ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC TRÊN INTERNET

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ HOÀNG TRỌNG THỦY ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC TRÊN INTERNET LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GVHD: PGS TS Nguyễn Đình Việt Hà Nội - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn giúp đỡ PGS TS Nguyễn Đình Việt Các kết viết chung với tác giả khác đồng ý tác giả trước đưa vào luận văn Trong toàn nội dung nghiên cứu luận văn, vấn đề trình bày tìm hiểu nghiên cứu cá nhân trích dẫn từ nguồn tài liệu có ghi tham khảo rõ ràng, hợp pháp Trong luận văn, có tham khảo đến số tài liệu số tác giả liệt kê mục tài liệu tham khảo Hà nội, tháng 11 năm 2016 Tác giả luận văn Hoàng Trọng Thủy LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt luận văn này, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến Thầy Nguyễn Đình Việt, người tận tình trực tiếp hướng dẫn suốt trình triển khai nghiên cứu đề tài, tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Thứ hai, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới toàn thể thầy cô giáo khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội dạy bảo tận tình suốt trình học tập khoa Cuối xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp bên em cổ vũ, động viên, giúp đỡ suốt trình học tập thực luận văn Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn phạm vi khả cho phép chắn không tránh khỏi thiếu sót mong góp ý chân thành thầy cô bạn để hoàn thiện luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2016 Học viên Hoàng Trọng Thủy MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển mạnh mẽ mạng Internet ngày kéo theo sự phát triển ứng dụng Internet Dữ liệu trao đổi mạng không đơn văn (text) mà thêm vào liệu đa phương tiện (multimedia) bao gồm có hình ảnh (image), âm (audio), phim, nhạc… Các ứng dụng đa phương tiện phổ biến kể đến gọi điện qua mạng (Internet telephony), hội thảo trực tuyến (video conferencing) ứng dụng xem video theo yêu cầu (video on demand) ngày sử dụng rộng rãi Vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) trở nên quan trọng hết MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN Do bùng nổ mạng mẽ mạng Internet khiến cho liệu vận chuyển quan mạng Internet trở nên khổng lồ, nhu cầu lớn khiến cho việc tắc nghẽn xảy thường xuyên vấn đề đặt hạn chế tối đa tắc nghẽn mạng Internet trì ổn định cao cho mạng Các kỹ thuật truyền thống nhằm giảm thiểu tắc nghẽn mạng ngày hiệu Mục đích luận văn nghiên cứu giải pháp quản lý điều khiển nhằm hạn chế tối đa tắc nghẽ mạng Internet Thay sử dụng hàng đợi FIFO truyền thống (Trong mô NS2 gọi với tên DropTail) luận văn nghiên cứu sâu chiến lược quản lý hàng đợi động mà tiêu biểu RED (Random Early Detection of Congestion; Random Early Drop), Adaptive-RED, A-RIO (Adaptive – RED with In and Out) BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN a) Chương 1: Giới thiệu b) Chương 2: Các chiến lược quản lý hàng đợi khả áp dụng để đảm bảo QoS cho truyền thông đa phương tiện thời gian thực c) Chương 3: Đánh giá hiệu đảm bảo QoS cho truyền thông đa phương tiện thời gian thực số chiến lược quản