Đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) luôn là mối quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực Công Nghệ Viễn Thông, đặc biệt trong mạng Internet. Mạng Internet ngày nay dần dần trở thành mạng đa dịch vụ cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau như thoại qua internet, Video, Web,…Mỗi dịch vụ yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS khác nhau. Rất nhiều nghiên cứu về chất lượng dịch vụ QoS được đưa ra để đáp ứng yêu cầu cung cấp dịch vụ tốt nhất đến người dùng và tăng hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng. Trong phạm vị tiển luận này, chúng ta sẽ nghiên cứu 2 mô hình chính cung cấp chất lượng dich vụ QoS trong mạng Internet là IntServ và DiffServ
Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QOS 2.1 Định nghĩa QoS 2.2 Tầm quan trọng QoS 2.3 Các tham số đặc trưng QoS 2.4 Các giải pháp tăng QoS .5 2.5 Các mô hình QoS mạng Internet MÔ HÌNH INTSERV 3.1 Các lớp dịch vụ 3.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP 3.3 Cấu trúc IntServ .11 3.4 Ưu nhược điểm mô hình IntServ 13 MÔ HÌNH DIFFSERV .13 4.1 Các lớp dịch vụ 14 4.2 Cấu trúc DiffServ .14 4.3 Nguyên lý hoạt động 21 4.4 Các thuật toán điều chỉnh đầu vào 22 4.5 Ưu nhược điểm mô hình DiffServ .24 KẾT LUẬN 26 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO .29 -1- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng GIỚI THIỆU Sự phát triển ngành công nghệ viễn thông vòng 30 năm trở lại có bước tiến vượt bậc đặc biệt lĩnh vực Internet Xu hướng mạng Internet trở thành mạng đa dịch vụ cung cấp nhiều dịch vụ khác dẫn đến nhu cầu băng thông mạng tăng lên, nghẽn mạng xảy Lúc có giải pháp khắc phục: giải pháp tăng băng thông kết nối thay thiết bị phần cứng khác Giải pháp không phù hợp đòi hỏi thay đổi hạ tầng phức tạp tốn kém, giải pháp không cách thức ưu tiên loại dịch vụ so với dịch vụ khác Giải pháp thứ giải pháp chất lượng dịch vụ QoS cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt hạ tầng mạng Internet sẵn có cách đưa chế độ ưu tiên khác loại dịch vụ khác Mạng Internet cung cấp dịch vụ sở phục vụ theo khả tối đa tức cam kết đưa từ phía nhà khai thác chất lượng dịch vụ Thay vào đó, tuỳ thuộc vào trạng thái cụ thể mạng, mạng thực khả tốt để phục vụ lưu lượng dịch vụ Đây nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy nghiên cứu mạnh mẽ QoS mạng Internet năm gần Trong bật mô hình QoS áp dụng riêng lẽ hay phối hợp hệ thống mạng Internet IntServ (Cấu trúc dịch vụ tích hợp) DiffServ (Cấu trúc dịch vụ phân biệt) CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QOS 2.1 Định nghĩa QoS Chất lượng dịch vụ QoS dùng để đến khả mạng việc cung cấp dịch vụ tốt cho mạng chọn với kỹ thuật khác Nó ngày trở nên cần thiết việc quản lý mạng sử dụng tài nguyên mạng hiệu để đáp ứng nhu cầu dịch vụ Internet ngày -1- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng tăng nhanh Mục đích việc đưa QoS cung cấp độ ưu tiên khác băng thông, jitter, độ trễ tỉ lệ gói 2.2 Tầm quan trọng QoS Khi lưu lượng chuyển tiếp với tốc độ nhanh đảm bảo thời gian xử lý độ tin cậy việc vận chuyển lưu lượng đến đích, kiểu dịch vụ đòi hỏi giao thức lớp cao hơn, ví dụ TCP để cung cấp tính tin cậy điều khiển lỗi Bảng trạng thái thể số vấn đề thường gặp mạng không hỗ trợ QoS Dạng lưu lượng Vấn đề mạng không hỗ trợ QoS Tiếng nói truyền mạng thường khó hiểu Bị ngắt quảng, âm không suốt Trễ truyền làm đối thoại khó khăn hơn, đầu dây Thoại (voice) bên kết thúc đầu bên không hay biết Hoặc gọi không kết nối Video Hình ảnh không ổn định Âm không đồng với hình ảnh