chất lượng dịch vụ trong mang IP

Chất lượng dịch vụ QoS chính là yếu tố thúc đẩy MPLS. So sánh với các yếu tố khác, như quản lý lưu lượng và hỗ trợ VPN thì QoS không phải là lý do quan trọng nhất để triển khai MPLS. Như chúng ta sẽ thấy dưới đây, hầu hết các công việc được thực hiện trong MPLS QoS tập trung vào việc hỗ trợ các đặc tính của IP QoS trong mạng. Nói cách khác, mục tiêu là thiết lập điểm tương đồng giữa các đặc tính QoS của IP và MPLS, chứ không phải là làm cho MPLS QoS có chất lượng cao hơn IP QoS. Một lý do để khảng định MPLS không giống như IP là MPLS không phải là giao thức xuyên suốt. MPLS không vận hành trong cảc máy chủ, và trong tương lai nhiều mạng IP không sử dụng nhưng MPLS vẫn tồn tại. QoS mặt khác là đặc tính liên lạc giữa các LSR cung cấp. Ví dụ nếu một kênh kết nối trong tuyến xuyên suốt có độ trễ cao, tổn thất lớn, băng thông thấp sẽ giới hạn QoS có thể cung cấp dọc theo tuyến đó. Một cách nhìn nhận khác về vấn đề này là MPLS không thay đổi về căn bản mộ hình dịch vụ IP. Các nhà cung cấp dịch vụ không ban dịch vụ MPLS, họ cung cấp các dịch vụ IP (hay Frame Relay và các dịch vụ khác), và do đó, nếu họ đưa ra QoS thì họ phải dựa trên IP QoS (Frame Relay QoS,.) chứ không phải là MPLS QoS. Ðiều này không có nghĩa là MPLS không có vai trò trong IP QoS. Thứ nhất, MPLS có thể giúp nhà cung cấp đưa ra các dịch vụ IP QoS hiệu quả hơn. Thứ hai, hiện đang xuất hiện một số khả năng QoS mới hỗ trợ qua mạng sử dụng MPLS, tuy không thực sự xuyên suốt nhưng có thể chứng tỏ là rất hữu ích, một số chúng có thể bảo đảm băng thông của LSP. Do có mội quan hệ giữa IP QoS và MPLS QoS, phần này sẽ được xây dựng xung quanh các thành phần chính của IP QoS. IP cung cấp hay mô hình QoS: dịch vụ tích hợp IntServ (sử dụng chế độ động với RSVP) và dụng cụ Diffserv. Sự thỏa thuận mức dịch vụ theo: − Lớp dịch vụ hay lớp ứng dụng − Loại khách hàng hay nhóm khách hàng (thực hiện ở lớp mạng VPN) − Luồng hay kết nố�i Ðể thực hiện QoS, mạng phải có: − Các server hoạch định tuyến − Các phần tử mạng thực hiện hoạch định tuyến − Các giao diện nhận biết hoạch định tuyến.

QoS TRONG MẠNG IP MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một số cách tiếp cận để đánh giá QoS mạng IP Hình 1-2: Các khối chức bảo đảm QoS định tuyến mạng Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động mô hình tích hợp dịch vụ Hình 2.2 : Nguyên lý hoạt động mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ Hình 2.3 : Mô hình kết hợp hai mô hình Interv Differv Hình 2.4 : Phân loại đa đường- MF Hình 2.5 : Phân loại kết hợp hành vi – BA Hình 2.6 : Trường Co Strong 802.1Q Header Hình 2.7: Header gói tin IPv4 trường kiểu dịch vụ Hình 2.8 Điểm mã phân biệt dịch vụ - DSCP Hình 2.9 : Hàng đợi FIFO SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Hình 2.10 : Hàng đợi ưu tiên PQ DANH MỤC HÌNH VẼ Bảng 1-1 cho thấy dấu hiệu mạng chế kỹ thuật để bảo đảm chất lượng dịch vụ: Bảng 1-2:Phân loại lớp dịch vụ theo ITU-T Bảng 1-3: Phân loại lớp dịch vụ theo ETSI Bảng 2-1:Giá trị trường CoS ứng dụng Bảng 2-2: Các giá trị DSCP tương ứng với pool ứng dụng chúng Bảng 2-3 giá trị IP Precedence giá trị DSCP tương ứng CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CHUNG 1.1 Khái niệm QoS cần thiết QoS mạng IP 1.1.1 Khái Niệm Chất lượng dịch vụ (QoS – Quality of Service) khái niệm rộng tiếp cận theo nhiều hướng khác Theo khuyến nghị Hiệp hội viễn thông quốc tế ITU-T (International Telecommunication Union) chất lượng dịch vụ tập hợp khía cạch hiệu dịch vụ nhằm xác định cấp độ thỏa mãn người sử dụng dịch vụ Theo IETF [ETSI – TR102] nhìn nhận chất lượng dịch vụ khả phân biệt luồng lưu lượng để mạng có ứng xử phân biệt kiểu luồng lưu lượng, QoS bao gồm việc phân loại dịch vụ hiệu tổng thể mạng cho loại dịch vụ Chất lượng dịch vụ nhìn nhận từ hai khía cạnh: phía người sử dụng dịch vụ phía nhà cung cấp dịch vụ mạng Nhìn từ khía cạnh người sử dụng dịch vụ mạng, QoS mức độ chấp nhận chất lượng dịch vụ mà người sử dụng dịch vụ nhận từ nhà cung cấp dịch vụ mạng đối SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP với dịch vụ riêng họ ứng dụng mà nhà cung cấp dịch vụ cam kết với khách hàng như: voice, video liệu Nhìn từ khía cạnh nhà cung cấp dịch vụ mạng, QoS liên quan tới khả cung cấp yêu cầu chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Có hai kiểu khả mạng cần thiết để cung cấp chất lượng dịch vụ mạng chuyển mạch gói Thứ nhất, mạng chuyển mạch gói phải có khả phân biệt lớp lưu lượng mà người sử dụng đầu cuối xem xét để lựu chọn nhiều lớp lưu lượng số lớp lưu lượng khác Thứ hai, mạng đa phân biệt lớp lưu lượng, phải có chế xử lý khác lớp khác cách bảo đảm việc cung cấp tài nguyên phân biệt dịch vụ mạng Mức độ chấp nhận dịch vụ người sử dụng đầu cuối xác định thông qua việc kiểm tra thông số mạng khả gói, độ trễ, jitter xác suất tắc nghẽn Số lượng đặc tính tham số phụ thuộc vào kỹ thuật thực thi QoS khác mạng 1.1.2 Sự cần thiết QoS mạng IP Ngày Internet Intranet phát triển nhanh kèm theo phát triển nhiều loại dịch vụ khác Người dùng sử dụng Internet với nhiều mục đích khác nhau, mục đích riêng mục đích kinh doanh Dữ liệu truyền qua mạng Internet số lượng người sử dụng mạng Internet tăng theo hàm mũ Các ứng dụng đa phương tiện – ứng dụng thời gian thực, thoại IP (IP Telephony) hệ thống hội nghị video (Video conferencing system), IPTV, ứng dụng cần nhiều băng thông nhiều so với ứng dụng đa sử dụng sớm Internet, mặt khác ứng dụng yêu cầu việc truyền liệu qua mạng phải liên tục, độ trễ thấp Trong đó, ứng dụng truyền thống Internet WWW, FTP, Telnet, không chấp nhận việc gói xẩy ra, không yêu cầu đỗ trễ cao liệu bên nhận nhận đầy đủ xác nội dung Từ sớm mạng IP đa thực thi nhiều loại dịch vụ mạng khác từ mạng điện thoại Đầu tiên, mạng IP thiết kế để mang liệu.không giống với voice, liệu dịch vụ thời gian thực Dữ liệu lưu trữ mạng phát lại sau Nếu liệu đa phát lại bị lỗi, truyền lại Đôi dịch vụ truyền liệu đề cập đến dịch vụ “lưu chuyển tiếp” Chất lượng ứng dụng thoại phụ thuộc vào chất lượng đường truyền kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối, dấu hiệu tín hiệu thoại không đảm bảo chất lượng thường gặp truyền lỗi, nhiễu tín hiệu, tiếng vọng, … Ngay việc truyền liệu thời gian thực sử dụng giao thức thời gian thực RTP (Real Time Protocol) phụ thuộc vào việc tận dụng tài nguyên phân phát sở giao thức IP QoS kỹ thuật sử dụng để bảo đảm ứng dụng thời gian thực chạy Internet ứng dụng truyền thống bảo đảm chất lượng tốt SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Bảng 1-1 cho thấy dấu hiệu mạng chế kỹ thuật để bảo đảm chất lượng dịch vụ: Kiểu lưu lượng Các vấn đề QoS Voice Voice nghe khó hiểu Video Voice không liên tục, tiếng nói bị méo Người gọi người nhận kết thúc gọi hay kết thúc chưa Cuộc gọi không kết nối Hình ảnh thị chập chờn Data Âm không đồng với video Sự di chuyển hình ảnh chậm lại Dữ liệu chuyển đến không giá trị Dữ liệu phản hồi không so với ban đầu Thời gian truyền bị gián đoạn làm cho người dùng thất vọng từ bỏ thực lại dịch vụ 1.2 Các yêu cầu số cách tiếp cận để đánh giá QoS mạng IP 1.2.1 Các yêu cầu chất lượng dịch vụ mạng IP Mỗi ứng dụng có đặc tính riêng nó, để xác định yêu cầu chất lượng dịch vụ, hệ thống thường nhận biết dựa lớp dịch vụ Theo quan điểm ITU-T, lớp dịch vụ chia sau: Bảng 1-2:Phân loại lớp dịch vụ theo ITU-T Lớp QoS Các đặc tính QoS Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác cao Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác cao Dữ liệu chuyển tiếp, tương tác cao Dữ liệu chuyển tiếp, tương tác Tổn hao thấp Các ứng dụng nguyên thủy mạng IP ngầm định SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Như vậy, theo quan điểm ITU ứng dụng thời gian thực ứng dụngcó tính tương tác cao đặt lên hàng đầu mạng IP, phần lớn ứng dụngnày triển khai mạng chuyển mạch hướng kết nối (chuyển mạch kênh ATM) Trong đó, mạng IP nguyên thủy không hỗ trợ QoS cho dịch vụ thờigian thực Dự án TIPHON ETSI đề xuất lớp dịch vụ QoS sau: Bảng 1-3: Phân loại lớp dịch vụ theo ETSI Lớp QoS Thành phần Các đặc tính QoS Hội thoại thời Thoại, audio, video, đa Nhạy cảm với trễ jitter, có giới hạn gian thực (thoại, phương tiện lỗi tổn thất gói, tốc độ bit thay đổi video, hội nghị cố định video) Luồng thời gian Audio, video, đa Trễ jitter có sai số định, sai số thực (quảng bá) phương tiện nhỏ lỗi tổn thất, tốc độ bit thay đổi Tương tác cận Dữ liệu Nhạy cảm với trễ jitter gói, liệu thời gian thực tốc độ bit thay đổi (trình duyệt web) Phi thời gian thực Dữ liệu Không nhạy cảm với trễ jitter, nhạy (Email) cảm với lỗi Hướng tiếp cận ETSI tập trung vào dịch vụ mạng IP để phân loại dịch vụ yêu cầu thời gian thực không yêu cầu thời gian thực 1.2.2 Một số cách tiếp cận để đánh giá QoS mạng IP Các phương pháp để xác định chất lượng dịch vụ mạng bao gồm trình phân tích, mô hình hóa mô đo trực tiếp thông số mạng để đánh giá Việc đánh giá mức độ chấp nhận dịch vụ hay nói cách khác việc đo kiểm thông số mạng đánh giá dựa thang điểm đánh giá trung bình MOS (Mean Opinion Score) MOS dao động từ mức đến mức (mức – tồi, mức – nghèo, mức – cân bằng, mức – tốt, mức – xuất sắc) nhà cung cấp dịchvụ dựa vào mức MOS để đưa mức chất lượng dịch vụ phù hợp cho dịch vụ SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Hình 1.1: Một số cách tiếp cận để đánh giá QoS mạng IP Theo khuyến nghị ITU-T G107, để đánh giá chất lượng dịch vụ thoại qua IP nên sử dụng mô hình E, mô hình ưu việt việc truyền dẫn, kết quảcủa mô hình E giá trị truyền dẫn chung gọi nhân tố tốc độ truyền dẫn R (Transmission Rating Factor) thể chất lượng đàm thoại người nói người nghe.R dao động khoảng từ đến 100 tùy thuộc vào sơ đồ mạng cụ thể.R lớn chất lượng dịch vụ mạng cao.Đối với dịch vụ mạng IP, mô hình E công cụ đắc lực để đánh giá chất lượng dịch vụ Các yếu tố ảnh hưởng đến suy giảm R như: độ trễ, tiếng dội – jitter, gói, thuật toán mã hóa thông tin trị đầu mô hình E chuyển thành giá trị MOS tương ứng để đánh giá chấtlượng dịch vụ Một cách tiếp cận khác để đánh giá QoS nhìn nhận từ phía mạng tiếp cận theo mô hình phân lớp mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI, cụ thể sau: Tầng ứng dụng: Chất lượng dịch vụ QoS nhận thức “mức độ dịch vụ” Khái niệm khó để định lượng xác, chủ yếu dựa vào đánh giá người mức độ hài lòng dịch vụ Tầng vận chuyển: Chất lượng dịch vụ thực kiến trúc logic mạng, chế định tuyến báo hiệu bảo đảm chất lượng dịch vụ Tầng mạng: Chất lượng dịch vụ thể qua tham số lớp mạng tương đối gần với tham số mà thường gặp, biểu diễn thông qua đại lượng toán học như: Tỷ lệ lỗi, giá trị trung bình, giá trị lớn tham số băng thông, đỗ trễ, độ tin cậy luồng lưu lượng Tầng liên kết liệu: Chất lượng dịch vụ thể qua tham số truyền dẫn, tỉ lệ lỗi thông tin, tượng tắc nghẽn hỏng hóc đườngliên kết mạng SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP 1.2.3 Các yêu cầu chức chung IP QoS Như đa trình bày phần khái niệm QoS, để cung cấp chất lượng dịch vụ quamạng IP, mạng phải thực hai nhiệm cụ bản: Phân biệt luồng lưu lượng kiểu dịch vụ để người sử dụng đưacác ứng dụng vào lớp luồng lưu lượng phân biệt với ứng dụng khác Phân biệt lớp lưu lượng nguồn tài nguyên cách cư xử đốivới dịch vụ khác mạng Nhiệm vụ thường thực thiệt bị người sử dụng mạng tạigiao diện mạng mạng Nhiệm vụ thực thiện định tuyếnmạng Khả thực nhiệm vụ khác biệt cộng nghệ mạng, nóthể đặc điểm ưu việt nhược điểm giải pháp công nghệ khác Hình 1-2 yêu cầu chức thể định tuyến IP Bộ định tuyến IP hình vẽ thể góc độ khối chức xếp theohướng luồng liệu từ đầu vào định tuyến tới đầu định tuyến Các gói tin IP vào từ cổng đầu vào định tuyến tới khối chức đánh dấu gói tin phân loại gói tin, hai khối chức định tuyến thựchiện nhiệm vụ (1) Các khối chức năng: Chính sách lưu lượng, quản lý hàng đợi, lập lịch gói tin chia cắt lưu lượng khối chức thực nhiệm vụ Hình 1-2: Các khối chức bảo đảm QoS định tuyến mạng 1.3 Các tham số ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ mạng IP 1.3.1 Băng thông Băng thông giá trị trung bình số lượng gói tin truyền qua mạng thành côngtrong giây Kí hiệu kbps Mbps Băng thông khả dụng lớn đườngliên kết giá trị băng thông nhỏ đường liên kết mà gói tin đa qua Băng thông nhỏ đường liên kết thường đường liên kết mạng WAN.Một số tuyến kết nối khác đường liên kết uplink switch router.