lý hàng đợi Chương GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan giao thức TCP/IP phát triển mạng Internet Giới thiệu chung Năm 1967 từ thí nghiệm mạng Robert L.G đề xuất ARPA trực thuộc quốc phòng Mỹ kết nối địa điểm vào tháng năm 1967 gồm: Viện nghiên cứu Standford, Đại học California Los Angeles, Đại học tổng hợp Utah Đại học California Santa Barbara Đó mạng WAN xây dựng gọi ARPANET sau mạng Internet [17] Bộ giao thức TCP/IP thức đời năm 1983 coi chuẩn ngành quân Mỹ tất máy tính nối với mạng ARPANET phải sử dụng theo chuẩn Sự phát triển vũ bão khiến cho trường đại học muốn gia nhập vào mạng việc quản lý mạng trở nên khó khăn Chính lẽ mạng ARPANET tách thành phần MILNET ARPANET vào năm 1983, tách rời hai mạng liên kết với nhờ giao thức liên mạng IP Sự đời TCP/IP đánh dấu mốc lịch sử quan trọng ngày rõ điểm mạnh khả liên kết mạng khác với cách dễ dàng Vào thập kỷ 80 hội đồng Khoa học quốc gia Mỹ NSF (Nation Science Foundation) thành lập mạng liên kết trung tâm máy tính lới với gọi NSFNET Các doanh nghiệp chuyển từ ARPANET sang NSFNET Sau gần 20 năm hoạt động ARPANET dừng hoạt động vào khoảng năm 1990 Sự phát triển backbone NSFNET mạng khác tạo mội trường thuận lợi cho phát triển Internet Năm 1995 NSFNET thu lại thành mạng nghiên cứu Internet tiếp tục phát triển Cùng với khả kết nối mở Internet trở thành mạng lớn giới, mạng mạng xuất linh vực thương mại, trị, quân sự, xã hội… Ngày sở hạ tầng mạng Internet nâng cao làm cho nhu cầu ứng dụng đa phương tiện qua mạng tăng lên nhanh chóng 1.2 Tổng quan truyền thông đa phương tiện (Multimedia) chất lượng dịch vụ (QoS) 1.2.1 Giới thiệu chung truyền thông đa phương tiện (Multimedia) Trước đây, mà Internet chủ yếu truyền data người ta không cần quan tâm đến việc phân biệt ưu tiên cho gói tin lúc băng thông mạng tài nguyên khác đủ để cung cấp cho ứng dụng mạng, ISPs cung cấp cho khách hàng họ dịch vụ theo kiểu “Cố gắng tối đa” (Best-Effort - BE) tất khách hàng đối xử họ khác loại kết nối Đây dịch vụ phố biến mạng Internet hay mạng IP nói chung Các gói thông tin truyền theo nguyên tắc “đến trước phục vụ trước” mà không quan tâm đến đặc tính lưu lượng dịch vụ Điều dẫn đến khó hỗ trợ dịch vụ đòi hỏi độ trễ thấp dịch vụ thời gian thực hay video Cho đến thời điểm này, đa phần dịch vụ cung cấp mạng Internet sử dụng nguyên tắc Best Effort Dữ liệu động thường Audio Video ứng dụng truyền thông loại liệu gọi chung ứng dụng đa phương tiện Loại liệu nhạy cảm với độ trễ lại cho phép mát gói tin ngưỡng chấp nhận Tính chất hoàn toàn trái ngược với ứng dụng truyền thống nên đòi hỏi chất lượng dịch vụ khác hoàn toàn với ứng dụng truyền thống Tùy theo yêu cầu chất lượng dịch vụ chia ứng dụng đa phương tiện thành lớp sau:  Truyền audio video lưu trữ  Truyển audio video thời gian thực  Ứng dụng tương tác audio video thời gian thực 1.2.2 Giới thiệu chung chất lượng dịch vụ (QoS) Quality of Service – QoS: khả cung cấp dịch vụ mạng cho lưu lượng Mục đích điều khiển băng thông, độ trễ jitter Giảm độ trễ, giảm tỉ lệ mát gói tin cho ứng dụng thời gian thực tương tác đảm bảo phục vụ tốt cho luồng liệu khác Theo khuyến nghị CCITT, E800 đưa tính chất chung qua QoS: “Hiệu