Dịch vụ phân lớp và định tuyến cưỡng bức trong qos

KIỀU THU AN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ DICH VỤ PHÂN LỚP VÀ ĐỊNH TUYẾN CƯỠNG BỨC TRONG QOS KIỀU THU AN 2004 – 2006 Hà Nội 2006 HÀ NỘI 2006 LỜI GIỚI THIỆU Trong trình phát triển dịch vụ QoS mạng Internet, mơ hình kỹ thuật nghiên cứu phát triển phù hợp với nhu cầu sử dụng hạ tầng sở kỹ thuật cho phép QoS định nghĩa dịch vụ đảm bảo việc giành sẵn nguồn tài nguyên cho ứng dụng giám sát, tổ chức lưu lượng nhằm đạt hiệu suất sử dụng cao mạng Trong luận văn, hai mơ hình kỹ thuật ứng dụng gần để hỗ trợ QoS trình bày cụ thể chi tiết Đó mơ hình phân lớp dịchvụ DiffServ kỹ thuật định tuyến cưỡng Đây tất mơ hình kỹ thuật cấu thành hệ thống cung cấp QoS, chúng hai nội dung góp phần quan trọng trình cung cấp QoS chúng đưa đầy đủ chế giành nguồn tài nguyên giám sát/tổ chức luồng lưu lượng Luận văn q trình phát triển QoS, có nêu mơ hình hỗ trợ QoS sử dụng, so sánh để thấy ưu điểm mơ hình/kỹ thuật ứng dụng chương mở đầu Sau sâu tìm hiểu mơ hình/kỹ thuật chọn chương Cuối đưa kết luận đánh giá mơ hình /kỹ thuật chọn hướng nghiên cứu Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An LỜI CẢM ƠN Đề tài Dịch vụ phân lớp định tuyến cưỡng QoS lựa chọn làm luận văn tốt nghiệp cao học Trong trình tìm hiểu nghiên cứu, thấy đề tài có nhiều hướng mở cho việc nghiên cứu sau Tuy nhiên hướng dẫn, bảo thầy cô; động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện gia đình, bạn bè đồng nghiệp, tơi hồn thành luận văn Nhân đây, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phạm Văn Bình, người ln hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy Khoa Điện Tử Viễn Thông, thầy cô Trung tâm đào tạo sau đại học trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giảng dạy kiến thức giúp đỡ tơi suốt q trình học tập trường Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình; bạn bè đồng nghiệp Trung tâm CNTT – Ngân hàng Đầu tư Phát triển Việt Nam giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình hồn thành luận văn Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An CHƯƠNG Tổng quan dịch vụ phân lớp định tuyến cưỡng QoS Mạng Internet ngày có nguồn gốc từ mạng ARPANET, mạng truyền liệu thử nghệm Dự án nghiên cứu phòng thủ Hoa Kỳ vào năm đầu thập kỷ 60 Mục đích mạng tạo mạng chống lại công quân đánh bom Để đạt mục đích , mạng ẨPNET xây dựng mơ hình gói (datagram), gói tin truyền độc lập tới đích Mạng có ưu điểm đơn giản dễ dàng tương thích có thay đổi cấu hình mạng Qua nhiều năm phát triển, mạng Internet nghiên cứu phát triển nhà khoa học Các ứng dụng truy cập từ xa, truyền file thư điện tử ứng dụng sử dụng phổ biến chúng truyền theo mơ hình datagram Trong gói tin từ nguồn tin khác xử lý Khi tắc nghẽn xảy mạng, chúng xử lý rớt gói theo chế dộ ưu tiên sách hàng đợi thực FIFO Mơ hình gọi “ dịch vụ tốt có thể” (best-effort) Tuy nhiên, ứng dụng Web đem lại nhiều thay đổi cho mạng Internet Là mạng quy mô lớn giới có nhiều ứng dụng đời video hội nghị, web, truyền thông điện tử, thảo luận trực tuyến Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 10 điện thoại Internet