Ảnh hưởng SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP thiếu hụt băng thông gì? Sự thiếu hụt băng thông trongnhiều nguyên nhân làm giảm hiệu ứng dụng mạng; đặc biệt cácứng dụng dễ bị ảnh hưởng thời gian voice ứng dụng yêu cầu băngthông cao video Một số giải pháp ngăn chặn thiếu hụt cải thiện hiệu băngthông: Tăng băng thông: Cách tốt để ngăn chặn thiếu hụt băng thông lànâng cao tốc độ kết nối tất dịch vụ nhà cung cấp dịch vụ vớingười sử dụng Tuy nhiên gặp phải số điều kiện khách quan khiến chophương pháp phương pháp sử dụng nhiều chi phícao, thời gian thực thi giới hạn công nghệ trình nâng cấp vàthực thi Chuyển tiếp gói tin theo độ ưu tiên: Đây giải pháp thường sử dụnghiện nay, liên quan đến việc sử dụng kĩ thuật QoS Sử dụng phân loại lưulượng thành lớp QoS, xếp thứ tự ưu tiên luồng lưu lượng quantrọng chuyển luồng lưu lượng có độ ưu tiên quan trọng trước.Đây làmột kĩ thuật QoS hàng đợi.Chi tiết kĩ thuậtnày trình bày cụ thể báo cáo Nén: Tối ưu đường liên kết cách nén nội dung frame nhằm tăngbăng thông khả dụng liên kết Nén liệu thực phần cứnghoặc phần mềm qua thuật toán nén Ngoài ra, nén tiêu để (Header) góitin phương pháp đặc biệt hiệu đường truyền có góitin có tỉ số header/gói tin lớn Ví dụ nén tiêu để giao thức truyền tảitin cậy TCP giao thức thời gian thực RTP Theo ý kiến chuyên giathì nén nội dung (Payload compression) phương pháp nén hiệu trongmạng đầu cuối – đầu cuối (end – to - end) Trong đó, nén header phươngpháp hiệu sử dụng liên kết bước – bước (hop-by-hop) 1.3.2 Độ trễ Độ trễ khoảng thời gian trung bình mà gói tin truyền từ nơi gửi đến nơinhận.Thời gian gọi “Độ trễ đầu cuối đến đầu cuối” Mỗi thành phần trongtuyến kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối như: thiết bị phát, thiết bị truyền dẫn, thiết bịchuyển mạch định tuyến gây trễ Nhìn từ góc độ tổng quát có bathành phần gây trễ: trễ lan truyền, trễ xử lý, trễ hàng đợi - Trễ lan truyền tham số có giá trị cố định phụ thuộc vào phương tiện truyền,trong tham số trễ xử lý trễ hàng đợi thiết bị định tuyến làcác tham số có giá trị thay đổi điều kiện thực tế mạng - Trễ xử lý khoảng thời gian cần thiết thiết bị định tuyến để chuyểnmột gói tin từ giao diện đầu vào tới hàng đợi đầu phụ thuộc vào nhiềuyếu tố như: Tốc độ xử lý, mức độ chiếm dụng CPU, phương thức chuyển mạchIP, kiến trúc định tuyến đặc tính cấu hình giao diện đầu vào đầura - Trễ hàng đợi khoảng thời gian gói tin nằm chờ hàng đợi mộthiết bị định tuyến Trễ hàng đợi phụ thuộc vào số lượng kích thước góitin hàng đợi băng thông khả dụng liên kết đầu thiết bị địnhtuyến Trễ hàng đợi phụ thuộc vào kỹ thuật xếp hàng gói tin Trễ lan truyền thời gian truyền gói tin qua liên kết, trễ lan truyền thường phụ thuộc vào băng thông khả dụng liên kết Các kỹ thuật truy cập CSMA/CD gây thêm trễ xác suất tranh chấp tài nguyên trường hợp giao diện SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP tiến gần tới trạng thái tắc nghẽn Một số giải pháp nhằm cải thiện độ trễ: Tăng băng thông liên kết, băng thông đủ làm cho hàng đợi ngắn lại cácgói tin đợi trước truyền Tăng băng thông đồngnghĩa làm giảm trễ nối tiếp mặt khác, giải pháp làm tăng giáthành hệ thống cần nâng cấp Sử dụng kỹ thuật quản lý hàng đợi Đây làphương pháp tiếp cận hiệu quả,tốn chi phí Các hàng đợi ưu tiên thành phần chủ yếutrong cách tiếp cận Các kỹ thuật xử lý hàng đợi trình bày chitiết chương đồ án 1.3.3 Biến động trễ Là khác biệt độ trễ gói tin khác luồng lưulượng.Các gói tin luồng lưu lượng không đến đích tốc độ màchúng đa phát Những gói tin xử lý, đưa vào hàng đợi, khỏihàng đợi, … riêng lẽ độc lập với Do đó, thứ tự gói tin này, vàđộ trễ chúng bị thay đổi Kết tác động độ biến thiên trễ đốivới ứng dụng thời gian thực thoại IP dội tín hiệu – echo signal, nhiễu tínhiệu Một số giải pháp nhằm làm giảm độ biến thiên trễ lưu lượng mạng: Tăng băng thông liên kết: cách tốt để hạn chế khác phục hiệntượng jitter, nhiên giải pháp gặp phải số điểm hạn chế thực tếnhư thời gian, chi phí hạn chế công nghệ thiết bịtruyền dẫn để nâng cấp hệ thống Ưu tiên gói tin có độ trễ nhạy cảm chuyển gói tin quan trọng trước:để thực điều gói tin phải qua giai đoạn phân loại hoặcđánh dấu gói tin trước chúng đưa vào hàng đợi tương ứng cho cácloại gói tin ví dụ hàng đợi cân trọng số WFQ (Weighted FairQueuing), hàng đợi cân trọng số theo lớp CBWFQ (Class-base weightedfair queuing)… Đây phương pháp không tốn chi phí lạinâng cao băng thông Thay đổi độ ưu tiên gói tin: Đây trường hợp chắn xẩy ra, độ ưu tiêncủa gói tin đa thiết lập gói tin vào thiết bị định tuyến Khi góitin di chuyển từ miền sang miền khác, độ ưu tiên gói tin có thểđược thay đổi Ví dụ, gói tin từ mạng doanh nghiệp đa đánh dấu vàđi vào mạng nhà cung cấp dịch vụ giá trị độ ưu tiên gói tin phảithay đổi lại để bảo đảm chất lượng dịch vụ đa cam kết nhà cung cấp dịchvụ với mạng doanh nghiệp Nén nội dung gói tin tầng hearder giao thức RTP: Nén tầng sẽlàm giảm kích thước gói tin IP, làm giảm số lượng bít truyền qua mạngdo làm tăng băng thông khả dụng lên Nén hearder giao thức RTP làmột phương pháp hiệu cho gói tin VoIP, làm giảm kích thướcphần tiêu đề cố định giao thức RTP Việc nén header giao thức RTPđược đề xuất dành cho kết nối có băng thông nhỏ Mbps Nén Header làmgiảm thời gian chiếm dụng CPU hơn so SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP với nén nội dung tầng cảhai có tác dụng làm giảm delay hàng đợi Tuy nhiên, việcnén header hay nén nội dung tầng tạo thời gian trễ cho việc xử lý 1.3.4 Tỷ lệ gói Tỉ lệ gói tỉ lệ phần trăm số gói tin IP bị tổng số toàn số gói IPphía đầu gửi đa chuyển vào mạng cho phía đầu nhận Mất gói xẩy định tuyến tràn không gian đệm giao diệnđầu vào để tiếp nhận thêm gói tin vào.Một định tuyến bỏ quamột số gói tin để dành không gian cho gói tin khác có độ ưu tiên cao Các bộđịnh tuyến IP thông thường loại bỏ gói tin số lý khác như: Loại bỏ gói tintại hàng đợi đầu vào hàng đợi đầu vào đầy, loại bỏ gói đầu đệm đầura đầy, định tuyến tải không định không gian đệm rỗi cho góiđi vào số tượng gói tin bị lỗi khung Các biện pháp khắc phục việc gói định tuyến (Ngoài việc tăng băngthông liên kết):  Tăng không gian đệm để tương thích với ứng dụng có độ bùng nổlưu lượng cao Các kỹ thuật hàng đợi thường sử dụng thực tế như: hang đợi ưu tiên PQ, hàng đợi cân trọng số WFQ, hàng đợi cân trọng số theo lớp CBWFQ  Các phương pháp chống tắc nghẽn: nhằm loại bỏ gói tin sớm trước có tượng tắc nghẽn xẩy ra, hàng đợi RED, WRED đánh giá phương pháp chống tắc nghẽn hiệu mạng TCP tốc độ cao  Thiết lập sách lưu lượng để giới hạn gói tin quan trọng, ưu tiên gói tin quan trọng CHƯƠNG 2: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP 2.1 Một số mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ hiên 10 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Hiện nay, có mô hình chủ yếu thực thi QoS mạng IP mô hình Best-Effort (mô hình nỗ lực tối đa), mô hình tích hợp dịch vụ mô hình phân biệt dịch vụ 2.1.1Mô hình tích hợp dịch vụ Mô hình tích hợp dịch vụ đưa nhóm làm việc IETF để tích hợp dịch vụ khác Internet Tích hợp dịch vụ phát triển để tối ưu hóa mạng 2.1.1.1Nguyên lý hoạt động mô hình tích hợp dịch vụ Mô hình tích hợp dịch vụ sử dụng giao thức dành trước tài nguyên để báo hiệu Có nghĩa mô hình tích hợp dịch vụ trì kết nối truyền thông trạm đầu cuối quarouter cách sử dụng giao thức dành trước tài nguyên để tạo trì trạng thái luồng dọc theo đường luồng : Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động mô hình tích hợp dịch vụ Một ứng dụng muốn gửi gói tin theo luồng dự trữ tài nguyên nhằm bảođảm chất lượng gói tin thực việc truyền thông điệp dành trước tàinguyên RSVP tới nút mạng Giao thức RSVP có gắng thiết lập luồng dànhtrước cho yêu cầu QoS đó, chấp nhận ứng dụng phù hợp vớichính sách lưu lượng Router xử lý yêu cầu QoS.Sau truyền đithông điệp RSVP tới nút mạng để dành trước tài nguyên RSVP báo cho lậpphân loại lập lịch gói tin nút mạng xử lý truyền gói tin theođúng luồng nó.Nếu ứng dụng phân phát gói tin đến phân loại nút đầu tiên, sẽánh xạ luồng vào lớp dịch vụ cụ thể để thực yêu cầu QoS, luồng đượcđóng gói với địa IP bên gửi chuyển tới lập lịch gói tin Bộ lập lịchgói tin chuyển tiếp gói tin đến giao tiếp đầu phụ thuộc vào việc gói tin đóthuộc lớp lưu lượng đến Router trạm bên phía nhận gói tin.Giao thức RSVP giao thức đơn giản, việc dành trước tài nguyên QoS thựcthi theo hướng, từ nút gửi đến nút nhận.Nếu ứng dụng muốn kết thúc việc dành trước tài nguyên 11 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP cho luồng liệu, gửimột thông điệp dành trước tài nguyên (bật thông điệp bên giao thức RSVPnhằm xóa bỏ dự trữ xóa bỏ tài nguyên) để giải phóng tài nguyên đa trữ để thựchiện QoS tất Router nằm tuyến đường gói tin Đặc tả môhình tích hợp dịch vụ định nghĩa RFC 1633 Trong mô hình tích hợp dịch, luồng IP xác định năm tham số sau: - Địa IP đích - Địa cổng đích Giao thức nhận dạng – Protocol identifier - Địa IP nguồn - Địa cổng nguồn Để trữ tài nguyên cho luồng, ứng dụng đích phải cung cấp đặc tínhluồng.Đặc tính luồng bao gồm đặc tính lưu lượng yêu cầu dịch vụ choluồng Đặc tính lưu lượng bao gồm: Tốc độ đỉnh, tốc độ trung bình, kích thướcbùng nổ tham số gáo rò (leaky bucket) Các yêu cầu dịch vụ bao gồm: băngthông tối thiểu yêu cầu hiệu như: Độ trễ, jitter, tỷ lệ gói Các tham số gáo rò bao gồm: Tốc độ token (r) độ sâu gáo rò (b) Tham số rxác định tốc độ dài hạn liệu đo số byte gam liệu IP mộtgiây Giá trị tham số nằm khoảng từ byte giây đến 40terabyte giây Tham số b xác định tốc độ bùng nổ liệu cho phép hệ thốngvà đo byte Dải giá trị tham số b nằm khoảng từ byte đến250 gigabytes Mô hình tích hợp dịch vụ đề xuất hai lớp dịch vụ bổ sung cho dịch vụ IPtruyền thống bao gồm: - Dịch vụ bảo đảm (Guaranteed Service), định nghĩa RFC 2212 - Dịch vụ điều khiển tải (Controled Load Service), định nghĩa trongRFC 2211 2.1.1.2 Dịch vụ điều khiển tải Dịch vụ điều khiển tài đưa để hỗ trợ lớp ứng dụng nhạy cảm với tải Internet, ứng dụng thời gian thực.Những ứng dụng hoạt động tốt điều kiện mạng không tải, bị suy giảm chất lượng nhanh chóng điều kiện mạng tải.Nếu ứng dụng sử dụng dịch vụ điều khiển tải, hiệu luồng liệu riêng biệt ứng ứng dụng không bị suy giảm tải mạng tăng lên Mỗi Router mạng chấp nhận yêu cầu cho dịch vụ điều khiển tải phải bảo đảm băng thông tài nguyên hợp lý để xử lý gói tin yêu cầu QoS Điều cóthể thực điều khiển đầu vào Trước Router chấp nhận yêu cầutài nguyên QoS mới, đặc biệt giá trị đặc tính lưu lượng, phải xác định tất cảcác tài nguyên quan trọng, băng thông liên kết, không gian đệm cổng trêncổng Router Switch đó, tính toán khả chuyển tiếp gói tin.Lớp dịch vụ điều khiển tải không sử dụng tham số xác định từ đích băngthông, độ trễ, tỷ lệ gói để điều khiển Các ứng dụng sử dụng dịch vụ điềukhiển tải phải đảm bảo lượng gói tin bị độ trễ gói tin nhỏ 12 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Dịch vụ điều khiển tải hỗ trợ việc điều khiển QoS cho lưu lượng tuân theo đặctính lưu lượng đa cung cấp thời điểm thiết lập Điều có nghĩa dịchvụ bảo đảm áp dụng cho gói tin tuân theo luật thẻ gáo rò tất cácthời gian giai đoạn (T), số lượng liệu gửi không vượt rT + b.Dịch vụ điều