ứng chung đặc tính chất lượng dịch vụ xác định mức độ hài lòng người sử dụng chất lượng dịch vụ” Khuyến nghị ETR300003 ETSI chia cải tiến định nghĩa ITU thành định nghĩa nhỏ hơn, phù hợp với yêu cầu quan điểm nhóm khác viễn thông là:  Yêu cầu QoS người sử dụng  Đề nghị QoS nhà cung cấp dịch vụ  Sử cảm nhận QoS từ khách hàng  Việc thực QoS nhà cung cấp dịch vụ  Yêu cầu QoS nhà cung cấp dịch vụ Các tham số QoS liên quan đến mạng bao gồm: a) Độ trễ (Delay) b) Thông lượng (Throughput): khả truyền tin tính tổn số đơn vị liệu truyền đơn vị thời gian ví dụ: packet/s c) Jitter: d) Tỉ lệ gói tin (Packet loss ratio) e) Độ khả dụng (Đáng tin cậy) f) Bảo mật g) Ngoài số tham số “Kích thước tin” “độ tin cậy” Mức QoS:  Best-Effort: Đây mức thấp nhất, dịch vụ kết nối không đảm bảo đặc trưng hàng đợi FIFO, phân loại luồng liệu  QoS Cứng: đặt trước tài nguyên phục vụ cho luồng liệu xác định trước thường cung cấp giao thức RSVP CBR có kiến trúc IntServ  QoS Mềm: kiến trúc mạng phân loại (Differentiated service) dựa phân loại luồng liệu theo nhiều mức ưu tiên luồng liệu ưu tiên phục vụ tốt luồn lại Việc lựa chọn loại dịch vụ để triển khai mạng phụ thuộc vào yếu tố sau:  Ứng dụng tính chất toán cần giải  Chi phí cho cài đặt triển khai dịch vụ 1.3 Các mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ 1.3.1 Mô hình dịch vụ tích hợp IntServ 1.3.2 Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ Chương CÁC CHIẾN LƯỢC QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG ĐỂ ĐẢM BẢO QOS CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC Trong mạng chuyển mạch ip gói tin thuộc luồng liệu khác truyền đường truyền để đến trạm đích Để việc phân phối băng thông đường truyền đạt hiệu cao cần chế phục vụ công nút mạng Router Router phục vụ gói tin luồng chọn định gói tin phục vụ 2.1 Các chiến lược quản lý hàng đợi truyền thống 2.1.1 Hàng đợi FIFO (First in first out) FIFO hàng đợi mặc định sử dụng hầu hết router FIFO phân loại tất gói thuộc lớp Các gói đến từ luồng khác đối xử công bằng cách đưa vào hàng đợi theo trật tự đến (gói đến trước đưa vào trước phục vụ trước) theo nghĩa First-Come-FirstServe (FCFS) hay First-In-First-Out (FIFO) góisGói tin đến Gói tin Hàng đợi Link Hình 2.1: Cơ chế phục vụ FIFO 2.1.2 Chiến lược hàng đợi ưu tiên PQ ( Priority Queue ) Kĩ thuật sử dụng trường hợp đa hàng đợi, hàng đợi có mức ưu tiên khác nhau, hàng đợi có mức ưu tiên cao ưu tiên phục vụ trước Khi có tắc nghẽn xảy gói hàng đợi có độ ưu tiên thấp bị loại bỏ Nói cách khác, lưu lượng quan trọng gán mức ưu tiên cao lưu lượng có mức ưu tiên cao truyền trước, lại lưu lượng quan trọng Hàng đợi góisGói tin đến Gói tin Phân loại Link Hàng đợi Hình 2.2: Cơ chế phục vụ hàng đợi ưu tiên PQ 2.1.3 Chiến lược Packet-Based Round Robin Tương tự chiến lược PQ trình bày phần trước Chiến lược dựa vào việc phân loại gói tin đến theo luồng khác luồng xếp vào hàng đợi phục vụ theo vòng Tuy nhiên thay phục vụ theo mức ưu tiền PBRR lại phục vụ quay vòng hàng đợi, hàng đợi phục vụ gói tin Nếu hàng đợi rỗng lập lịch bỏ qua không phục vụ 12 thể tự động thiết lập tất tham số đầu vào thuật toán RED dựa kết mong muốn đạt tránh hạn chế lớn RED 𝑚𝑎𝑥𝑝 