phát triển với tốc độ chóng mặt Thương mại điện tử cách mạng giới Internet Bước sang kỷ 21, Internet trở thành sở hạ tầng thơng tin tồn cầu Chính thành công Internet tạo thách thức tương lai Rất nhiều loại hình ứng dụng đời đưa nhiều yêu cầu sở hạ tầng Internet Một yêu cầu độ tin cậy đảm bảo Mơ hình “dịch vụ tốt có thể” trước khơng có khả giám sát quản lý nguồn tài nguyên mạng khơng có khả đảm bảo tài nguyên để phục vụ cho yêu cầu người dùng nhằm đem lại chất lượng dịch vụ theo yêu cầu tối thiểu Ngược lại, cung cấp cấp theo khả Hầu hết chương trình thời gian thực đòi hỏi nguồn tài nguyên mạng tối thiểu để hoạt động Khi Internet ngày trở thành quen thuộc cần thiết đời sồng cón người việc thiếu cấu hình tối thiểu dành riêng điều cần thiết Các vấn đề đưa ý tưởng “phân lớp dịch vụ” Khi Internet xử lý gói tin cung cấp mức dịch vụ Tuy nhiên thực tế ứng dụng khác địi hỏi tài ngun mạng khác Các ứng dụng tương tác điện thoại internet ứng dụng nhạy cảm với trễ gói, địi hỏi lượng băng thông định để đạt chất lượng tối thiểu Ngược lại ứng dụng truyền file nhạy cảm với trễ hay gói cần mức băng thông mức thấp Các khách hàng khác có nhu cầu khác mức độ sử dụng Internet Ví dụ tổ chức cần Internet phục vụ cho chương trình giao dịch ngân hàng điều khiển công nghiệp sẵn sàng trả nhiều cho yêu cầu họ Mặt khác, nhà cung cấp dịch vụ ISP, việc cung cấp mức dịch vụ khác tới khách hàng khác phần công việc kinh doanh họ Khả cung cấp nguồn tài nguyên dành sẵn Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 11 mức dịch vụ phân lớp gọi chất lượng dịnh vụ Mạng Internet coi mạng đa dịch vụ hỗ trợ dịch vụ phân lớp Đảm bảo tài nguyên dành sẵn tiêu chí quan trọng ứng dụng Internet Trong thập kỷ qua, hiệp hội Internet nỗ lực khôngn ngưng nghỉ để đưa tiêu chí phát triển kỹ thuật nhằm cải tiến mạng Internet chất lượng dịch vụ Các kiến trúc hạ tầng mạng chế phát triển nhằm phục vụ QoS chủ yếu tập trung thực 02 chức là: dành trước tài ngun tối ưu hố cấu hình mạng 02 mơ hình dịch vụ phân lớp để thực dành trước tài nguyên đưa mơ hình dịch vụ tích hợp Interserv mơ hình phân lớp dịch vụ Diffserv Các mơ hình dịch vụ thực phân lớp thông tin đầu vào đảm bảo chế dành trước nguồn tài nguyên tương ứng cho lớp thông tin Kỹ thuật chuyển mạch nhãn MPLS kỹ thuật lưu lượng cho phép nhà cung cấp dịch vụ chế giám sát băng thơng mạng tối ưu cấu hình mạng Khơng có cơng cụ kỹ thuật khó cho việc hỗ trợ QoS phạm vi quy mô rộng với giá hợp lý 1.1 Dành sẵn tài nguyên mạng Xét vấn đề Internet bắt nguồn từ việc gói tin bị rớt trễ nguồn tài nguyên mạng đáp ứng yêu cầu luồng thông tin Hiểu theo cách đơn giản nhất, mạng bao gồm tài nguyên chung băng thông đệm phục vụ luồng tin từ nhiều người dùng cạnh tranh Một mạng cung cấp QoS cần có chức dành trước nguồn tài nguyên định người dành riêng tài nguyên mạng mức dành riêng Mạng Internet truyền thống trước khơng hỗ trợ hình thức dành trước nguồn tài nguyên nào, xử lý gói tin phục vụ gói tin Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 12 theo mô hình “đến trước - phục vụ trước” (FCFS-fist come first serve) Khơng có điều khiển người dùng gói