Các hình động bị “đóng băng” Tốc độ truyền liệu chậm Dữ liệu (data) Mất liệu truyền Bảng 1: Các vấn đề mạng không hỗ trợ QoS Với xu hướng phát triển ạt dịch vụ số lượng khách hàng ngày nhiều, vấn đề đảm chất lượng dịch vụ cho ứng dụng mạng Internet trở nên cần thiết hết -2- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng 2.3 Các tham số đặc trưng QoS Chất lượng dịch vụ QoS thường đánh giá tham số sau: Băng thông (Bandwidth) Độ trễ gói (Delay) Độ biến thiên trễ (Jitter) Tỷ lệ gói (Loss) Khả đáp ứng dịch vụ 2.3.1 Băng thông (Bandwidth) Băng thông tỉ lệ bit giây để phân phối liệu mạng Băng thông hiểu tốc độ đường kết nối vật lý xung đồng hồ (clock rate) interface Ví dụ kết nối điểm - điểm mạng WAN băng thông 64kbps tốc độ đường kết nối vật lý Nhưng kết nối mạng Frame relay hay ATM băng thông tốc độ cam kết (CIR) nhà cung cấp dịch vụ với khách hàng, băng thông lớn tốc độ cam kết lưu lượng mạng cho phép 2.3.2 Độ trễ gói (Delay) Độ trễ khoảng thời gian gói IP chuyển từ đầu gửi đến đầu nhận Các mạng thường tồn loại trễ sau: Trễ môi trường truyền (propagation): thời gian để chuyển gói đi, thời gian thường phụ thuộc vào băng thông giao tiếp Trễ xử lý xếp hàng: hai loại trễ tồn router Trễ xử lý: thời gian để router lấy gói tin từ interface vào đặt vào hàng đợi interface Độ trễ phụ thuộc vào tốc độ xử lý CPU, khả sử dụng CPU, mode chuyển mạch IP sử dụng, -3- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng cấu trúc router, đặc tính cấu hình giao tiếp vào/ra Trễ xếp hàng: khoảng thời gian gói nằm hàng đợi router Thời gian phụ thuộc vào số lượng kích thước gói có hàng đợi băng thông interface Đồng thời thông số phụ thuộc vào chế xếp hàng gói tin 2.3.3 Độ biến thiên trễ (Jitter) Độ biến thiên trễ (Jitter) cho biết dao động độ lớn độ trễ gói Đối với ứng dụng liệu Jitter không làm giảm chất lượng bao số dạng lưu lượng khác thoại số hóa đòi hỏi gói tin phải truyền quán tức khoảng cách gói tin đồng Dạng lưu lượng gọi lưu lượng đẳng thời (Isochronous traffic) 2.3.4 Tỷ lệ gói (Loss) Loss tham số quan trọng chất lượng dịch vụ, tỉ lệ gói xảy mạng lớn cần phải có biện pháp để khắc phục Ví dụ trường sửa lỗi FCS (Frame Check Sequence) kiểm tra khung bị lỗi truyền mạng Các công cụ QoS làm giảm gói tin hàng đợi đầy Ở mạng nay, số gói tin bị tỉ lệ lỗi bit (tỉ lệ bit lỗi BER 10-9 chấp nhận) [2], đa số gói tin bị đệm hàng đợi tải Do việc khắc phục tình trạng gói mạng cần thiết 2.3.5 Khả đáp ứng dịch vụ Trong thời gian gần đây, dựa kinh nghiệm thực tế nhà khai thác dịch vụ người sử dụng, kỹ sư nhà nghiên cứu mạng nhận cần phải mở rộng tập hợp tham số QoS dịch vụ với tham số không phần quan trọng Đó khả đáp ứng dịch -4- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng vụ Tham số nói đến khả đáp ứng dịch vụ cho biết xác xuất dịch vụ sử dụng thành công thời điểm khách hàng muốn dùng Việc xác định tham số cho dịch vụ tuân theo phương thức cố định hay phương thức xác xuất thống kê Trong trường hợp thứ nhất, tham số QoS dịch vụ không phép vượt giới hạn cố định cho trước Chẳng hạn, độ trễ gói gói IP cho dịch vụ quan tâm không lớn 100 ms Trong trường hợp thứ hai, xác xuất nhỏ sử dụng, cho phép tham số QoS lớn ngưỡng cho trước với xác xuất Ví dụ, cho phép độ trễ gói lâu 100ms với xác xuất 0.001 Việc chọn phương thức định nghĩa chất lượng dịch vụ tuỳ thuộc vào thống nhu cầu người sử dụng nhà cung cấp, đồng thời phù hợp với thực trạng mạng nhà cung cấp Xét ví dụ dịch vụ VOIP : VOIP có chất lượng chấp nhận thỏa mãn tỷ lệ gói 1%, độ trễ gói chiều từ đầu gửi đến đầu nhận 150ms, độ biến thiên trễ vài ms, khả