạng trong bộ điều khiển, do đó,có thể yêu cầu trạng thái mạng và khả năng tiếp cận tài nguyên mạng Có một yêu cầu đếncác ứng dụng với các nguồn tài nguyên vật lý hoặc nguồn tài nguyên ảo ví dụ phát hiện cấutrúc liên kết, dịch vụ tường lửa, dịch vụ tên miền, dịch vụ dịch địa chỉ mạng và triển khaimạng cá nhân ảo Do đó, nhà khai thác mạng và cung cấp dịch vụ mong muốn kiểm soát,thao tác, quản lý và thiết lập chính sách bằng cách sử dụng ứng dụng cho các mạng điềukhiển khác nhau, mở rộng tùy chọn cấu hình bằng tay.

Ở SDN, mặt phẳng điều khiển cung cấp một cái nhìn trừu tượng về nguồn tàinguyên thông tin của toàn bộ các yếu tố mạng cho ứng dụng SDN Trong OpenFlow,bộđiều khiển tách sự phức tạp của mạng ra, thu thập thông tin mạng thông qua API phíaNam và duy trì một bản đồ hợp lý của toàn bộ mạng Thông tin mạng có thể được cung cấp

cho ứng dụng thông qua API phía Bắc của bộ điều khiển Do đó, OpenFlow là một sự lựachọn hợp lý để thực hiện chức năng mạng trong các hình thức ứng dụng OpenFlow Vì vậy,một loạt các dịch vụ bảo mật mạng được thực hiện phía bên trên bộ điều khiển OpenFlow.

1.2.2 Mặt phẳng điều khiển

Là nơi tập trung các bộ điều khiển thực hiện việc điều khiển cấu hình mạng theocác yêu cầu từ lớp ứng dụng và khả năng của mạng Các bộ điều khiển này có thể là cácphần mềm được lập trình Một bộ điều khiển (Controller) là một ứng dụng quản lý kiểmsoát luồng lưu lượng trong môi trường mạng Hầu hết các bộ điều khiển SDN hiện đượcdựa trên giao thức OpenFlow.

Bộ điều khiển SDN phục vụ như là một loại hệ điều hành mạng Tất cả thông tinliên lạc giữa các ứng dụng và các thiết bị phải đi qua bộ điều khiển Bộ điều khiển sử dụnggiao thức OpenFlow để cấu hình các thiết bị mạng và chọn con đường tốt nhất cho lưu lượngứng dụng Cùng với chức năng chính của nó, nó có thể tiếp tục được mở rộng để thực hiệnthêm nhiệm vụ quan trọng như định tuyến và truy cập mạng.

Một khía cạnh quan trọng của SDN là liên kết giữa mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳngđiều khiển Các giao thức OpenFlow có thể được xem như là một trong những thực thểtương tác giữa bộ điều khiển - thiết bị chuyển mạch vì nó xác định thông tin liên lạcgiữa các phần cứng chuyển mạch và một bộ điều khiển trong mạng.

Trong kiến trúc mạng SDN, giao diện chương trình ứng dụng hướng bắc(Northbound API) được sử dụng để giao tiếp giữa các bộ điều khiển SDN và các dịch vụ,các ứng dụng chạy trên mạng Các Northbound API được sử dụng để tạo thuận lợi cho sựđổi mới và tự động hóa cho mạng để phù hợp với nhu cầu của các ứng dụng khác nhauthông qua chương trình mạng SDN.

API hướng Bắc được cho là các API quan trọng nhất trong môi trường SDN vì giátrị của SDN được gắn liền với các ứng dụng Do là một yếu tố khá quan trọng, các APIhướng Bắc phải hỗ trợ một loạt các ứng dụng Đây có lẽ là lý do tại sao API hướngBắc hiện đang là thành phần mơ hồ nhất trong một môi trường SDN.

API hướng Bắc cũng được sử dụng để tích hợp bộ điều khiển SDN với ngăn xếptự động hóa, chẳng hạn như Puppet, Chef, SaltStack, Ansible và cfengine, chẳng hạn nhưOpenStack, vCloudDirector của VMware hay CloudStack mã nguồn mở Mục đích là đểtóm tắt các hoạt động bên trong của mạng, do đó, các nhà phát triển ứng dụng có thể"móc" vào mạng và thực hiện thay đổi để phù hợp với nhu cầu của các ứng dụng màkhông cần phải hiểu chính xác về mạng.