tin mạng Mạng Internet dựa giao thức TCP host để phát tắc nghẽn giảm tốc độ truyền tin tương ứng TCP sử dụng chế cửa sổ để đìêu khiển tắc nghẽn Kích thước cửa sổ tương ứng với lượng liệu truyền bên nhận gửi Nếu TCP nguồn phát gói giảm tốc độ truyền liệu cách giảm cửa sổ nửa sau dần tăng lên trường hợp băng thơng sẵn có mạng cịn Q trình giành trước nguồn tài ngun TCP địi hỏi tất ứng dụng phải có chế điều khiển tắc nghẽn Điều thực mạng quy mô nhỏ mạng Internet khơng thể thực Ví dụ mạng Internet có ứng dụng UDP ứng dụng thời gian thực thực tốt với thay đổi liên tục tốc độ truyền kích thước cửa sổ thay đổi liên tục q trình điều khiển tắc nghẽn Mơ hình dịch vụ mà mạng truyền thống trước phục vụ mơ hình “tốt có thể” Nó khơng có chế giành trước nguồn tài nguyên mạng Do đó, xảy tắc nghẽn gói tin bị đẩy khỏi hàng đợi Và gói tin đối xử nên dịng thơng tin bị tắc nghẽn Do nhu cầu dành trước tài nguyên phân lớp dịch vụ cần thiết 02 mơ hình nghiên cứu phát triển Interserv Diffserv Cả 02 mô hình thêm vào kiến trúc mạng cũ số hạ tầng sở kỹ thuật (framework) cho việc giành trước nguồn tài ngun, số mơ hình dịch vụ cho mơ hình tốt có thể, số ngôn ngữ (language) mô tả việc giành riêng tài nguyên yêu cầu tài nguyên, số chế cung cấp tài nguyên dành riêng Interserv Diffserv hai giải pháp khác cho chế giành riêng nguồn tài nguyên mạng Interserv cung cấp tài nguyên dành Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 13 riêng cho nguồn tin riêng biệt dòng ứng dụng Diffserv dành riêng tài nguyên dựa tổng hợp sách, giám sát ưu tiên lưu lượng 1.1.1 Dịch vụ tích hợp - Integrated Services Cho dù vấn đề mơ hình “dịch vụ tốt có thể” phát qua thời gian dài, việc cải thiện kíên trúc dịch vụ thực năm đầu thập kỷ 90 với thí nghiệm hội nghị video qua Internet Yêu cầu chật chẽ trễ jitter ứng dụng địi hỏi loại hình dịch vụ có khả dành trước nguồn tài nguyên tối thiểu cho chúng Đầu năm 90, tổ chức chuẩn hoá IETF bắt đầu đưa chuẩn cho kiến trúc dịch vụ Interserv Tại thời điểm đó, dịch vụ WWW chưa phát triển biết ngày nay, dịch vụ hội nghị truyền thông coi dịch vụ cần quan tâm tới nguồn tài nguyên mạng Do đó, Interserv đưa chủ yếu để đáp ứng nhu cầu dịch vụ thời gian thực InterServ đề xuất 02 lớp dịch vụ thêm vào “mơ hình dịch vụ tốt có thể” dịch vụ bảo đảm cho ứng dụng yêu cầu giới hạn trễ cố định dịch vụ tải điều khiển cho ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao Interserv thực dành trước nguồn tài nguyên cho luồng liệu Luồng liệu gói tin có địa IP đích/nguồn, địa cổng đích/nguồn, giao thức vận chuyển hướng truyền Để có nguồn tài nguyên dành sẵn, ứng dụng phải thực đăng ký trước nguồn tài nguyên trước thực gửi liệu qua mạng Quá trình giành trước tài nguyên thực qua nhiều bước Trước hết, ứng dụng phải xác định nguồn lưu lượng cần thiết yêu cầu tài nguyên Tiếp theo mạng sử dụng giao thức định tuyến để tìm đường dựa thông số tài nguyên yêu cầu Sau giao thức giành trước tài nguyên Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 14 sử dụng để cài đặt trạng thái dành riêng chặng suốt dọc đường chọn Tại chặng đường đi, phận điều khiển kiểm tra xem tài