đáp ứng dịch vụ VoIP 99.99% nghĩa khách hàng muốn dùng dịch vụ VoIP, không phụ thuộc vào thời gian sáng, trưa, chiều tối, 99,99% gọi kết nối với chất lượng phù hợp với hợp đồng ký kết người sử dụng với nhà cung cấp dịch vụ 2.4 Các giải pháp tăng QoS 2.4.1 Tăng băng thông Một vài giải pháp để tăng băng thông sau: Tăng dung lượng liên kết nhằm tạo lượng băng thông thừa để đảm bảo cho người sử dụng ứng dụng có yêu cầu băng thông lớn Vấn đề xem đơn giản, nhiên tốn nhiều thời gian tiền -5- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng để thực thi đề án hạn chế thiết bị gây khó khăn công việc nâng cao khả băng thông lên lớn Phân loại lưu lượng thông tin thành lớp trao quyền ưu tiên chiếm giữ băng thông tùy theo tầm quan trọng loại hình thông tin Nén tải nhằm tăng dung lượng băng thông liên kết Tuy nhiên, việc nén tải làm tăng độ trễ việc truyền dẫn phải cần khoảng thời gian dài để thực thuật toán nhằm giải việc nén liệu Một chế nén hiệu nén phần header Cơ chế nén đặc biệt hiệu mạng có gói chứa liệu nhỏ (tỉ số tải header nhỏ) 2.4.2 Giảm trễ Một vài giải pháp để giảm trễ sau: Tăng dung lượng liên kết, với dung lượng băng thông vừa đủ liên kết giúp rút ngắn chiều dài hàng đợi gói đợi lâu để truyền Mặt khác, thời gian phát định kỳ giảm xuống Tuy nhiên giải pháp không khả thi việc tăng dung lượng giá thành tăng theo Một giải pháp có tính hiệu tạo cấu hàng đợi có hỗ trợ quyền ưu tiên gói có yêu cầu độ trễ nhỏ cách đưa gói tin lên hàng đầu Nén tải giảm kích thước gói từ tăng băng thông liên kết Thêm vào đó, kích thước gói nhỏ sau nén tải gói yêu cầu thời gian truyền ngắn Tuy nhiên, để thực nén tải cần thực -6- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng thông qua thuật toán phức tạp Giải pháp thường không sử dụng gói truyền môi trường có độ trễ nhỏ Việc nén header không công việc tập trung xử lý mà kết hợp với kỹ thuật khác để giảm độ trễ Phương thức đặc biệt phù hợp với gói thoại Bằng cách giảm độ trễ truyền dẫn độ trượt giảm đáng kể 2.4.3 Ngăn gói Mất gói thông thường xảy router không thời gian đệm phục vụ cho việc xếp hàng đợi Router thực loại bỏ gói trường hợp sau: CPU bị nghẽn xử lý gói, Router không không gian đệm, CPU bị nghẽn ấn định không gian đệm cho gói mới, lỗi khung (ví dụ CRC) Một số giải pháp giúp ngăn chặn gói ứng dụng: Tăng dung lượng liên kết để tránh nghẽn Đảm bảo đủ lượng băng thông tăng không gian đệm nhằm đáp ứng xảy bùng nổ thông tin Tránh nghẽn cách loại bỏ gói trước nghẽn xảy WRED sử dụng để thực loại bỏ gói trước xảy nghẽn 2.5 Các mô hình QoS mạng Internet Định nghĩa kiến trúc QoS đời vào năm 1990, nhóm nghiên cứu IETF (Internet Engineering Task Force) đưa mô hình QoS cho mạng Internet mô hình IntServ (các dịch vụ tích hợp) mô hình DiffServ (các dịch vụ phân biệt) -7- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng MÔ HÌNH INTSERV Tổ chức IETF (Internet Engineering Task Force) năm đầu thập kỷ 90 đưa cấu trúc dịch vụ tích hợp IntServ giải pháp hữu hiệu đảm bảo QoS mạng Internet, đưa Internet trở thành sở hạ tầng cho dịch vụ tích hợp tính cao hỗ trợ truyền thông tiếng nói, hình ảnh, liệu thời gian thực liệu truyền thống Các tài nguyên mạng phân chia tuỳ theo yêu cầu QoS cụ thể Các chế để giải vấn đề cung cấp giao thức lưu giữ tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol) phần cấu trúc IntServ, theo định tuyến hiểu phân biệt mức độ dịch vụ khác có phương pháp theo người sử dụng thông báo cho nút yêu cầu họ Một ứng dụng xác định đặc tính luồng lưu lượng mà đưa vào mạng đồng thời xác định số yêu cầu mức dịch vụ mạng Đặc tính lưu lưọng