hiểu chỉnh không cho kích thước hàng đợi trung bình nằm ngưỡng 𝑚𝑖𝑛𝑡ℎ , 𝑚𝑎𝑥𝑡ℎ mà giữ kích thước hàng đợi trung bình nằm dải cho phép nằm khoảng 𝑚𝑖𝑛𝑡ℎ , 𝑚𝑎𝑥𝑡ℎ Giá trị 𝑚𝑎𝑥𝑝 trì nằm khoảng từ 0.01 đên 0.5 Bằng mô thấy A-RED đạt độ dài hàng đợi trung bình đích với miền rộng kịch bản, có nghĩa giữ nguyên ưu điểm RED Điều giúp quản trị viên dự đoán độ trễ hàng đợi trung bình hạn chế khả kích thước hàng đợi trung bình vượt ngưỡng 𝑚𝑎𝑥𝑡ℎ từ giảm tỉ lệ gói tin thăng giáng độ trễ hàng đợi 2.2.4 Thuật toán RIO a Ý tưởng Thuật toán RIO Đối với thuật toán RED, A-RED router thực tính toán hàng đợi trung bình sau tiến hành đánh dấu loại bỏ gói tin, gói tin đối xử bình đẳng với phân biệt ưu ưu tiên Tuy nhiên thực tế mà tốc độ phát triển mạnh Internet khiến cho đa dạng dịch vụ tăng Người dùng hoàn toàn yêu cầu nhà cung cấp để ưu tiên cao chấp nhận trả chi phí lớn Nếu sử dụng thuật toán RED A-RED cho trường hợp giải toán, luồng (ứng dụng) trả nhiều tiền cung cấp lượng dịch vụ luồng khác Chính lẽ thuật toán RIO đời dựa cải tiến thuật toán RED cách phân chia gói tin đến theo hai mức ưu tiên “In” “Out” Việc gắn thẻ cho gói tin phụ thuộc vào thỏa thuận khách hàng nhà cung cấp dịch vụ theo đó, gói tin có gắn thẻ “In” nghĩa gói tin nằm dịch vụ thỏa thuận trước, gói tin có gắn thẻ “Out” có nghĩa không nằm hồ sơ dịch vụ Khi tắc nghẽn xảy router ưu tiên loại bỏ gói tin có gắn thẻ “Out” nhanh Tuy nhiên RIO không phân tách luồng thành lớp hàng đợi khác mà gộp tất chung vào hàng đợi 13 RIO viết tắt RED with In/Out bit Vì cải tiến từ RED nên có đầy đủ ưu điểm RED đạt thông lượng cao, hiệu suất sử dụng đường truyền lớn, độ trễ thấp, kích thước hàng đợi trung bình nhỏ phân biệt gói tin theo hai mức ưu tiên “In” “Out” Việc sử dụng đôi thuật toán RED cho gói tin “In” “Out” với thiết lập thông số khác khiến cho gói tin “Out” bị loại bỏ sớm tắc nghẽn xảy 2.2.5 Thuật toán A-RIO Đây mở rộng trực tiếp từ thuật toán A-RED RIO A-RIO theo cách tiếp cận thuật toán A-RED, thông số đầu vào thuật toán hiệu chỉnh online cách tự động nhằm đạt hiệu suất mong muốn đặt trước, có nhiều cách tiếp cận đưa nhằm hiệu chỉnh thông số thuật toán RED theo kết mong muốn đạt được, A-RED chọn tính đơn giản cài đặt Giống A-RED, A-RIO cần tham số đầu vào độ trễ mà người dùng mong muốn đạt được, A-RIO tự động ánh xạ sang tập tham số đầu vào Đặc trưng có ý nghĩa nhà cung cấp dịch vụ phân loại cấu hình router theo độ trễ độ đo QoS liên quan trực tiếp đến đặc tả dịch vụ đặc tả yêu cầu người dùng, dễ hiểu nhiều so với tham số trìu tượng ngưỡng hàng đợi, xác suất loại bỏ gói tin trọng số trung bình 14 Chương ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẢM BẢO QOS CHO TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN THỜI GIAN THỰC CỦA MỘT SỐ CHIẾN LƯỢC QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI 3.1 Đánh giá mô hiệu thuật toán RED Các mô luận văn thực mô NS-2 cộng đồng nghiên cứu sử dụng rộng rãi đặc biệt trường đại học viện nghiên cứu Sau phần trình bày mô nhằm đánh giá so sánh hiệu suất thuật toán RED so với DropTail Hình 3.1: Cấu hình mạng mô DropTail & RED Mô đánh giá hiệu suất thuật toán RED so với DropTail, loại đưa đồ thị biểu diễn : Kích thước hàng đợi trung bình, thông lượng, kích thước cửa sổ kết nối TCP để tìm ưu nhược điểm giải thuật quản lý hàng đợi Sau chạy mô thuật toán với kích mô chúng thu kết quả: 15 Chiến lược Số gói tin Kích thước hàng Độ trễ hàng đợi Hệ số sử dụng (packet) đợi trung bình trung bình (ms) đường (packet) (%) DropTail 11944 73.00 389.33 95.55 RED 11728 8.00 42.67 93.82 truyền Bảng 3.1: So sánh RED với DropTail Hình 3.2: Mô DropTail Hình 3.3: Mô RED a) Kích thước hàng đợi trung bình a) Kích thước hàng đợi trung bình b) Kích thước cửa sổ b) Kích thước cửa sổ 16 c) Thông lượng trung bình kết nối c) Thông lượng trung bình kết nối Nhận xét kết mô chiến lược DropTail: Nhìn đồ thị thấy tượng lockout xảy có lưu lượng đột vào khoảng thời gian từ – 7s từ – 10s (Nguồn CBR sinh lưu lượng có tốc độ cao dung lượng đường truyền nút 0) dẫn tới việc kết nối TCP đồng loạt giảm kích thước cửa sổ phát, dẫn tới việc thông lượng kết nốt TCP giảm đột ngột gần Ngay nguồn CBR ngừng hoạt động vào khoảng 10 - 12s thông lượng luồng TCP giảm gần chế rút lui theo hàm mũ TCP hàng đợi đầy DropTail không tránh khỏi tượng Global Synchronization Ngay nguồn CBR không hoạt động tượng Global Synchronization xảy vào khoảng thời gian 24s, 34s, 44s, kết nối TCP tăng kích thước cửa sổ phát đạt đến ngưỡng đồng loạt giảm Kích thước trung bình hàng đợi giữ mức cao Nhận xét kết mô chiến lược RED: Trong gian đoạn 12s có lưu lượng đột biến vào mạng kết nối TCP giảm kích thước cửa sổ phát dẫn tới việc thông lượng kết nối giảm nhiên sau chúng tăng kích thước cửa sổ phát thông lượng tăng sau đó, kích thước hàng đợi có tăng nhanh chóng giảm giữ mức ổn định Trong khoản thời gian lại đột biến lưu lượng RED trì kích thước hàng đợi trung bình khoảng nhỏ khoảng từ – 10 gói tin 17 Nhận xét: Nhìn chung thấy chiến lược DropTail không tránh tượng Global synchronization không hỗ trợ chia se băng thông công kết nối có lưu lượng bùng nổ vào mạng không giữ kết nối có sẵn RED tránh tượng lockout Global synchronization Việc giữ kích thước hàng đợi đủ nhỏ nên đạt độ trễ hàng đợi nhỏ nhiều lần so với DropTail giữ hệ số sử dụng đường truyền cao 3.2 Đánh giá mô việc áp dụng kiến trúc mạng Diffserv có sử dụng RED 3.2.1 Cấu hình mạng mô Chúng ta xem xét topo mạng đơn giản để mô mạng DiffServ ký hiệu router biên EDGE1 EDGE2, router lõi Core, hàng đợi sử dụng router biên router core hàng đợi MRED, Các thực thể gửi nhận UDP sender UDP Rec Nguồn phát nguồn CBR (nguồn sinh lưu lượng với tốc độ không đổi), băng thông độ trễ mô tả đầy đủ Hình 3.4 Hàng đợi sử dụng Router EDGE thực thể gửi, nhận hàng đợi DropTail Topo mạng có nút cổ chai hàng đợi từ router EDGE1 đến router CORE Hình 3.4: Topo mạng mô 18 Hình 3.5: So sánh thông lượng kết nối UDP Hình 3.6: So sánh kích thước hàng đợi trung bình 19 Hình 3.7: So sánh độ trễ hàng đợi trung bình Code Point Gói tin nhận Gói tin gửi Drop RED Drop All 9743 5889 689 3165 10 333 333 0 11 500 500 0 12 2542 2542 0 20 167 142 25 21 200 98 52 50 22 2258 1078 109 1071 30 174 174 0 31 200 200 0 32 3369 822 503 2077 20 Bảng 3.2: Thông kê gói tin Source Packet send Packet loss Lost rate (%) UDP Sender 3368 0 UDP Sender 2587 1289 49.7 UDP