Hình 1.4 Các API hướng Nắc và hướng Nam

East/westbound API được minh họa trong hình 1.8 là một trường hợp đặc biệt giaodiện được sử dụng cho các bộ điều khiển phân tán Các chức năng của các giao diện nàybao gồm nhập, xuất dữ liệu giữa các bộ điều khiển, cung cấp thuật toán thống nhất cho cácmô hình dữ liệu và cung cấp khả năng giám sát, thông báo.

Tương tự như giao diện Southbound và Northbound, các East/westbound API là thànhphần thiết yếu của bộ điều khiển phân tán Để xác định và cung cấp khả năngtương thíchphổ biến và khả năng tương tác giữa các bộ điều khiển khác nhau thì cần phải có một giaodiện East/Westbound tiêu chuẩn.

Hình 1.5 Bộ điều khiển phân phối với API hướng Đông và hướng Tây

Cơ sở hạ tầng của SDN bao gồm một tập hợp các thiết bị mạng (switch, router, cácđiểm truy cập mạng… ) Sự khác biệt chính là những thiết bị vật lý truyền thống bây giờ

chỉ là thành phần chuyển tiếp đơn giản, không có phần điều khiển Phần thông minh củamạng được mang ra từ các thiết bị trong mặt phẳng dữ liệu tới một hệ thống điều khiểnlogic - tập trung, tức là các hệ điều hành mạng và các ứng dụng.

Trong kiến trúc SDN/OpenFlow có hai thành phần chính, các bộ điều khiển và cácthiết bị chuyển tiếp Một thiết bị trong mặt phẳng dữ liệu là một thành phần phần cứnghoặc phần mềm chuyên chuyển tiếp gói tin Một bộ điều khiển là một tập các phần mềmđang chạy trên một nền tảng phần cứng Một thiết bị chuyển tiếp OpenFlow dựa trên mộtđường ống dẫn của bảng luồng lưu lượng mà mỗi entry của một bảng luồng lưu lượng cóba phần: một quy tắc phù hợp, các hành động được thực hiện trên các gói tin phù hợp và bộđếm giữ số liệu thống kê của các gói tin phù hợp.

Bên trong một thiết bị OpenFlow, một đường dẫn sẽ thông qua một chuỗi các bảngluồng dữ liệu định nghĩa việc gói tin được xử lý như thế nào Khi một gói tin mới đến, quátrình tra cứu bắt đầu trong bảng và kết thúc là việc gói tin phù hợp với các bảng của cácđường ống dẫn hoặc là thất bại (khi không có quy tắc được tìm thấy cho gói đó) Một quytắc dòng luồng dữ liệu có thể được xác định bằng cách kết hợp các trường phù hợp khácnhau Nếu không có quy tắc, các gói tin sẽ được loại bỏ Hành động có thể bao gồm:chuyển tiếp các gói tin đến cổng ra; đóng gói và chuyển tiếp tới bộ điều khiển; hủy bỏ; gửicho các đường ống xử lý bình thường; gửi nó vào bảng luồng lưu lượng tiếp theo hoặcbảng đặc biệt.

1.3.Lợi ích của SDN

SDN, với sự phân tách vốn có của hai mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệuđã cung cấp một sự kiểm soát tốt hơn trong mạng thông qua các chương trình Điều nàysẽ mang lại nhiều lợi ích

 Nâng cao cấu hình mạng

Trong quản lý mạng, cấu hình là một trong những chức năng quan trọng nhất Cụthể, khi thiết bị mới được thêm vào một mạng hiện có, khi đó, việc cấu hình thiết bị là rấtquan trọng để cho cả mạng có thể hoạt động đúng và không xảy ra mâu thuẫn Tuy nhiên,do sự không đồng nhất giữa các nhà sản xuất thiết bị mạng và các giao diện cấu hình, cấuhình mạng hiện thường phải thao tác thủ công ở một mức nhất định Thêm vào đó, việccấu hình lại mạng với các thiết bị mạng như vậy đang là một thách thức lớn SDN sẽ giúpkhắc phục tình trặng này trong khâu quản lý mạng Trong SDN, mặt phẳng điều khiển điềukhiển tất cả các loại thiết bị mạng, bao gồm thiết bị chuyển mạch, thiết bị định tuyến, dịchđịa chỉ mạng (NAT), tường lửa và cân bằng tải, làm cho nó có thể cấu hình các thiết bị

mạng từ một điểm duy nhất, tự động qua phần mềm kiểm soát Như vậy, toàn bộ một mạngcó thể được cấu hình lập trình và tự động tối ưu hóa dựa trên tình trạng mạng.