Tspec (Traffic Specification) yêu cầu mức chất lượng dịch vụ Rspec (Required Specification) Vì định tuyến phải có khả thực công việc sau: Kiểm soát (Policing): kiểm tra TSpec luồng lưu lượng; không phù hợp loại bỏ luồng Điều khiển chấp nhận (Controlling): kiểm tra xem tài nguyên mạng có đáp ứng yêu cầu ứng dụng hay không Nếu đáp ứng, mạng từ chối Phân lớp (Classification): phân loại gói liệu vào mức yêu cầu chất lượng dịch vụ gói Hàng đợi lập lịch (Queuing and Scheduling): đưa gói liệu vào hàng đợi tương ứng định hủy gói liệu xảy xung đột -8- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng 3.1 Các lớp dịch vụ Có hai lớp dịch vụ: dịch vụ đảm bảo (Guaranteed Service) dịch vụ kiểm soát tải (Control load service) : a Dịch vụ đảm bảo (Guaranteed Service): áp dụng cho dịch vụ với độ trễ dịch vụ xác định trước Cho phép giới hạn thời gian chuyển tiếp gói liệu đến đích khoảng thời gian định, đảm bảo số liệu không bị loại bỏ hàng đợi đầy Thông tin Tspec phải bao gồm thông số như: tốc độ đỉnh, kích thước lớn gói liệu Trong thông số quan trọng Rspec tốc độ dịch vụ Thông số cho phép xác định băng thông mà lưu lượng cần mạng Thông số với thông số Rspec cho phép xác định thời gian trễ lớn chấp nhận liệu Nhược điểm lớp dịch vụ hiệu sử dụng tài nguyên mạng thấp đòi hỏi luồng lưu lượng có hàng đợi riêng b Dịch vụ kiểm soát tải (Control load service): áp dụng cho dịch vụ với độ trễ dịch vụ với đặc điểm thống kê Các ứng dụng dịch vụ chấp nhận khả liệu thay đổi độ trễ mức độ định Luồng liệu vào mạng kiểm tra đối chiếu với đặc tả lưu lượng Tspec đăng ký Nếu không phù hợp với đặc tả đăng ký trước liệu chuyển phương thức “nỗ lực tối đa” 3.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP RSVP giao thức báo hiệu cung cấp thủ tục để thiết lập điều khiển trình chiếm giữ tài nguyên, hay nói cách khác RSVP cho phép chương trình ứng dụng thông báo cho mạng yêu cầu mức chất lượng dịch vụ; mạng hồi đáp chấp nhận không chấp nhận yêu cầu Các tin RSVP định tuyến hay chuyển mạch liên kết hai đầu cuối gửi nhận trao đổi với để đáp ứng yêu cầu mức chất lượng dịch vụ ứng dụng -9- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng Hình 2: Cấu trúc DiffServ Như trình bày phần 3, tổ chức mạng có chức IntServ, dù định tuyến lõi hay biên, chúng bắt buộc phải có khả xử lý luồng IP vi mô Điểm khác cấu trúc DiffServ có định tuyến biên cần khả Với định tuyến lõi, thay phải xử lý số lượng lớn luồng gói IP vi mô cấu trúc IntServ, phải xử lý vài luồng IP tổng cấu trúc DiffServ Luồng IP tổng chứa tất gói luồng IP vi mô thuộc chủng loại Do cần định nghĩa vài chủng loại bản, yêu cầu định tuyến lõi trở nên đơn giản nhiều Điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP (DiffServ code point): Tại định tuyến biên vào mạng, gói vào đánh dấu thông qua trình phân loại phức tạp Việc đánh dấu bao gồm thiết lập vài bit gọi bit “Trường Phân Biệt Dịch Vụ” (trường DS) tiêu đề gói Trường DS dùng thay cho các định nghĩa trước Byte ToS – Type of Service (Loại dịch vụ IPv4) trường lớp lưu lượng – Traffic Class IPv6 Các giá trị trường DS điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP - Differantiated Service Code Point Các node -15- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng dịch vụ DiffServ phục vụ gói tin tương ứng với điểm mã Hình 3: Byte ToS trước sau DiffServ Trường ToS chứa bit, số chúng sử dụng để biểu thị cho DSCP Với bit trường DS có 64 giá trị nhị phân tương ứng với 64 trạng thái chất lượng dịch vụ chứa “bộ trữ” (pool) Trong có trữ với 32 giá trị dự trữ cho thực nghiệm hay sử dụng cục Các đặc