khiển tải thiết kế cho ứng dụng chấp nhận số lượng gói tinbị độ trễ hợp lý, audio hội nghị video qua mạng 2.1.1.3 Dịch vụ bảo đảm Mô hình dịch vụ bảo đảm cung cấp chức bảo đảm datagram đến đích khoảng thời gian phân phát không bị gói luồng bị tràn hàng đợi Dịch vụ bảo đảm sử dụng cho ứng dụng cần bảo đảm datagram sẽtruyền đến phía nhận không chậm khoảng thời gian sau đượctruyền từ phía nguồn Dịch vụ bảo đảm sử dụng hỗ trợ cácRouter tuyến đường dành trước tài nguyên.Bảo đảm dịch vụ đưa lại cho ứng dụng độ trễ nhỏ Như đa đề cập, độ trễtrong mạng IP có ba phần chính: Trễ đường truyền cố định, trễ xử lý trễ hàng đợi.Trễ truyền cố định phụ thuộc vào việc chọn đường thông qua kỹ thuật định tuyến.Trễ hàng đợi xác định dịch vụ bảo đảm điều khiển bới hai thamsố: gáo rò (đặc biệt kích thước gáo rò b) băng thông R yêu cầu dành trước.Trong mô hình dịch vụ bảo đảm, đặc tính lưu lượng yêu cầu dịch vụđược sử dụng để thiết lập luồng dự trữ Đặc tính lưu lượng đặc trưng cáctham số gáo rò Các yêu cầu lưu lượng bao gồm tham số R, đặc trưng cho băng thôngcho luồng dự trữ 2.1.2 Mô hình phân biệt dịch vụ 2.1.2.1 Tổng quan mô hình phân biệt dịch vụ Mô hình phân biệt dịch vụ (DiffServ) phát triển bới nhóm làm việc vềPhân biệt dịch vụ IETF Mục tiêu phát triển DiffServ nhằm cung cấp cáclớp dịch vụ khác cho lưu lượng Internet, hỗ trợ nhiều loại ứngdụng tiếp nhận yêu cầu kinh doanh riêng Internet Sự khác biệt môhình tích hợp dịch vụ mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ cung cấp chế phânbiệt dịch vụ Internet mà không cần trạng thái luồng báo hiệu tạicác Hop Trong DiffServ, lưu lượng Internet chia thành lớp dịch vụkhác tương tứng với yêu cầu QoS khác Và DiffServ, băng thôngvà tài nguyên mạng khác định lớp lưu lượng Mặt khác,DiffServ hướng tới xử lý vùng dịch vụ phân biệt (DS domain) thay xử lý từđầu cuối tới đầu cuối mô hình tích hợp dịch vụ.DiffServ cung cấp ứng xử phân biệt liên quan tới lớp lưu lượng khácnhau, DiffServ không cung cấp mức QoS cụ thể Để đảm bảo số mức chấtlượng dịch vụ QoS cụ thể, điều khiển đầu vào hỗ trợ biên miền phân biệtdịch vụ DS để điều khiển luồng lưu lượng vào mạng Không giống mô hìnhtích hợp dịch vụ sử dụng giao thức báo hiệu RSVP để dành trước băng thông dọc 13 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP theođường đi, QoS mô phân biệt dịch vụ cung cấp theo hướng cung cấp tàinguyên dành trước tài nguyên Thành phần trung tâm mô hình phân biệt dịch vụ thỏa thuận mức dịch vụ(SLA) nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng DiffServ định nghĩa số thamsố mà người sử dụng hiểu rõ cho ứng dụng họ SLA như: Thỏa thuậnđiều kiện lưu lượng (Traffic Conditioning Agreement - TCA), mô tả sơ lược cáctham số lưu lượng (các tham số gáo rò), tham số hiệu (thông lượng, độ trễ,mức tổn thất gói), cách thức xử lý các gói tin không phù hợp với thỏa thuận, vàcác kỹ thuật đánh dấu, định hướng lưu lượng 2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động kiến trúc mô hình phân biệt dịch vụ Hình 2.2 : Nguyên lý hoạt động mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ Các gói tin người sử dụng đa đánh dấu DSCP (hoặc chưa đánh dấu) điđến Router, Router kiểm tra trường DSCP gói tin phân loại gói tin theophương pháp phân loại hành vi kết hợp - BA Các gói tin phân loại thành lớp BA chuyển hành vi bước - PHB (Per Hop Behavior) định nghĩa trước cho BA Mỗi PHB thể giá trị DSCP xử lý nhauđối với gói tin lớp BA Các yêu cầu chung QoS như: sáchlưulượng, định hướng lưu lượng, loại bỏ gói tin, quản lý hàng đợi, lập lịch gói tinđược áp dụng bước mô hình phân biệt dịch vụ 2.1.2.3 Kỹ thuật đánh dấu gói tin mô hình phân biệt dịch vụ Mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ sử dụng trường kiểu dịch vụ (Type of ServiceToS) Header IPv4 trường lớp lưu lượng (Traffic Class - TC) HeaderIPv6 để đánh dấu gói tin Khi IPv4 IPv6 thực thi định tuyếnRouter Router hoạt động vùng DS, trường ToS TC thaythế trường phân biệt dịch vụ ( DiffServ field - DS) bít Trong bít này, bítđược sử dụng để đánh dấu gói tin bít cuối để dự phòng bít sử dụng đểđánh dấu gói tin được gọi điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP Chi tiết vềtrường DS DSCP 14 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP trình bày mục 5.1.3 báo cáo Như vậy, cácgói tin muốn đánh dấu để thực thi theo mô hình phân biệt dịch vụ phảithiết lập giá trị trường DSCP 2.1.3 Sự kết hợp mô hình tích hợp dịch vụvà phân biệt dịch vụ đảm bảo chất lượng dịch vụ Ý tưởng sử dụng hai mô hình cung cấp chất lượng dịch vụ từđầu cuối đến đầu cuối mà bảo đảm chất lượng dịch vụ đa thiết lập Đồngthời cho phép tăng khả mở rộng mạng cần thiết Vì vậy, phần sẽphân tích cách tổng quát nguyên lý hoạt động hai mô hình bảo đàm chấtlượng dịch vụ; mô hình tích hợp dịch vụ mô hình phân biệt dịch vụ, để từ chúngta áp dụng sách, kỹ thuật bảo đảm dịch vụ qua hai mô hình khác này.Cụ thể, áp dụng kiến trúc mô hình tích hợp dịch vụ (Intserv) để truyềnthông tin đầu cuối đến đầu cuối thông qua nhiều vùng phân biệt dịch vụ (DiffServ).Các Router Host chạy mạng theo mô hình Intserv kết nối với nhauqua vùng phân biệt dịch vụ Trong vùng phân biệt dịch vụ, Router đượcthực thi với PHB cụ thể để cung cấp việc điều khiển lưu lượng.Tổng số lượngcủa lưu lượng tự nhận vào vùng DiffServ hạn chế chínhsách cụ thể Router biên mạng DiffServ Có hai cách tiếp cận cho việc kết nối mạng Intserv với mạng DiffServ: Tài nguyên vùng DiffServ sử dụng giao thức báo hiệu RSVP Tài nguyên vùng DiffServ không sử dụng giao thức báo hiệu RSVP Hình 2.3 : Mô hình kết hợp hai mô hình Interv Differv Mô hình bao gồm hai mạng Intranet có sử dụng giao thức RSVP kết nối với qua vùng DiffServ Trong mạng Intranet trên, máy trạm sử dụng RSVP để truyền thông số yêu cầu QoS với máy trạm mạng Intranet khác chạy ứng dụng yêu cầu QoS.Các mạng Intranet bao gồm Router biên R1 R4, chúng kết nối tới vùngDiffser qua interface Chúng kết nối với Router biên R2 R3 vùngDiffServ.Giao thức báo hiệu RSVP thiết lập ứng dụng yêu cầu dịch vụ cácmáy trạm (ví dụ, host A) Việc điều khiển lưu lượng máy trạm 15 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP thựcthi cách đánh dấu trường DSCP gói tin truyền định hướnglưu lượng truyền dựa yêu cầu QoS mạng Intserv.Thông điếp báo hiệu RSVP từ đầu cuối tới đầu cuối thay đổi máytrạm mạng Intranet Do đó, việc dự trữ tài nguyên thực thi hoàn toàn bên vùng DiffServ.Các Router biên hoạt động tác nhân (agent) điều khiển đầu vào mạngDiffServ Chúng xử lý thông điệp báo hiệu từ máy trạm hai mạng intranet áp dụng sách điều khiển đầu vào.