 Cải thiện hiệu năng

Trong hoạt động mạng, một trong những mục tiêu chính là tối ưu hóa việc sử dụngcác cơ sở hạ tầng mạng đã đầu tư Tuy nhiên, do tồn tại của các công nghệ khác nhau vàcác bên liên quan trong một mạng duy nhất, việc tối ưu hóa hiệu năng của mạng đượccoi là một công việc khá khó khăn Phương pháp tiếp cận hiện nay thường tập trung vàoviệc tối ưu hóa hiệu suất của một tập hợp con của các mạng hoặc chất lượng trải nghiệmngười dùng cho một số dịch vụ mạng Sự ra đời của SDN cung cấp một kiến trúc để cảithiện hiệu suất mạng trong toàn mạng Cụ thể, SDN cho phép sự điều khiển tập trung vớimột cái nhìn bao quát toàn mạng và điều khiển phản hồi với các thông tin trao đổi giữacác lớp khác nhau trong kiến trúc mạng Như vậy, nhiều thách thức về vấn đề tối ưu hóahiệu năng sẽ trở lên có thể quản lý với các thuật toán được thiết kế tập trung Một số giảipháp mới như lập kế hoạch lưu lượng dữ liệu, kiểm soát tắc nghẽn end-to-end, cân bằngtải gói tin, quản lý năng lượng hoạt động hiệu quả và chất lượng dịch vụ (QoS ) có thểđược phát triển và triển khai dễ dàng để xác minh tính hiệu quả trong việc cải thiện hiệusuất mạng.

 Tập trung hóa việc điều khiển

Phần mềm điều khiển SDN có thể kiểm soát thiết bị mạng hỗ trợ OpenFlow từ bấtkỳ nhà cung cấp nào, bao gồm chuyển mạch, định tuyến và chuyển mạch ảo Thay vì phảiquản lý từng nhóm thiết bị từ các nhà cung cấp riêng lẻ, nhà quản lý có thể sử dụng đồngbộ các thiết bị và các công cụ quản lý dựa trên SDN để nhanh chóng triển khai, cấu hình vàcập nhật các thiết bị trong toàn bộ mạng.

 Giảm độ phức tạp thông qua tự động hóa

Mạng SDN dựa trên giao thức OpenFlow cung cấp các công cụ giúp tự động hóavà quản lý mạng một cách linh hoạt Điều này hỗ trợ nhà quản lý có thể phát triển các côngcụ giúp thực hiện các tác vụ quản lý một cách tự động hóa.

 Tốc độ đổi mới cao hơn

Sử dụng mạng SDN làm tăng khả năng đổi mới trong công việc, bằng cách cho phépnhà vận hành mạng có thể thực sự lập trình theo thời gian thực để đáp ứng những yêu cầucông việc đặc biệt và nhu cầu phát sinh của người sử dụng, bằng cách ảo hóa và trừu tượnghóa cơ sở hạ tầng mạng từ các dịch vụ mạng.

 Tăng cường độ tin cậy và an ninh mạng

SDN cho phép các nhà quản lý tự định nghĩa các cấu hình cấp cao (high-levelconfiguration) và chính sách trong mạng, điều này được chuyển xuống cơ sở hạ tầngthông qua OpenFlow Kiến trúc mạng SDN dựa trên OpenFlow loại bỏ nhu cầu phải cấuhình lại cho từng thiết bị mạng đơn mỗi khi một thiết bị đầu cuối có sự thay đổi Điều nàylàm giảm thiểu khả năng phát sinh lỗi trong mạng do xung đột cấu hình hoặc chính sách Bộđiều khiển mạng SDN cung cấp khả năng hiển thị đầy đủ và kiểm soát qua mạng Điều nàyđảm bảo rằng việc kiểm soát truy cập, lưu lượng, chất lượng dịch vụ, an ninh và các chínhsách khác được thực thi nhất quán trên các cơ sở hạ tầng mạng của các tổ chức Bởivậy, sẽ giảm chi phí hoạt động, khả năng cấu hình linh hoạt, ít gặp lỗi, thực thi chính sáchvà cấu hình thống nhất.

 Trải nghiệm người dùng tốt hơn

Bằng cách tập trung hóa điều khiển mạng và đảm bảo thông tin trạng thái sẵn sàngcho các ứng dụng cấp cao hơn, cơ sở hạ tầng mạng SDN có thể thích ứng tốt hơn với nhucầu đa dạng của người dùng Với mạng SDN dựa trên OpenFlow, các ứng dụng video cóthể tự nhận diện băng thông cho phép trong mạng theo thời gian thực và tự động điều chỉnhđộ phân giải video cho phù hợp.