tính DiffServ khuyến cáo sử dụng 21 giá trị trữ thứ (21 giá trị mô tả bảng 2) Xử lý chặn PHB (Per-hop Behavior): Các node dịch vụ DiffServ ánh xạ gói tin đến chặn PHB tương ứng với giá trị DSCP Bảng biểu diễn việc ánh xạ PHB DSCP PHB DSCP (Thập phân) DSCP (Nhị phân) EF 46 101110 AF43 38 100110 AF42 36 100100 AF41 34 100010 AF33 30 011110 -16- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng AF32 28 011100 AF31 26 011010 AF23 22 010110 AF22 20 010100 AF21 18 010010 AF13 14 001110 AF12 12 001100 AF11 10 001010 CS7 56 111000 CS6 48 110000 CS5 40 101000 CS4 32 100000 CS3 24 011000 CS2 16 010000 CS1 001000 Mặc định 000000 Bảng 2: Ánh xạ PHB DSCP DiffServ không hoàn toàn có chức ánh xạ PHB đến DSCP mà thực công việc yêu cầu Các nhóm PHB thành phần đặc tính DiffServ là: hoạt động mặc định (Default), hoạt động chọn -17- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng lớp (Class Selector) chuyển tiếp nhanh (Expecdited Forwarding) chuyển tiếp đảm bảo (Assured Forwarding) Một node chuyển mạch hỗ trợ nhiều nhóm PHB tương tự Các node thực thi nhóm PHB sử dụng chế đệm lập lịch gói tin Hoạt động mặc định: giá trị DSCP dịch vụ tương ứng dịch vụ internet mặc định (không kiểm soát hoàn toàn tắc nghẽn mát) Các hoạt động chọn lớp: giá trị DSCP từ 001000 đến 111000 để lựa chọn hoạt động, giá trị có xác suất chuyển tiếp cao giá trị trước Các chuyên gia lưu ý hoạt động mặc định cộng với lựa chọn lớp xác phản ánh giá trị quyền ưu tiên IP Chuyển tiếp nhanh (EF - Expedited Forwarding): Giá trị DSCP khuyến cáo 101110 hoạt động định nghĩa tốc độ chuyển hướng lưu lượng EF phải lớn tốc độ cấu hình EF dùng để tạo dịch vụ thời gian thực với cấu hình tốc độ lưu lượng Chuyển tiếp đảm bảo (AF - Assured Forwarding): Trên thực tế, hoạt động AF thật gồm có hoạt động Để thuận tiện ta gọi chúng AF1, AF2, AF3 Khi mạng bị tắc nghẽn, gói đánh dấu với DSCP cho AF1 có xác suất bị loại bỏ định tuyến thấp nhất, gói đánh dấu AF3 có xác suất cao Vì vậy, phạm vi loại AF, dùng xác suất rớt khác Phân lớp lưu lượng điều hòa: -18- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng Hình : Sơ đồ khối phân lớp điều hòa lưu lượng Bản thỏa thuận điều hòa lưu lượng TCA (Traffic Control Agreement) miền rút từ bảng SLA Chính sách phân lớp gói tin định nghĩa tập hợp lưu lượng nhỏ mà nhận dịch vụ phân biệt cách đánh dấu đến hay nhiều tập hợp đối xử (hay cách đánh dấu lại điểm mã DS) miền DS Sự điều tiết lưu lượng thực cách đo, định dạng, sách hay đánh dấu lại để đảm bảo lưu lượng vào miền DS tương ứng với quy tắc định nghĩa TCA, phù hợp với sách cung cấp dịch vụ miền Phạm vi yêu cầu điều tiết lưu lượng phụ thuộc vào loại hình dịch vụ, việc đánh dấu lại điểm mã đơn giản đến sách phức tạp hoạt động định dạng Các sách điều tiết lưu lượng kí kết mạng mô tả chi tiết sau đây: Các phân lớp Các phân lớp gói tin chọn gói tin vào luồng lưu lượng dựa header gói tin Các phân lớp sử dụng để “hướng’’ gói tin phù hợp với số nguyên tắc đến điều tiết lưu lượng sau xử lý Các phân lớp cần phải cấu hình số thủ tục quản lý phù hợp với bảng TCA Bộ phân lớp cần phải chứng thực thông tin dùng để phân gói tin Các trạng lưu lượng Một trạng lưu lượng biểu thị đặc tính thời gian luồng lưu lượng chọn phân lớp Nó cung cấp quy tắc cho -19- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng việc xác định cho dù gói tin nằm hay nằm trạng Các hoạt động điều hòa khác gán vào gói tin nằm trạng trạng, hay hoạt động tính toán kích hoạt Các gói tin trạng phép vào miền DS mà không cần thêm điều kiện hay thay đổi mã DS Sau gói tin vào miền DS sử dụng nhóm PHB khác