Điều khiển đầu vào thực thidựa nguồn tài nguyên khả dụng vùng DiffServ.Nó định nghĩa sách công ty, tổ chức sử dụng mạng Intranet.Vì Router biên R2 R3 không quan tâm đến giao thức RSVP Các Routernày điều khiển chấp nhận gói tin dựa trường DSCP thỏa thuận để điều khiển toàn lưu lượng máy trạm truyền qua.Mạng DiffServ hỗ trợ việc điều khiển toàn lưu lượng giả sử chúng sửdụng kỹ thuật phân loại đa trường MF Do đó, thông điệp RSVP điqua vùng mạng DiffServ cách suốt mà ảnh hưởng đến hiệu mạngDiffServ không đáng kể.Công việc việc ánh xạ kiểu dịch vụ thiết lập tham số (cáctham số mô tả luồng lưu lượng) mạng Intserv tới mạng DiffServ Mạng DiffServsử dụng kỹ thuật hành vi bước PHB thiết lập PHB, ánh xạ cácgiá trị tham số mô tả luồng lưu lượng mạng Intserv định nghĩa phù hợp vớiđiều đa đưa trước Giá trị ánh xạ bít kết hợp trường DSCP.Tuy nhiên, ánh xạ cân nhắc qua việc quản lý băng thông mạngDiffServ.Các Router mạng DiffServ biết giá trị DSCP.Câu hỏi đặt làm thểnào để giá trị DSCP truyền bá đến Router này? Có hai lựa chọn: Các giá trị DSCP đánh dấu Router biên vùng DiffServ.Trong trường hợp này, chúng đánh dấu lại Router biên đầu racủa vùng DiffServ Đánh dấu DSCP xẩy máy trạm Router trongmạng Intranet Trong trường hợp này, việc ánh xạ giá trị DSCP từ Router biênmạng Intranet tới mạng DiffServ cần thiết để truyền thông thiết bịcủa hai mạng khác này.Dưới bước cho thấy làm ứng dụng đạt sựhỗ trợ QoS từ đầu cuối đến đầu cuối:Trạm A, kết nối vào mạng Intranet, yêu cầu dịch vụ từ máy trạm B nằmở mạng Intranet khác Cả hai mạng Intranet kết nối với quamạng DiffServ 2.2 Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng IP 2.2.1 Phân loại gói tin Phân loại gói tin phương pháp sử dụng để nhóm gói tin IP lại với theo lớp dịch vụ Điểm bắt đầu việc phân lớp lưu lượng đặt thiết bị đầu cuối.Trong mạng, gói tin lựa chọn dựa trường phần header gói tin IP, trường sử dụng cho việc đánh dấu gói tin như: Giao diện đầu vào, IP Precedence, Điểm mã dịch vụ khác biệt (Differentiated Services Code Point), địa nguồn địa đích ứng dụng Có hai kiểu phân loại gói tin:Phân loại đa 16 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP trường (Multi – Field classification) – MF Phân loại kết hợp hành vi (Behavior Aggregate classification) – BA 2.2.1.1 Phân loại đa trường Phương pháp phân loại đa trường hoạt động hình 3-1 Trong phương phápphân loại đa trường, gón tin phân loại dựa tổ hợp giá trị mộthoặc nhiều trường phần Header gói tin IP Thêm vào trường Header góitin tham số khác nhận dạng giao diện định nghĩa đầu vào, tham số đượcsử dụng tốt cho mục đích phân loại gói tin Hình 2.4 : Phân loại đa đường- MF 2.2.1.2 Phân loại kết hợp hành vi Phương pháp phân loại kết hợp hành vi thực việc phân loại gói tin dựa trường chứa giá trị điểm mã dịch vụ phân biệt (DiffServ Code Point - DSCP) Hình 2.5 : Phân loại kết hợp hành vi - BA 2.2.2 Đánh dấu gói tin Đánh dấu gói tin phương pháp thiết lập giá trị bít nhị phân thích hợp vào cáctrường đặc biệt phần Header gói tin IP để phân biệt kiểu gói tin IP vớicác gói tin IP khác Ví dụ, gói tin IP phân biệt với gói tin IP khác qua địachỉ nguồn, địa đích, kết hợp hai Ví dụ khác, thiết lập giá trị đặc biệt chođiểm mã dịch vụ(DSCP) trường IP Precedence gói tin.Các gói tin IP đến cổng đầu vào Router đánh dấu lại hoặckhông Nếu gói tin đa đánh dấu, giá trị đa đánh dấu khônghợp lệ với sách đa thiết lập Router thực chuyển gói cácgói tin đánh dấu lại.Nếu gói tin chuyển qua nhiều vùng dịch vụ phân biệt, gói tin đánh 17 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP dấutheo cách phù hợp với mức thỏa thuận dịch vụ (SLA - Service Level Agrrement)giữa vùng.Nếu gói tin vào Router mà chưa đánh dấu, đánh dấu đểnhận giá trị thích hợp với sách Router.Việc đánh dấu gói tin sử dụng để thiết lập giá trị phần Header củagói tin IP tầng liên kiết liệu tầng mạng mô hình OSI 2.2.2.1 Lớp dịch vụ Các Router Switch nạy đánh dấu tác động lên trường bít củacác gói tin IP chuyển xuống tầng (Tầng liên kết liệu mô hìnhOSI) , trường bít gọi CoS, nằm bên Header Ethernet Trường CoS tồntại bên khung Ethernet đường trunk 802.1Q ISL (Inter-Switch Link)được sử dụng Chúng ta sử dụng trường CoS để thiết lập giá trị nhị phân khácnhau để đánh dấu gói tin giống IP Precedence DSCP Header gói tinIP nhằm mục đích để phân loại gói tin phân loại gói tin khác vàocác nhóm khác để thực kỹ thuật QoS Thực tế CoS có hai trường khác nhau; trường bên đường Header đường trunk 802.1Q (Chuẩn IEEE 802.1Q dùng bít đầu byte trường tag control) trường Header ISL (ISL giao thức độc quyền Cisco- dùng bít cuối từ byte trường User) Hình 2.6 : Trường Co Strong 802.1Q Header Như CoS đánh dấu dùng để phân loại khi:Thứ nhất, muốn áp dụng QoS cho mạng riêng ảo VLAN, đườngtrunk phải thiết lập đóng gói tin IP theo kiểu 802.1Q hoặcISL.Thứ hai, gói tin phải chuyển từ tầng (Tầng mạng), thiết bị chuyêndụng để thực việc Router (hoặc 18 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Switch layer 3) Switch.Hình cho thấy giá trị CoS khác nhau, giá trị tương ứngvới kiểu ứng dụng mục đích sử dụng khác nhau, CoS có hai giátrị dành riêng cho việc quản lý lưu lượng định tuyến liệu Bảng 2-1:Giá trị trường CoS