1.4.Thách thức của SDN

Với việc tách mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển, mạng điều khiển bằngphần mềm hứa hẹn một thế hệ mới phần cứng với chi phí thấp mà cộng đồng phát triểnphần mềm có thể kết hợp lại xung quanh, cung cấp các dịch vụ mạng mạnh mẽ hiệu quảchi phí phù hợp với nhu cầu cá nhân Tuy nhiên, mạng SDN cũng giống như các thế hệmạng khác đều tồn tại những nhược điểm cũng như thách thức.

 An ninh

Trong kiến trúc mạng SDN, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu được táchbiệt khỏi nhau Đây là điểm nổi bật nhất trong thiết kế mạng này và nó cũng mang lại rấtnhiều ưu điểm trong mạng Tuy nhiên, do công việc điều khiển trong mạng được tập trunglại trong một mặt phẳng điều khiển, cụ thể là bộ điều khiển nên khi vấn đề an ninh trên bộđiều khiển cần được chú trọng Nếu bộ điều khiển gặp một vấn đề an ninh nào đó và có thểbị sập thì sẽ ảnh hưởng tới toàn bộ mạng.

 Khả năng mở rộng

Trong SDN, mặt phẳng điều khiển gồm các bộ điều khiển tập trung hay phân phối.

Một bộ điều khiển sẽ phải giao tiếp với nhiều thiết bị chuyển mạch Khi số lượng các thiết bịở phía dưới (các thiết bị chuyển mạch) tăng lên một mức nào đó có thể dẫn tới tình trạngthắt nút cổ chai ở bộ điều khiển Đặc biết là trong các mạng lớn với khối lượng các yêu cầukết nối mạng cao có thể dẫn tới làm tràn ngập bộ điều khiển Khi đó hiệu suất mạng chắcchắn sẽ giảm.

Khả năng mở rộng có thể được cải thiện với một kiến trúc điều khiển phân cấp hoặccác giải pháp tương tự, chẳng hạn phân tán một phần hoặc hoàn toàn các mặt phẳng điềukhiển Nhưng giải pháp này có thể dẫn tới nhiều trở ngại mới, nổi bật là khả năng hội tụ.

 Khả năng tương tác

Với các mạng mới thì khả năng triển khai SDN là khá dễ dàng Tuy nhiênchuyển các mạng truyền thống cũ hiện vẫn hoạt động thành mạng SDN lại là một câuchuyện khác Các mạng doanh nghiệp và hầu hết các môi trường mạng khác khichuyển sang SDN đều cần phải có một khoảng thời gian tương tác với cơ sở hạ tầng lai làSDN – truyền thống SDN và các nút mạng truyền thống có thể giao tiếp với nhau thôngqua một giao thức thích hợp để hỗ trợ thông tin liên lạc.

 Hiệu năng

Hiệu suất là vấn đề lớn nhất đối với tất cả các mạng Bất kể thế nào dù là mạnh mẽ,an toàn, có khả năng mở rộng hay khả năng tương thích thì nó cũng không thể sử dụngđược nếu thiếu hiệu suất Việc mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu được tách riêngbiệt có thể gây ra độ trễ trong SDN Các mạng lớn có thể gây ra trễ lớn, làm giảm hiệu suấtmạng Thời gian đáp ứng điều khiển và thông lượng có thể góp phần vào việc gây rahiệu suất kém.

1.5 Dịch vụ định tuyến trong SDN

Nhiệm vụ của Openflow trong SDN trong một kiến trúc tiêu chuẩn là để chuyển đổi mộttuyến đường thành hướng đi nối hai điểm trong một mạng lưới, liên quan đến hành động củacác thiết bị chuyển tiếp khi có sự thay đổi cụ thể.

Tất cả các ứng dụng điều khiển SDN sẽ yêu cầu một sơ đồ mạng bao gồm: miền, bộ điềukhiển, quản lý,… Sơ đồ này sẽ được sử dụng để xác định các thiết bị cụ thể trong mạng, dođó, khi một tuyến đường được tạo ra, nó có thể được chia thành một danh sách các thiết bịtheo thứ tự Sử dụng danh sách này, bộ điều khiển SDN có thể lách qua các tuyến đường Sơđồ mạng phải hiển thị các thiết bị, topo mạng, và đối với một số ứng dụng, nó cũng cần ghilại trạng thái của từng thiết bị Các ứng dụng sẽ dùng sơ đồ này để đáp ứng các dịch vụ màSDN có thể cung cấp.