hay ánh xạ từ điểm mã đến PHB cho luồng lưu lượng Các gói tin nằm trạng xếp hàng chúng nằm trạng bị loại bỏ (policed), đánh dấu lại với mã DS hay chuyển tiếp khởi động vài thủ tục tính toán Các gói tin trạng ánh xạ đến hay nhiều tập hợp BA thấp để thực thi Chú ý trạng lưu lượng thành phần tùy chọn TCA việc sử dụng lại phụ thuộc vào đặc tính riêng yêu cầu dịch vụ sách cung cấp dịch vụ miền DS Các điều hòa lưu lượng Bộ điều hòa lưu lượng bao gồm thành phần sau: đo (meter), đánh dấu (marker), định dạng (shaper) loại bỏ gói (dropper) Một luồng lưu lượng chọn phân lớp hướng gói tin đến điều hòa Một đo sử dụng để đo luồng lưu lượng dựa vào trạng lưu lượng Trạng thái đo gói tin cụ thể sử dụng để tác động đến việc đánh dấu, loại bỏ gói hay định dạng Khi gói khỏi điều hòa lưu lượng node biên DS, mã DS gói tin cần phải thiết lập với giá trị tương ứng Bộ đo (Meters): đo lưu lượng đo đặc tính thời gian luồng gói tin chọn từ phân lớp dựa vào trạng lưu lượng định nghĩa TCA Bộ đo -20- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng chuyển tiếp thông tin trạng thái đến hàm điều hòa để kích khởi hoạt động riêng biệt cho gói tin nằm trạng Bộ đánh dấu (Markers): Các đánh dấu thiết lập trường DS với mã riêng biệt, sau gói tin đánh dấu theo tập hợp đối xử BA riêng Bộ đánh dấu cấu hình để đánh dấu tất gói tin với mã, hay cấu hình để đánh dấu gói tin mã chọn PHB cho phù hợp với trạng thái đo Khi thay đổi mã gói tin có nghĩa gói tin đánh dấu lại Bộ định dạng (Shapers): Bộ định dạng làm trễ vài tất gói tin luồng lưu lượng theo thứ tự để luồng lưu lượng phù hợp với trạng lưu lượng Bộ định dạng thường có đệm không giới hạn gói tin bị loại bỏ đệm không đủ không gian để chứa gói tin Bộ loại bỏ gói (Droppers): Bộ loại bỏ gói loại bỏ số hay tất gói tin theo thứ tự để phù hợp với trạng lưu lượng Xử lý thường gọi “không chế” luồng 4.3 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động cấu trúc DiffServ bao gồm điểm sau Khi bắt đầu vào mạng DiffServ mà trực tiếp định tuyến biên, gói IP phân loại Bộ định tuyến biên thực việc phân loại cách kiểm tra mã DSCP (DiffServ Code Point) chứa chủng loại dịch vụ nằm phần đầu gói với số liệu khác liên quan đến luồng vi mô gói IP (như địa đầu gửi, địa đầu nhận) Sau chủng loại gói IP xác định, định tuyến biên áp dụng số giải pháp điều chỉnh cho gói cần thiết Lý gói IP cần phải tuân theo tính chất định nghĩa trước cho chủng loại -21- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng Những tính chất mức cực đại lưu lượng, biên độ cho phép bùng phát lưu lượng số đại lượng khác Tùy thuộc vào mức độ tuân thủ cụ thể gói IP mức độ chặt chẽ DiffServ, giải pháp định tuyến biên sử dụng đánh dấu gói, điều chỉnh gói (bao gồm loại bỏ gói, làm trễ gói thời gian định trước chuyển tiếp) Những tác động liên quan mang mục đích nắn lại tính chất luồng lưu luợng cho phù hợp với tính chất định nghĩa trước Tại định tuyến lõi, gói IP xử lý sở chủng loại Bộ định tuyến lõi có nhiệm vụ kiểm tra chủng loại gói IP đơn giản chuyển tiếp gói IP theo cách chủng loại nhận, bao gồm định tuyến cho gói, xếp gói vào đệm thích hợp cần thiết Ví dụ, đường kết nối đầu định tuyến không truyền tải kịp lưu lượng đầu vào, gói IP xác định thuộc vào dịch vụ ưu tiên xếp vào đệm riêng với gói IP dịch vụ đảm bảo Chỉ gói đệm dịch vụ ưu tiên đường kết nối phục vụ hết gói IP đệm dịch vụ bảo đảm bắt đầu truyền tải 4.4 Các thuật toán điều chỉnh đầu vào Tuy khắc phục nhược điểm tính áp dụng rộng IntServ, ngược lại DiffServ có khả đảm bảo QoS cho luồng IP tổng Nhiều nghiên cứu, mô đo đạc mạng DiffServ thử nghiệm