nguyên lại có đủ để đáp ứng u cầu dành trứơc khơng Khi trạng thái dành riêng thiết lập, ứng dụng truyền liệu dọc theo đường chọn đánh dấu dành riêng cho Việc dành trước nguồn tài nguyên thực dựa việc phân lớp gói tin chế lập sẵn phần tử mạng, ví dụ router Giao thức RSVP – Resource Reservation Setup Protovol chuẩn hoá làm giao thức báo hiệu cho yêu cầu ứng dụng nhằm thiết lập thông số dành trước tài nguyên dọc theo đường chọn Quá trình minh hoạ trường hợp sau Người gửi gửi tin PATH tới người nhận xác định rõ tính chất lưu lượng Mọi định tuyến trung gian dọc theo đường hướng tin PATH tới bước xác định giao thức định tuyến Đến nhận tin PATH, người nhận trả lời với tin RESV để yêu cầu nguồn cho luồng xác định Mọi định tuyến trung gian dọc theo đường dẫn loại bỏ chấp nhận yêu cầu tin RESV Nếu yêu cầu bị loại bỏ, định tuyến gửi thơng báo lỗi tới người nhận, q trình báo hiệu kết thúc Nếu yêu cầu chấp nhận, băng thông kết nối độ không gian đệm cấp cho luồng lưu lượng thông tin trạng thái liên quan đến luồng lưu lượng cài t b nh tuyn Hình 1-1: Báo hiệu RSVP Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 15 Interserv mơ hình cải tiến QoS mạng QoS Tuy nhiên việc triển khai mô hình Interserv mạng đường trục nhà cung cáp dịch vụ cho thấy tốc độ chậm số lý Thứ nhất, kiến trúc Interserv nghiên cứu để phục vụ ứng dụng có thời gian chạy dì nhạy cảm với trễ Trong dịch vụ WWW sau làm thay đổi mặt Internet Các ứng dụng WWW tạo nên hệ thống trị mạng Internet đa phần dòng tin Web giao dịch thời lượng ngắn Do việc dành sẵn nguồn tài nguyên cho luồng thông tin phù hợp với ứng dụng thời gian dài không phù hợp với hầu hết giao dich WWW Thông tin overhead để thiết lập dành riêng cho phiên lớn Đồng thời cần chế cân để hỗ trợ mơ hình Interserv Để hỗ trợ việc dành sẵn cho luồng, nút mạng cần thực phân lớp theo luồng lập lịch hoạt động cho luồng Khi số luồng tăng dẫn tới việc kiểm soát luồng phức tạp địi hỏi lượng tài ngun cho việc kiểm sốt tăng lên, ví dụ nhớ CPU router mạng Việc dành sẵn tài ngun địi hỏi việc thống qúa trình thiết lập giám sát nhà cung cấp với Đây việc phức tạp vấn đề kinh doanh chia sẻ trách nhiệm lợi nhuận Vì vậy, Interserv phù hợp với mạng quy mơ nhỏ, đảm bảo băng thơng cho ứng dụng điện thoại IP, hội nghị video mạng Intranet 1.1.2 Dịch vụ phân lớp - Differentiated Services Diffserv kiến trúc phát triển chế dành sẵn tài nguyên khác cho nhà cung cấp dịch vụ Khi nhận thấy Interserv triển khai với mạng quy mơ lớn, hiệp hội Internet tìm kiếm giải pháp đơn giản hợp lý áp dụng Sau trình nghiên cứu, IETF phát triển khung hạ tầng kỹ thuật chuẩn cho việc dành sẵn tài nguyên mức dịch vụ khác Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 66 Theo có sẹ thay đổi miền RR tồn vài miền RR không giao cơng việc tính tốn có thẻ giảm miền RR khơng giao khơng cần phải tính tốn lại đường Tuy nhiên tất miền RR chồng lấn tồn bảng định ten phải tính tốn lại Nhưng tường hợp việc sử dụgn OSPF phương pháp có hiệu trường hợp phải tính tốn lại đường Càng có nhiều miền RR khơng giao phương pháp hiệu Vấn đề đặt giao diện khác router có miền không giao với tần suất