Có ba phương thức định tuyến có thể giúp ích cho ứng dụng điều khiển SDN đó là: Định tuyến dự phòng

 Định tuyến thăm dò  Tính toán hướng đi

Đây rất có thể là các thông tin về tuyến đường trong một mạng duy nhất, vì vậy, điềuquan trọng là tất cả các ứng dụng điều khiển SDN phải được xem xét, hỗ trợ, ít nhất là bởicác API Northbound của bộ điều khiển.

Điều đáng chú ý là do hiện tại chưa có tiêu chuẩn API Northbound và không có tiêuchuẩn nào về việc theo dõi tình trạng mạng hoặc điều khiển các thiết bị SDN, các ứng dụngđiều khiển SDN có thể đặc trưng cho các bộ điều khiển mà chúng được tạo ra Cho đến khicó đầy đủ các tiêu chuẩn, nhà cung cấp điện toán đám mây sẽ phải cẩn thận trong việc lựachọn bộ điều khiển và các gói ứng dụng phù hợp với nhu cầu của họ.

1.5.1 Định tuyến dự phòng

Định tuyến dự phòng là ứng dụng điều khiển SDN dễ nhất Một nhà điều hành mạngcó thể sử dụng một ứng dụng đồ họa đơn giản để xác định một chuỗi các thiết bị để tạo ramột tuyến đường Một ứng dụng như vậy có thể được điều khiển từ một sơ đồ trong trungtâm dữ liệu để tạo ra một trung tâm dữ liệu SDN, ví dụ.

Việc định tuyến dự phòng cũng có thể được sử dụng để tạo ra bộ điều khiển SDN,được cung cấp như một phần của các dịch vụ mạng Nếu thông tin trạng thái mạng có sẵntrong sơ đồ, các ứng dụng có thể cảnh báo cho các nhà điều hành để tạo các bước nhảy khicác nguồn tài nguyên bị tắc nghẽn hoặc thất bại Việc định tuyến dự phòng cũng là cơ sở đểphân đoạn mạng, là một phần của một mạng trong mạng con độc lập Ứng dụng này rất quantrọng, giúp kết nối mạng trong các trung tâm dữ liệu đám mây và cũng có thể có giá trị trongcác ứng dụng VPN / VLAN.

1.5.2 Định tuyến thăm dò

Định tuyến thăm dò là quá trình theo dõi các yêu cầu định tuyến từ các thiết bị lân cậnhoặc các lớp giao thức cao hơn Trong các ứng dụng điều khiển, SDN có thể xuất hiện nhưmột mạng lưới vận chuyển (một yếu tố IP cốt lõi) hoặc một đường dẫn lớp vật lý Nếu SDNcó thể đọc các thông tin định tuyến của các mạng kết nối với nó thì một ứng dụng điều khiểnSDN có thể xây dựng các định tuyến cần thiết để kết nối mỗi mạng hàng xóm với nhữngmạng khác và quảng bá các tuyến đường Đây thực chất là các ứng dụng SDN Google sửdụng trong việc triển khai SDN của nó.

Có một số phương pháp để định tuyến thăm dò như: các yếu tố của SDN cạnh tranhvới một bộ định tuyến để nhận được thông tin quảng bá Một cách khác là một yếu tố phầnmềm trong router sẽ gửi các quảng bá router đến một ứng dụng điều khiển SDN trung tâm.Cũng có một số dự án mới cho phép Border Gateway Protocol (BGP) thăm dò dữ liệu định

tuyến và thậm chí là tạo ra một phản hồi tuyến đường trung tâm, trong đó thông tin địnhtuyến có thể được thu thập và phân phối Các ứng dụng điều khiển SDN sẽ để cho BGP xâydựng các tuyến đường trong phần SDN của mạng.

1.5.3 Tính toán hướng đi

Ứng dụng điều khiển SDN phức tạp nhất đó là tính toán hướng đi, xác định một lộtrình dựa trên các nhu cầu dịch vụ, cấu trúc liên kết mạng và tình trạng tài nguyên Đối vớiloại ứng dụng này, để làm việc, nó không chỉ cần một sơ đồ mạng, mà còn phải sử dụng sơđồ với các thông tin người dùng được kết nối và trạng thái, tải lưu lượng trên các thiết bị Sơđồ có thể thu thập những yếu tố này từ các hệ thống quản lý và các giao diện thiết bị nhưSNMP và RMON.