ứng dụng CoS Mục đích sử dụng ứng dụng Dành riêng cho việc quản lý tài nguyên định tuyến ( Reserved for management traffic and routing data) Dành riêng cho việc quản lý tài nguyên định tuyến (Reserved for management traffic and routing data) Voice Video Tín hiệu gọi (Call signaling) Ưu tiên liệu cao (High priority data) Ưu tiên liệu vừa (Medium priority data) Không ưu tiên liệu-nỗ lực tối đa (Best effort data) 2.2.2.2 Kiểu dịch vụ Trường IP Precedence bít ToS bít sau trường IP Precedence trường Service type Header gói tin IP Hình 2.7: Header gói tin IPv4 trường kiểu dịch vụ Như vậy, với bít trường IP Precedence có giá trị khác tương ứng với mức ưu tiên khác gói tin IP, dựa mức độ ưu tiên định tuyến đưa định chuyển tiếp gói tin qua mạng 2.2.2.3 Điểm mã phân biệt dịch vụ 19 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Khi thiết lập cho Router hoạt động theo mô hình phân biệt dịch vụ 8bít trường kiểu dịch vụ (không phải trường ToS 4bits) Header gói tin IPv4và trường lớp lưu lượng (TC – Traffic class) Header gói tin IPv6 thaythể trường phân biệt (DS - DiffServ) để đánh dấu gói tin Trường DS có bít, bítđầu sử dụng để đánh dấu phân biệt gói tin gọi trường điểm mã dịchvụ (DS Code Point – DSCP) bít cuối dùng để dự phòng tương lai Hình 2.8 Điểm mã phân biệt dịch vụ - DSCP Bảng 2-2: Các giá trị DSCP tương ứng với pool ứng dụng chúng Pool Điểm mã DSCP xxxxx0 xxxx11 xxxx01 Ứng dụng Tiêu chuẩn (Standard action) Thử nghiệm/nội (Experimental/Local user) Thử nghiệm/nội (Experimental/Local user) Pool gồm điểm mã DSCP sử dụng cho toàn cầu, pool sử dụngcho mục đích thử nghiệm cục Các gói tin DiffServ mạng Intranet riêng đánh đấu trường DSCP thuộc pool Trường DSCP thuộc pool có ý nghĩa cục mạng Intranet không chấp nhận vùng Intranet.Bít cuối DSCP thuộc pool ‘0’, giá trị lại tùy ý (có thể ‘1’ ‘0’) Do đó, trường DSCP thuộc pool có số lớp dịch vụ lên tới 32 Trong đó, hai bít cuối trường DSCP pool ‘11’ ‘10’ số lớp dịch vụ hỗ trợ 16 Trường DSCP thuộc pool có ý nghĩa tương tự trường DSCP pool 2, nhiên có khác biệt trường DSCP thuộc pool đưa lên sử dụng toàn cầu,nếu cần thiết Để hỗ trợ Router truyền thống sử dụng trường kiểu dịch vụ gói tin IPv4, giá trị DSCP pool định trường IP Precedence xem bảng 3-5.8 giá trị DSCP pool sử dụng cho mục đích xem lớp chọn 20 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP lọc điểm mã (Class Selector Code Point - CSCP) bít cuối CSCP mang giá trị ‘000’ Do đó, CSCP có dạng ‘xxx000’ Giá trị mặc định DSCP ‘000000’, với giá trị dịch vụ đối xử nhau, tính ưu tiên thuộc dịch vụ nỗ lực tối đa Best Effort Bảng 2-3 giá trị IP Precedence giá trị DSCP tương ứng Giá trị ưu tiên Giá trị điểm mã Ý nghĩa (IP Precedence) phân biệt (DSCP) 0-(000) 0-(000000) Giá trị mặc định, tính ưu tiên gói tin 1-(001) 8-(001000)-CS1 Ưu tiên 2-(010) 16-(010000)-CS2 Ngay 3-(011) 24-(011000)-CS3 Truyền nhanh 4-(100) 32-(100000)-CS4 Truyền nhanh, cho phép ghi đè 5-(101) 40-(101000)-CS5 Tối đa, tới hạn 6-(110) 48-(110000)-CS6 Điều khiển mạng tương tác-Internet 7-(111) 56-(111000)-CS7 Điều khiển mạng- network 2.2.3 Lập lịch gói tin Lập lịch gói tin IP thể cách thức thiết lập thứ tự gói tin khỏi hàng đợi, dựa đặc tính cổng đầu ra, gói tin phân bố chuyển tới cổng đầu theo luật đa thiết lập kĩ thuật lập lịch cho gói tin Kỹ thuật lập lịch mấu chốt trung tâm chất lượng dịch vụ thước đo công nghệ nhà cung cấp thiết bị mạng Các gói tin đến cổng đầu vào địch tuyến dựa vào bảng định tuyến Router tới cổng đầu tới đích.Tại cổng đầu ra, gói phân loại vàxếp hàng để Một số kiểu hàng đợi lập lịch thường sử dụng gồm: Hàng đợi vào trước trước (First In First Out), hàng đợi ưu tiên (Priority Queuing), hàng đợi cân (Fair Queuing), hàng đợi quay vòng theo trọng số (Weight Round Robin), hàng đợi cân theo trọng số (Weight Fair Queuing), hàng đợi cân trọng số theo lớp (Class – based WFQ) 2.2.3.1 Hàng đợi vào trước trước Hàng đợi FIFO kỹ thuật hàng đợi mặc định định tuyến, gói tin sau phân loại đưa vào hàng đợi đơn gói tin gửi đầu theo thứ tự mà gói tin đa vào 21 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Hình 2.9 : Hàng đợi FIFO Do đó, gói tin đến trước phụ vụ trước, hàng đợi FIFO xem nhưhàng đợi vào trước – phục vụ trước (First come, First served - FCFS) Hàng đợi FIFO mặc định bật lên tất Interface có băng thông mặc định lớn 2Mbps Ưu điểm hàng đợi FIFO hàng đợi đơn giản, không cần sử dụng thuậttoán điều khiển Nó đệm đơn giản, lưu trữ gói tin vào gửi gói tin theo thứ tự mà chúng vào FIFO đối xử với tất gói tintheo cách, thích hợp với mô hình mạng Best - Effort (mô hình mạng nỗ lựu tối đa) Nhược điểm hàng đợi FIFO không phân biệt lớp lưu lượng.Do đó, cung cấp chế đối xử riêng cho lưu lượng khác nhau,tất luồng lưu lượng bị suy giảm chất lượng tắc nghẽn xẩy 2.2.3.2 Hàng đợi ưu tiên Hàng đợi FIFO đưa tất gói tin vào hàng đợi đơn, không phân biệt lớp lưu lượng Hàng đợi ưu tiên đưa nhằm khắc phục nhược điểm hàng đợi FIFO Trong hàng đợi PQ, có N hàng đợi tạo theo độ ưu tiên từ đến N Thứ tự lập lịch xác định thứ tự ưu tiên không phụ thuộc vào vị trí gói tin Các gói tin hàng đợi thứ i xử lý không gói tin hàng đợi thứ i-1 22 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Hình 2.10 : Hàng đợi ưu tiên PQ Giống hàng đợi FIFO, hàng đợi PQ có ưu điểm đơn giản; đưa phương pháp đơn giản để phân biệt lớp lưu lượng Nhược điểm hàng đợi PQ hướng tới xử lý hàng đợi có độ ưu tiên cao trước, hàng đợi có độ ưu tiên thấp hội xử lý Vì phải quan tâm lưu ý áp dụng hàng đợi PQ bộđịnh tuyến.Trong định tuyến Cisco, Hàng đợi PQ phân loại gói tin vào mộttrong kiểu hàng đợi: hàng đợi mức cao (High queue), hàng đợi mức vừa (Mediumqueue), hàng đợi mức bình thường (Normal queue) hàng đợi mức thấp (Lowqueue) Bộ lập lịch thực việc lập lịch lưu lượng theo mức hàng đợi Mỗi lớplưu lượng sử dụng hàng đợi FIFO, gói tin bị loại bỏ hàng đợi bị đẩy 2.2.3.3 Hàng đợi