Sender 3666 2487 67.38 Bảng 3.3: Thống kê Từng kết nối 21 Kết mô 2: Thay đổi tốc độ truyền UDP Sender từ 600.000bps lên 1.000.000bps Hình 3.8: So sánh thông lược kết nối UDP Hình 3.9: So sánh kích thước hàng đợi trung bình 22 Hình 3.11: So sánh độ trễ hàng đợi trung bình Thống kê gói tin CP Gói tin nhận Gói tin gửi Drop RED Drop All 11993 6029 1027 4937 10 333 333 0 11 500 368 132 12 4792 2994 1798 20 167 140 27 21 200 99 68 33 22 2258 1072 108 1078 30 174 171 31 200 200 0 32 3369 652 821 1896 Bảng 3.4: Thông kê gói tin trường hợp tắc nghẽn nhiều 23 Source Packet send Packet loss Lost rate (%) UDP Sender 5601 1922 34.3 UDP Sender 2592 1296 50.0 UDP Sender 3627 2640 72.7 Bảng 3.5: Thống kê Từng kết nối Nhận xét kết mô được: Việc sử dụng lập lịch WIRR để đảm bảo băng thông tối thiểu cho hàng đợi khiến cho thông lượng kết nối UDP Sender – UDP Rec giữ mức trung bình khoảng 600Bps, kết nối có kích thường hàng đợi trung bình độ trễ hàng đợi thấp Với việc thiết lập tốc độ truyển UDP Sender 600.000bps ngang với phần băng thông chia sẻ hàng đợi (0.6Mbps) khiến cho kích thước hàng đợi trung bình gần 0, packet sau tới hàng đợi xử lý Sau thiết lập tốc độ truyền tăng cường lên 1Mbps hàng đợi bắt đầu xảy tắc nghẽn băng thông chia sẻ không đáp ứng kịp tốc độ truyền Khi thuật toán RED hàng đợi bắt đầu có tác dụng Việc áp dụng kiến trúc Diffserv để phân loại gói tin thành mức ưu tiên loại bỏ khác nhau, hàng đợi RED bắt đầu loại bỏ gói tin có độ ưu tiên thấp để giữ kích thước hàng đợi năm ngưỡng thiết lập độ trễ hàng đợi thấp Không có gói tin Green bị loại bỏ Mô việc đánh dấu đảm bảo chất lượng dịch vụ sử dụng kiến trúc DiffServ chưa đem lại cải thiện đáng kể vài trường hợp Có thể thấy việc DiffServ bảo vệ tốt gói tin có ưu tiên cao (Green packets) thường gọi goi tin nhạy cảm Việc mát gói tin thường dẫn tới giảm hiệu suất kể phiên kết nối Trong số trường hợp gói tin đồng dẫn tới thời gian timeout 3s 6s kết nối TCP Việc cam kết băng thông tối thiểu dành cho người dùng cụ thể thực cách gán người dùng với hàng đợi riêng biệt cấp phát lượng băng thông cam kết cho hàng đợi Như ta đạt hai mục tiêu vừa đảm bảo băng thông tối thiểu cho người dùng đặt trước vừa bảo vệ luồng liệu nhạy cảm tắc nghẽn xảy người dùng 24 3.3 Kết luận hướng nghiên cứu A KẾT LUẬN RED thuật toán AQM nghiên cứu nhiều giới, hầu hết nghiên cứu công nhận hiệu đạt nhiên có nhược điểm cố hữu nhạy cảm với tham số đầu vào điều kiện mạng Ngoài RED không đảm bảo công cho luồng liệu khác Mục tiêu RED giữ hàng đợi trung bình đủ nhỏ miền định trước nhằm hấp thu đột biến tức thời giúp mạng đạt thông lượng cao độ trễ thấp Các thuật toán A-RED, RIO, A-RIO đời nhằm khắc phục nhược điểm RED với việc đơn giản hóa tham số đầu vào cố gắng đạt công cho lớp lưu lượng riêng Kiến trúc mạng IntServ đời nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho lớp lưu lượng đặt trước cách đặt trước tài nguyên từ nguồn tới đích nhiên lại có nhiều nhược điểm khả mở rộng mạng lõi, chi phí cao, cài đặt phức tạp Kiến trúc mạng DiffServ phát triển với ưu điểm trái ngược với kiến trúc IntServ, với việc phân loại gói tin thành mức độ ưu tiên khác áp dụng sách khác cho mức ưu tiên