Một dự án IETF hiện nay được gọi là ‘cơ sở hạ tầng thông tin ứng dụng Exposure’đang tìm cách để cung cấp thông tin từ cơ sở hạ tầng mạng lưới đến một ứng dụng, trongtrường hợp này sẽ là ứng dụng tạo lập và duy trì sơ đồ mạng Các dự án tương tự cũng có thểcung cấp dữ liệu trạng thái mạng hoặc trạng thái cho các ứng dụng điều khiển SDN khác,cho phép định tuyến tự động hoặc xác minh tuyến đường dựa trên dữ liệu mạng.

Các ứng dụng điều khiển SDN trước đây hầu như đều giới hạn trong các trung tâm dữliệu, nơi mà các nhà cung cấp có thể sử dụng OpenFlow để tạo mạng LAN ảo với mục đíchchứa người dùng và các ứng dụng, hạn chế tương tác Một số nhà cung cấp bộ điều khiểncũng cung cấp các ứng dụng giám sát, có thể phân tích và cải thiện mạng.

Các ứng dụng giám sát nhấn mạnh một vấn đề tiềm năng mà tất cả các ứng dụng điềukhiển SDN phải giải quyết: duy trì hướng điều khiển thông qua việc khởi động mạng, cấuhình thiết bị và những thất bại Do các mạng điều khiển trung tâm không tự động thích ứngvới những thay đổi cấu trúc liên kết, có thể là một thiết bị mới hoặc một mạng thất bại sẽ dẫnđến một hoặc nhiều thiết bị không có OpenFlow quay trở lại với bộ điều khiển SDN Điềunày sẽ làm cho nó không thể cập nhật bảng chuyển tiếp của thiết bị, sau đó không thể tạo ramột đường dẫn đến các thiết bị mà OpenFlow có thể vượt qua.

Điều quan trọng là bất kỳ người sử dụng bộ điều khiển SDN nào cũng cần hiểu làmthế nào để các hướng điều khiển được duy trì Ngay cả việc bắt đầu mạng cũng đòi hỏi phảiphối hợp, mở rộng để hướng dẫn mỗi nút phải làm như thế nào để chuyển tiếp lệnh tiếp theo.

SDN là một kiến trúc mạng hiện đại phù hợp cho việc phát triển 5G (Internet of Thing)trong tương lai phần tiếp theo chúng ta cùng nhìn lại những yếu điểm của kiến trúc mạng truyềnthống trước khi đi vào tìm hiểu các phương thức tối ưu định tuyến trên nền SDN

Chương II Tổng quan về định tuyến trong mạng viễn thôngtruyền thống

2.1.Giới thiệu chung về mạng viễn thông

Mạng viễn thông có thể được phân loại theo nhiều quan điểm khác nhau như: phạm vi địalý, công nghệ và phương thức chuyển giao thông tin, loại hình dịch vụ cung cấp, các giaothức sử dụng,…Tùy vào đặc điểm và tính chất của dịch vụ cung cấp mà một mạng viễnthông có thể sử dụng công nghệ này hay công nghệ khác để thực hiện chuyển giao thông tin.Ngày nay, để dễ dàng cho việc nhận dạng mà mạng truyền thông được chia ra thành các loại:mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng không dây và kết nối liên mạng (internet).

2.1.1 Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network)

Là một hệ thống mạng để kết nối các máy tính và máy trạm trong một phạm vi nhỏ (vănphòng, nhà ở,…) để chia sẻ tài nguyên với nhau, điển hình như chia sẻ các tệp tin,…

Hình 2.1 Mô hình mạng LAN

Mạng LAN bị hạn chế về kích thước do đó thời gian truyền dẫn được đảm bảo trong giớihạn Mạng LAN phận biệt với các loại mạng khác bới các đặc điểm: kích thước, công nghệtruyền dẫn và cấu trúc liên kết.

Có nhiều cấu trúc liên kết có thể được sử dụng cho mạng LAN như: mạng hình sao (Startopology), mạng hình tuyến (Bus topology), mạng vòng (Ring topology), mạng dạng kết hợp(kết hợp các dạng khác nhau).

2.1.2 Mạng đô thị (MAN)

Là mạng có phạm vi trong một thành phố, ví dụ như mạng truyền hình cáp có sẵn ở nhiềuthành phố Hệ thống này phát triển từ hệ thống ăn-ten công cộng trước đó, một ăn-ten lớnđược đặt tại một vị trí cao và phát tín hiệu tới các thuê bao trong thành phố.

Mạng MAN đóng vai trò kết nối 2 mạng LAN và WAN với nhau hoặc giữa các mạngLAN.

Kết nối giữa các phần tử trong mạng MAN thường là không dây (Wireless) hoặc cápquang (Optical Fiber).