cân Hàng đợi cân gọi hàng đợi dựa luồng lưu lượng Trong FQ, gói tin đến phân loại thành N hàng đợi Mỗi hàng đợi nhận 1/N băng thông khả dụng đầu Bộ lập lịch kiển tra hàng đợi theo chu kỳ bỏ qua hàng đợi rỗng Mỗi lập lịch tới hàng đợi, gói tin truyền khỏi hàng đợi Hàng đợi cân đơn giản, không yêu cầu kỹ thuật định băng thông phức tạp Nếu hàng đợi thêm vào N hàng đợi có trước đểtạo lớp lưu lượng mới, lập lịch tự động đặt lại băng thông hàng đợi 1/(N+1) Đơn giản ưu điểm hàng đợi cân 23 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Hình 2.11: Hàng đợi cân băng FQ Hàng đợi cân có hai nhược điểm chính: Thứ nhất, băng thông đầu chia thành N hàng đợi tương ứng hàng đợi có băng thông 1/N, lớp lưu lượng đầu vào có yêu cầu băng thông khác nhau, FQ phân bố lại băng thông đầu theo yêu cầu băng thông lớp lưu lượng đầu vào Thứ hai, kích thước gói tin không quan tâm FQ, đó, kíchthước gói tin lại ảnh hưởng đến phân bố băng thông thực tế, chí lậplịch hoạt động theo nguyên tắc cân (mỗi hàng đợi có 1/N băng thông, bộlập lịch kiểm tra theo chu kỳ đến hàng đợi, gói tin truyền khibộ lập lịch tới thăm) Ví dụ, hàng đợi chiếm gói tin có kíchthước lớn hàng đợi khác, hàng đợi phải có băng thông đầu lớn hơnbăng thông đầu hàng đợi khác (1/N) Giả sử hàng đợi FQ có hàng đợi tương ứng với luồng lưu lượng 1, 2, 3, Kích thước trung bình gói tin luồng lưu lượng tương ứng 200, 100, 400 300 byte, theo thứ tự, băng thông chia sẻ cổng đầu tương ứng với luồng là; Luồng = 200/1,000 = 20%; Luồng = 100/1,000 = 10%; Luồng = 400/1,000 = 40%; Luồng = 300/1,000 = 30 %; III-TỔNG KẾT 24 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP 25 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU [...]... QoS TRONG MẠNG IP trình bày tại mục 5.1.3 trong bài báo cáo này Như vậy, cácgói tin muốn đánh dấu để thực thi theo mô hình phân biệt dịch vụ thì chúng ta phảithiết lập giá trị của trường DSCP 2.1.3 Sự kết hợp mô hình tích hợp dịch vụvà phân biệt dịch vụ trong đảm bảo chất lượng dịch vụ Ý tưởng cơ bản ở đây là sử dụng cả hai mô hình cung cấp chất lượng dịch vụ từđầu cuối đến đầu cuối mà vẫn bảo đảm chất. .. gói tin trong cùng lớp BA Các yêu cầu chung của QoS như: chính sáchlưulượng, định hướng lưu lượng, loại bỏ gói tin, quản lý hàng đợi, lập lịch gói tinđược áp dụng tại bước này của mô hình phân biệt dịch vụ 2.1.2.3 Kỹ thuật đánh dấu gói tin trong mô hình phân biệt dịch vụ Mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ sử dụng trường kiểu dịch vụ (Type of ServiceToS) trong Header IPv4 và trường lớp lưu lượng (Traffic...QoS TRONG MẠNG IP Hiện nay, có 3 mô hình chủ yếu đang thực thi QoS trên mạng IP đó là mô hình Best-Effort (mô hình nỗ lực tối đa), mô hình tích hợp dịch vụ và mô hình phân biệt dịch vụ 2.1.1Mô hình tích hợp dịch vụ Mô hình tích hợp dịch vụ được đưa ra bởi nhóm làm việc tại IETF để tích hợp các dịch vụ khác nhau trên Internet Tích hợp dịch vụ được phát triển để tối ưu hóa... được yêu cầu dành trước .Trong mô hình dịch vụ bảo đảm, các đặc tính lưu lượng và các yêu cầu dịch vụ ược sử dụng để thiết lập một luồng dự trữ Đặc tính lưu lượng được đặc trưng bởi cáctham số gáo rò Các yêu cầu lưu lượng bao gồm tham số R, đặc trưng cho băng thôngcho luồng dự trữ 2.1.2 Mô hình phân biệt dịch vụ 2.1.2.1 Tổng quan về mô hình phân biệt dịch vụ Mô hình phân biệt dịch vụ (DiffServ) được phát... cuối đến đầu cuối mà vẫn bảo đảm chất lượng dịch vụ đa được thiết lập Đồngthời cho phép tăng khả năng mở rộng mạng khi cần thiết Vì vậy, trong phần này sẽphân tích một cách tổng quát nguyên lý hoạt động của hai mô hình bảo đàm chấtlượng dịch vụ; mô hình tích hợp dịch vụ và mô hình phân biệt dịch vụ, để từ đó chúngta áp dụng các chính sách, kỹ thuật bảo đảm dịch vụ qua hai mô hình khác nhau này.Cụ thể,... tích hợp dịch vụ (Intserv) để truyềnthông tin giữa đầu cuối đến đầu cuối thông qua một hoặc nhiều vùng phân biệt dịch vụ (DiffServ).Các Router hoặc các Host chạy trong mạng theo mô hình Intserv kết nối với nhauqua các vùng phân biệt dịch vụ Trong các vùng phân biệt dịch vụ, các Router đượcthực thi với các PHB cụ thể để cung cấp việc điều khiển các lưu lượng. Tổng số lượngcủa lưu lượng tự nhận vào trong. .. byte gam dữ liệu IP trong mộtgiây Giá trị của tham số này có thể nằm trong khoảng từ 1 byte trên giây đến 40terabyte trên giây Tham số b xác định tốc độ bùng nổ dữ liệu cho phép của hệ thốngvà được đo bằng byte Dải giá trị của tham số b có thể nằm trong khoảng từ 1 byte đến250 gigabytes Mô hình tích hợp dịch vụ đề xuất hai lớp dịch vụ bổ sung cho các dịch vụ IPtruyền thống bao gồm: - Dịch vụ bảo đảm (Guaranteed... lớp lưu lượng khácnhau, vì vậy DiffServ không cung cấp mức QoS cụ thể Để đảm bảo một số mức chấtlượng dịch vụ QoS cụ thể, điều khiển đầu vào được hỗ trợ tại biên của miền phân biệtdịch vụ DS để điều khiển các luồng lưu lượng đi vào mạng Không giống như mô hìnhtích hợp dịch vụ sử dụng giao thức báo hiệu RSVP để dành trước băng thông dọc 13 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP theođường đi, QoS trong. .. Intranet, yêu cầu một dịch vụ từ máy trạm B nằmở một mạng Intranet khác Cả hai mạng Intranet này kết nối với nhau quamạng DiffServ 2.2 Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng IP 2.2.1 Phân loại gói tin Phân loại gói tin là phương pháp được sử dụng để nhóm các gói tin IP lại với nhau theo lớp dịch vụ Điểm bắt đầu việc phân lớp lưu lượng có thể đặt tại thiết bị đầu cuối .Trong mạng, các gói tin... chuyển tiếp các gói tin qua mạng 2.2.2.3 Điểm mã phân biệt dịch vụ 19 SV:ĐẶNG THỊ HỒNG DIỆU QoS TRONG MẠNG IP Khi chúng ta thiết lập cho Router hoạt động theo mô hình phân biệt dịch vụ thì 8bít trường kiểu dịch vụ (không phải trường ToS 4bits) trong Header của gói tin IPv4và trường lớp lưu lượng (TC – Traffic class) trong Header của gói tin IPv6 được thaythể bởi trường phân biệt (DS - DiffServ) để đánh