chứng minh tham số QoS luồng IP tổng đảm bảo tham số QoS luồng IP vi mô tạo nên luồng tổng hoàn toàn bị thay đổi mức cho phép Phương pháp phổ biến để tránh tượng sử dụng thêm thuật toán điều chỉnh đầu vào (CAC Connection Admission Control) luồng IP vi mô Nguyên tắc chung điều chỉnh đầu vào phục vụ luồng IP vi mô thực trạng tức thời mạng đảm bảo lúc hai điều kiện: luồng IP nhận tham số QoS khách quan theo yêu cầu, -22- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng tham số QoS khách quan luồng IP tồn sẵn mạng không bị tổn phá mức cho phép xuất luồng IP Có hai phương pháp tuân theo triển khai thuật toán điều chỉnh đầu vào mạng DiffServ Phương pháp thứ điều chỉnh dùng cấu trúc Broker dung lượng (BB - - Bandwidth Broker) Phương pháp thứ hai điều chỉnh dựa vào kết đo đạc, giám sát trạng thái mạng Ở phương pháp thứ nhất, thiết bị đặc biệt gọi Broker dung lượng lắp đặt (xem hình 4) Vì chứa tập liệu làm bổ xung nhờ báo hiệu đặn, thời điểm Broker dung lượng có nhìn cụ thể xác thực trạng lượng mạng Khi luồng IP vi mô muốn vào mạng DiffServ, định tuyến biên nơi luồng IP xuất báo hiệu với Broker dung lượng Nhận báo hiệu, Broker dung lượng xác định đường truyền cho luồng IP vi mô qua mạng DiffServ, đồng thời kiểm tra xem lượng mạng dọc đường truyền vừa xác định có đủ theo yêu cầu QoS luồng IP hay không Trường hợp có đủ lượng, luồng IP vi mô đón nhận Nếu không đủ lượng, Broker dung lượng tìm đường truyền khác lặp lại trình kiểm tra lượng đường truyền Nếu đường truyền thoả mãn nhu cầu lượng, luồng IP bị từ chối không truyền tải qua mạng DiffServ -23- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng Hình 5: Điều chỉnh đầu vào luồng IP vi mô với Broker lưu lượng Khi luồng gói IP muốn từ đầu H1 đến đầu H2 qua mạng DiffServ, định tuyến biên R1 thông báo yêu cầu nhập mạng luồng IP cho Broker dung lượng Broker dung lượng xác định đường truyền R1-R2-R3 từ H1 đến H2 cho luồng IP thực thuật toán điều chỉnh đầu vào (CAC hình vẽ) cách kiểm tra dung lượng dọc đường truyền Nếu đủ dung lượng cho yêu cầu QoS luồng IP, lưu lượng bắt đầu truyền tải qua mạng DiffServ Phương pháp thứ hai để điều chỉnh đầu vào dựa vào kết đo đạc giám sát mạng Trong phưong pháp này, định tuyến biên có khả tự định, từ chối hay chấp nhận truyền tải liệu luồng IP vi mô Để làm điều này, tất nhiên cần có phân tích hợp lý kết đo đạc thu thập 4.5 Ưu nhược điểm mô hình DiffServ 4.5.1 Ưu điểm Khả mở rộng : Khả mở rộng mối quan tâm hàng đầu nhà cung cấp dịch vụ, số kết nối ngày -24- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng tăng Do mạng lõi tăng số luồng lưu lượng với nhiều giao thức khác nhau, yêu cầu đảm bảo điều kiện luồng hay độ phức tạp tính toán khó có khả mở rộng DiffServ, tập hợp luồng lưu lượng sau điều khiển với số lượng lớn Cũng từ PHB thiết lập dễ dàng, DiffServ sử dụng tốc độ cao để nâng cao thỏa thuận tốc độ Quản lý dễ dàng: Trong khuôn khổ dịch vụ phân biệt, miền DiffServ khác thực thi PHBs chúng thấy thỏa thuận miền thích hợp Điều giúp nhà cung cấp dịch vụ tự lựa chọn thực thi họ cung ứng dịch vụ phân biệt với thay đổi tối thiểu kiến trúc hạ tầng Đơn giản: Thực thi DiffServ không khác so với mạng IP sở Do đảm bảo tính đơn giản dễ dàng thực thi hay nâng cấp với mức giá thỏa thuận khác Khả đo đạc: Tại chặn miền DiffServ, điều hòa định dạng lưu lượng liên tục đo dòng liệu vào lập lịch đường liên kết điều khiển gói tin đi, không khó để yêu cầu cung cấp thông tin đối xử mạng Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng thông tin để cấp phát tốt băng thông cung cấp thỏa thuận mức độ dịch vụ cho khách