Hình 2.2 Cấu trúc mạng MAN

2.1.3 Mạng diện rộng (WAN)

Mạng diện rộng (Wide Area Network) có phạm vi trong một khu vực địa lý rộng lớn,thường là một quốc gia hay lục địa Nó chưa một tập hợp các máy tính chạy các chương trìnhứng dụng gọi là các máy trạm (host) Các máy trạm được nối với nhau bới một phân mạng

hay mạng con (subnet) Các máy trạm thuộc sở hữu của khách hàng trong khi các phân mạngthường được sử hữu và điều hành bới các nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP).

Trong hầu hết các mạng WAN, một mạng con gồm hai thành phần khác nhau là đườngdây và phần tử chuyển mạch (Router hoặc Switch) Đường dây có thể là cáp đồng, cáp quanhoặc liên kết vô tuyến Các phần tử chuyển mạch là các máy tính chuyên dụng kết nối bahoặc nhiều đường chuyền Khi dữ liệu trên một đường gửi đến, phần tử chuyển mạch phảichọn một đường đi để chuyển tiếp chúng.

Hình 2.3 Cấu trúc mạng WAN

2.1.4 Mạng không dây (mạng vô tuyến)

Một cách khái quát, mạng không dây có thể chia thành ba loại chính- Hệ thống kết nối

- LAN không dây - WAN không dây

Hệ thống kết nối bao gồm tất cả các thành phần kết nối của một máy tính sử dụng sóngradio trong khoảng cách ngắn (Bluetooth).

Bước phát triển tiếp theo trong mạng không dây là WLAN (Wireless LAN) Đây là hệthống trong đó mỗi máy tính có một modem không dây và một ăn-ten mà nhờ đó nó có thểgiao tiếp với các hệ thống khác Tuy nhiên nếu các máy đủ gần, chúng có thể giao tiếp trựctiếp với nhau trong một cấu hình peer-to-peer.

Loại thứ ba của mạng không dây là WAN không dây, được sử dụng trong các mạng diệnrộng, ví dụ điển hình là mạng vô tuyến dùng cho điện thoại di động.

Hầu như tất cả các mạng không dây đều kết với với mạng có dây tại một điểm nào đó đểcung cấp khả năng truy nhập vào các tập tin, cơ sở dữ liệu và internet.

2.1.5 Kết nối liên mạng

Có nhiều mạng tồn tại trên thế giới với các phần cứng và phần mềm khác nhau Ngườidùng tại các khu vực khác nhau thường muốn kết nối với những người khác Việc thực hiệnmong muốn này đòi hỏi các mạng kahcs nhau phải được kết nối với nhau Một tập hợp cácmạng kết nối với nhau được gọi là một liên mạng hay internet (phân biệt với Internet làmạng toàn cầu, internet được dùng với nghĩa rộng).

Hình thức phổ biến của một liên mạng là một tập hợp các LAN kết nối bởi một mạng WAN.

Hình 2.4 Cấu trúc một liên mạng từ các mạng LAN

2.2.Nguyên lí hoạt động chung của mạng viễn thông

Dù hoạt động theo mô hình mạng nào, hay sử dụng loại công nghệ nào thì mục đích saucùng của mạng viễn thông vẫn là cung cấp dịch vụ viễn thông cho khách hàng với chất lượngtốt nhất và giá thành rẻ nhất.

Mạng viễn thông hoạt động theo mô hình phân lớp, các lớp cung cấp các giao thức vàdịch vụ khác nhau cho người dùng, và sự tương tác giữa dịch vụ và giao thức đó.

2.2.1 Sự phân lớp giao thức

Để giảm độ phức tạp trong thiết kế, hầu hết các mạng được tổ chức theo mô hình phânlớp Số lượng các lớp, tên của mỗi lớp, nội dung và chức năng của mỗi lớp với các mạng làkhác nhau Mục đích của mỗi lớp là cung cấp các dịch vụ nhất định cho lớp cao hơn Có thểhiểu, mỗi lớp là một loại máy ảo, cung cấp dịch vụ nhất định cho các lớp trên Khái niệm nàythực sự quen thuộc trong quá trình sử dụng máy tính, nơi nó được biết đến bởi nhiều cáchgọi khác nhau như là ẩn thông tin, các loại dữ liệu trừu tượng, đóng gói dữ liệu, và lập trìnhhướng đối tượng Ý tưởng cơ bản ở đây là một thực thể (phần mềm hay phần cứng) cung cấpdịch vụ cho thực thể khác sử dụng nhưng ẩn đi các chi tiết về các trạng thái hay giải thuật sửdụng bên trong.