khiến cho DiffServ đạt tính linh động tốt, dễ cài đặt mở rộng Việc áp dụng chiến lược RED mô hình kiến trúc mạng DiffServ giúp người quản trị vừa đạt công cho luồng liệu, bảo vệ luồng liệu nhạy cảm vừa đạt thông lượng độ trễ cao nhờ thuật toán RIO B HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Chúng tiếp tục nghiên cứu sâu kiến trúc mạng DiffServ cụ thể là: Ảnh hưởng việc thay đổi thuật toán lập lịch hàng đợi kiến trúc mạng DiffServ Ảnh hưởng lưu lượng gói tin khác đến hiệu thuật toán RIO 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Thắng, Nguyễn Ngọc Chân, Trần Công Hùng, Giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho mạng lõi Nguyễn Thị Thu Huyền, Đồ án: Nghiên cứu QoS định hướng phát triển mạng viễn thông Việt Nam Vũ Duy Lợi, Nguyễn Đình Việt, Ngô Thị Duyên, Lê Thị Hợi (2004), “Đánh giá hiệu suất chiến lược quản lý hàng đợi RED mô NS”, Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Quốc gia lần thứ hai Nghiên cứu, Phát triển Ứng dụng Công nghệ Thông tin Truyền thông (ICT.rda'04), (Hà nội, 2425/9/2004) NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 5/2005, trang 394-403 Lê Đình Danh(2007), Luận văn cao học: Thuật toán quản lý hàng đợi A-RIO Sally Floyd and Van Jacobson, “Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance” Lawrence Berkeley Laboratory University of California Eitan Altman, Tania Jimenez, “NS Simulator for Beginners” RFC: 2474, 2475, 2597, 2598, 3260, 2697 Luigi Alcuri, Francesco Saitta , Telephony Over IP: A QoS Measurement-Based End to End Control Algorithm and a Queue Schedulers Comparison D Stiliadis, A Varma (1998), “Efficient Fair Queuing Algorithms for PacketSwitched Networks”, IEEE Trans Networking, Vol 6, No 2, pp 175-185 10 David D.Clark, Wenjia Fang (1998), “Explixit Allocation of Best Effort Packet Delivery Service”, Labratory for Computer Sciences Computer Science Department, Massachusetts Institute of Technology Princeton University A Demers, S Keshav and S Shenkar (1989), “Analysis and Simulation of a Fair Queuing Algorithms” 11 Ns2 Document, http://www.isi.edu/nsnam/ns/doc/ 12 Luigi Alcuri, Francesco Saitta, “Telephony Over IP: A QoS Measurement-Based End to End Control Algorithm and a Queue Schedulers Comparison” Viale delle Scienze 9, 90128 Palermo Italy 13 Jia-Shiang Jou, Xiaobo Tan and John S Baras, “A Parallel Virtual Queue Structure for Active Queue Management” Department of Electrical and Computer 26 Engineering and Institute for Systems Research University of Maryland, College Park, MD 20742 USA 14 Mikko Vanhala, “Differentiated Services – architecture” 44368D Teknillinen korkeakoulu Teletekniikan laboratorio 15 Oyetunji M.O, Oladeji F.A Emuoyinbofarhe O.J, “Performance Evaluation of Traffic Meters: Token Bucket Marker and Two Rate Three Color Marker (trTCM) QoS Admission Control” 16 Rong Pan, “Active Queue Management” Cisco System EE384y Spring Quarter 2006 17 W Feng, D Kandlur, D Saha, and K G Shin (1999), “A Self-Configuring RED Gateway”, In Proceedings of IEEE INFOCOM, pages 1320-1328 18 Andrew s Tanenbaum, The Netherlands Computer networks fifth edition, Vrije Universiteit Amsterdam, The Netherlands