hàng 4.5.2 Nhược điểm Kiến trúc DiffServ đề xuất chế đối xử chuyển tiếp gói tin với luồng hợp nhất, quản lý lưu lượng điều hòa Tuy nhiên không cung cấp kiến trúc dịch vụ -25- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng điểm - điểm Mặt khác, khuôn khổ DiffServ khả điều khiển lỗi đường kết nối Ví miền DiffServ, đường kết nối mang lưu lượng EF bị đứt kết nối, cách cung cấp đường kết nối thay để đảm bảo gói tối thiểu Hơn nữa, Diffserv không cung cấp kỹ thuật lưu lượng nào, điều có nghĩa có đường kết nối tải, lúc đường khác không sử dụng Hiện nay, cấu trúc DiffServ triển khai chủ yếu với quy mô nhỏ, có tầm cỡ thử nghiệm phòng thí nghiệm tổ chức nghiên cứu Mặc dù có nhiều ưu điểm nhắc đến trên, DiffServ chưa nhà cung cấp dịch vụ triển khai mạng họ Ngoài nguyên nhân đằng sau cần thiết phải đầu tư nâng cấp mạng, thiếu động lực triển khai tính tiện lợi cung ứng thừa dung lượng lý giải cho trạng KẾT LUẬN Chúng ta vừa trình bày chất lượng dịch vụ QoS mô hình chất lượng dịch vụ QoS áp dụng mạng Internet Mỗi mô hình xem xét có ưu điểm khiếm khuyết riêng Đó lý trình nghiên cứu thử nghiệm giải pháp QoS lâu chưa giải pháp thật có áp dụng rộng rãi với quy mô mang tính toàn cầu Vấn đề nằm chỗ, phổ biến giải pháp không phụ thuộc vào tính chất kỹ thuật nó, mà chịu chi phối mang tính định yếu tố không phần quan trọng khác nhu cầu thị trường, luật hành liên quan đến viễn thông, hưởng ứng nhà cung cấp dịch vụ Phát triển, chọn lựa, tích hợp hoạt động giải pháp QoS cho hợp lý đề tài làm việc tranh luận mang tính cấp thiết không lĩnh vực nghiên cứu mà -26- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng công ty viễn thông, nhà cung cấp dịch vụ -27- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng THUẬT NGỮ VIẾT TẮT IntServ Intergrated Service DiffServ Differentiaed Service QoS Quality of Service RSVP Resource Reservation Protocol IETF Internet Engineering Task Force TSPEC Traffic Specification RSPEC Required Specification DS DiffServ field ToS Type of Service DSCP Differentiaed Service Code Point PHB Per-Hop Behavior EF Expedited Forwarding AF Assured Forwarding CAC Connection Admission Control TCA Traffic Control Agreement -28- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng TÀI LIỆU THAM KHẢO Xipeng Xiao and Lionel M N, “Internet QoS: A Big Picture", Michigan State University Intel, “Differentiated Services: Moving towards Quality of Service on the Ethernet " Sambit Sahu, Don Towsley, Jim Kurose , “A Quantitative Study of Differentiated Services for the Internet”, Department of Computer Science University of Massachusetts Ph.D Trần Công Hùng, “Giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho mạng lõi ", Posts & Telecommunications Institute of Technology, Việt Nam Trần Tuấn Hưng, “Phát triển triển khai giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng IP”, Trung tâm nghiên cứu viễn thông Viên, Cộng Hoà Áo -29- ... làm việc tranh luận mang tính cấp thiết không lĩnh vực nghiên cứu mà -26- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng công ty viễn thông, nhà cung cấp dịch vụ -27- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng THUẬT NGỮ... vụ số lượng khách hàng ngày nhiều, vấn đề đảm chất lượng dịch vụ cho ứng dụng mạng Internet trở nên cần thiết hết -2- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng 2.3 Các tham số đặc trưng QoS Chất lượng. .. dịch vụ -13- Tiểu luận môn học Mạng Băng Rộng Inserv, thay vào đó, cung cấp thành phần chức mà dịch vụ xây dựng Một gói vào mạng mà không đề cập đến dịch vụ mạng xác định luồng cung cấp dịch vụ