- Tạo ranh giới các lớp sao cho sự tương tác và mô tả các dịch vụ giữa chúng là tốithiểu;

- Chia các lớp sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau; các lớp sửdụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách biệt;

- Các chức năng giống nhau được đặt vào cùng một lớp; các chức năng được định vịsao cho có thể thiết kế lại lớp mà ảnh hưởng ít nhất đến các lớp kề nó;

- Tạo ranh giới các lớp sao cho có thể chuẩn hóa các giao diện tương ứng và theokinh nghiệm đã được chứng tỏ là thành công;

- Khi dữ liệu được xử lí một cách khác biệt thì cần phải tạo một lớp mới;

- Các thay đổi về chức năng hoặc giao thức trong một lớp không được ảnh hưởngđến các lớp khác (đảm bảo tính trong suốt giữa các lớp);

- Mỗi lớp chỉ có các ranh giới (giao diện) với các lớp kề trên và dưới nó.

- Có thể chia một lớp thành các lớp con khi cần thiết; nguyên tắc chia lớp con đượcáp dụng tương tự như trên; khi không cần thiết các lớp con có thể hủy bỏ.

2.2.3 Dịch vụ hướng kết nối và phi kết nối

Mỗi lớp có thể cung cấp hai loại hình dịch vụ cho các lớp phía trên chúng: hướng kết nốivà phi kết nối.

Dịch vụ hướng kết nối được xây dựng theo ý tưởng của hệ thống điện thoại Khi muốnnói chuyện với ai đó, bạn nhấc điện thoại, quay số, nói chuyện, và sau đó tắt máy Tương tựnhư vậy, để sử dụng một dịch vụ hướng kết nối mạng, người sử dụng dịch vụ đầu tiên thiếtlập một kết nối, sử dụng kết nối, và sau đó kết thúc kết nối Một cách đơn giản, kết nối hoạtđộng như một cái ống: người gửi đẩy các đối tượng (bit) vào một đầu ống, và người nhận lấychúng ra ở đầu kia Trong hầu hết các trường hợp, thứ tự các bit được giữ đúng như khichúng được gửi.

Trong một vài trường hợp khi kết nối được thiết lập, bên gửi, bên nhận và phân mạngtiến hành đàm phán về các thông số được sử dụng, chẳng hạn như kích thước bản tin tối đa,chất lượng dịch vụ yêu cầu , và các vấn đề khác Thông thường, một bên đưa ra đề nghị vàbên kia có thể chấp nhận, từ chối, hoặc đưa ra một đề xuất thay thế.

Ngược lại, dịch vụ phi kết nối được phỏng theo hoạt động của hệ thống bưu chính Mỗibản tin (thư) mang đầy đủ địa chỉ đích và được chuyển tiếp thông qua hệ thống một cách độclập Thông thường, khi hai bản tin được gửi đến cùng một đích, bản tin được gửi trước sẽđến nơi trước Tuy nhiên, có thể xảy ra trường hợp bản tin đầu tiên bị trễ và để cho bản tinthứ hai đến trước.

2.2.4 Sự tương tác giữa dịch vụ và giao thức

Dịch vụ và giao thức là những khái niệm khác nhau, mặc dù chúng thường bị nhầm lẫn.Sự phân biệt này rất quan trọng Dịch vụ là một tập hợp các hoạt động nguyên thủy mà mộtlớp cung cấp cho lớp trên Dịch vụ xác định những hoạt động mà một lớp thực hiện nhưngkhông nói gì về việc các hoạt động này được thực hiện như thế nào Một dịch vụ liên quanđến một giao diện giữa hai lớp, trong đó lớp thấp hơn là lớp cung cấp dịch vụ, lớp trên là lớpsử dụng dịch vụ.

Giao thức, ngược lại, là một bộ các quy tắc quản lý định dạng và ý nghĩa của các gói tinhay bản tin được trao đổi bởi các thực thể ngang hàng trong một lớp Các thực thể sử dụnggiao thức để thực hiện các nghĩa vụ của chúng Chúng có quyền thay đổi các giao thức theoý muốn, miễn là chúng không làm thay đổi các dịch vụ mà các thực thể sử dụng chúng nhìnthấy Theo cách này, dịch vụ và giao thức là hoàn toàn tách rời.

Nói cách khác, dịch vụ liên quan đến giao diện giữa các lớp Ngược lại, giao thức liênquan đến các gói tin gửi giữa các thực thể ngang hàng trên các máy khác nhau Điều quantrọng là không nhầm lẫn giữa hai khái niệm này.