Nếu nhìn tồn miền AS, đích tiếp cận qua nhiều giao diện Router Nói cách khác, RR giao diện chồng lấn trọng điểm miền AS Ví dụ miền RR R3, R4, R5 R6 cho thấy rõ điều Do để sử dụng hiệu OSPF cần phải thiết kế chế chia miền khác với RR 3.3.1.1 Mô tả thuật toán Vấn đề giải tháy RR giao diện chồng lấn điểm miền AS chúng lại không giao miền nhỏ, người ta gọi miền RR miền RR nội WARR – Within area RR Chúng ta chia cơng việc tính tốn theo miền WARR khơng phải theo miền RR Miễn WARR giao diện khơng giao việc giao miền RR xảy bên ngồi miền khơng cần quan tâm, giải thuật hạn chế tầm ảnh hưởng thay đổi kết nối miền WARR tới tồn mạng Thường WARR giao diện router bao gồm tất router mạng miền tiếp cận mà khơng càn qua giao diện khác Ví dụ với Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 67 RT1, WARR if1 bao gồm mạng n2, n3,n4 router RT2,RT3,RT4; WARR if2 bao gồm mạng n1 Tất WARR hình ví dụ trênd miền khơng giao Qua cho thấy chế chia miền WARR tối ưu Một đặc tính quan trọng WARR WARR giao diện không giao hồn tồn trùng Sẽ khơng có trường hợp giao diện có WARR khác mà giao phần WARR xác định khả tiếp cận Nếu 02 miền WARR có phần chồng lấn miền WARR tiếo cận từ miền WARR khác Theo định nghĩa, miền WARR xem miền đơn, thuộc tính tươgn đương WARR Nếu WARR 02 giao diện không giao thù đường qua miền WAR khơng phải ảnh hưởng tới WARR khác giao diện tính tốn phần bảng định tuyến qua miền WARR Nếu 02 miền WARR giống hệt cần mơth giao diện tính tốn lại bảng định tên Giả thíêt Router có chế tự động xác đinh tính không giao miền WARR thay đổi WARR cac phương pháp nêu vắn tắt sau: CÁc thay đỏi miền xử lý giống cách xảy OSPF Một WARR agent tiến trình luồng sử dụng để tính tốn đường cho miền WARR kông giao Tát Agẻn chia sẻ chung bẳng định tuyến chúng xây dựng/chứa phần khác chúng, agent phần Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 68 Mỗi agent chủ sử dụng thơng tin cấu hình WARR riêng để tính tốn đường Sau tính, đưìưng thay đổi đươc lựa chọn để cài đạt bảng định tuyến So với OSPF, bước sử dụng thơng tin cấu hình WARR bị thay đổi để tính tốn bảng định tuyến OSPF sử dụng thơng tin cấu hình tồn mạng tồn miền Vì RR chồng lấn bên ngồi WARR khơng giao Để minh hoạ cần đưa 02 ví dụ sau: Trường hợp 1: miền WARR khơng giao khơng chung đích 02 giao diện RT1 có miền WARR khơng giao WARR không dẫn tới đích ngồi miền Theo bước thư 3, giải thuật tính tốn đường tới n1 qua WARR if2 đường tới đích khác qua miền WARR if1 Nếu kết nối RT1 – n1 sau có thay đổi, thuật tốn phải tính tốn lại đường tới mạng n1 tính bước Các đường tới đích khác khơgn bị ảnh hường khơng phải tính tốn lại Trường hợp 2: Các miền WARR không giao chung đích Giao diện if1 if2 RT6 có miền WARR1 WARR2 không giao WARR kết nối tơớ mạng n3 với giá tương ứng đường tới mạng n3 cập nhật router đường qua WARR2 Nếu có thay đổi giá từ lên 10 kết nối RT6-RT3 việc tính toán lại đường thực thay đổi đường tới mạng n3 Việc cập nhật bảng định tuyến Router thực theo bước sau đây: Sau tính tốn đường đo ngắn nhất, đường : Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 69 - Tới đích miền chọn thay cho đường cũ - Nếu khơng thì: + Nếu giá đường nhỏ đường chọn làm đường thức + Nếu giá lớn giá đường cũ thì: - Nếu đường cũ định tuyến qua miịt WARR thay đường truyền cũ đường báo hiệu cho agents OSPF WARR dể tính tốn đường định tuyến cho đích - Nếu khơng loại bỏ đường + Nếu giá hai đường thay đường cũ đường 3.3.1.2 Giải thuật Giải thuật xem xét sau: kết nối miền thay đổi giải thuật thực OSPF thực kết nối miền thay đổi agent WARR có thay đổi đảm bảo việc nhận trạng thái đường truyền – LSA So sánh với OSPF bước thực giải thậ dựa thơng số LSA WARR thay đổi để tính tốn bảng địn tuyến OSPF sử dụng thơng tin tất WARR toàn miền Nhưng vấn đề giải bước 3.1 Nếu đích thuộc miền theo thuộc tính tương đương khơng thể tiếp cận với WARR khơng giao việc bỏ qua LSA WARR khơng ảnh hưởng tới độ đắn mạng 3.2 Nếu đích khơng thuộc miền có khả sau xảy ra: Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 70 3.2.1 Nếu giá đường nhỏ thay đường cũ đường khơng cần cập nhật thêm với kết nối bên 3.2.2 Nếu giá đường lớn khả năgn sau xem xét: 3.2.2.1 Nếu WARR đường thay đường cũ Nhưng với giá lớn WARR có đường nhỏ giá agent WARR đồng loạt tính lại đường cuối lấy đường ngắn thay đường vừa chọn 3.2.2.2 Nếu khác WARR giữ nguyên định tuyến cũ 3.2.3 Trường hợp giá cũ giá xem xét trường hợp sau: 3.2.3.1 Nếu WARR thay đường cũ đường 3.2.3.2 Nếu khách WARR giữ ngun đường cũ Trong OSPF, tính tốn bảng định tên thực có thay đổi đường link ngồi miền Với thay đổi miền định tuyến thay đổi đích cung fmiền ngồi miền Với đích thuộc ngồi miền định tuyến có thay đổi giá lớn hơn., nhỏ hay Với định tuyến có giá lớn WARR định tuyến cũ WARR khác 3.3.1.3 Thực 3.3.1.3.1 Phát miền WARR giao diện xác định thay đổi trạng thái đường truyền miền WARR Trong OSPF thơng tin cấu hình miền lưu sở liệu trạng thái đường truyền router bao gồm LSA Bằng cách thêm vào thông tin Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 71 địa IP giao diện nhận LSA phân biệt LSA giao diện khác Tất LSA giao diện thuộc mìen WARR giao diện Nếu có nhiều giao diện chùng miền WARR LSA giao diện thuộc WARR chung ccs giao diện Vì thay đổi phản ánh thơng qua LSA nên định WARR nài có tahy đổi cách xem xét nhãn địa IP LSA tương ứng Khí co ssự thay đổi WARR LSA WARR phải tính bảng định tuyến Do địnht tuyến WARR khác không bị ảnh hưởng Việc sử dụng thông số LSA khiếnn cho việc thực thi giải thuật trở nên đơn giản thực tế 3.3.1.3.2 Điều khiển miền WARR giao giao diện Hai miền WARR chồng lấn phát hện agent WARR giao diện cố gắng thâm nhập router để đến đích miền bảng định tuyến nhận thấy có mơtj WARR agent giao diện khác có định tuyến cho đích thực tế hai giao diện có hể tiếp cậm đích miền cho thấy miền WARR có chồng lấn Theo thuộc tiứnh tương đương hai miền WARR hồn tồn trùng Vì agent WARR tiếp tuch tính đường dùng LSA hai giao diện 3.4.1.3.3 Phân chia tổng hợp miền WARR Tuy nhiên 02 vấn đề cần phải giải quýêt : Khi có thêm link thêm vào hai miền WARR chúng trở thành 02 Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 72 miền giao 2.Một miền WARR trở thành 02 miền WARR không giao bỏ bớt link 3.3.2 Tính tốn song song bảng định tuyến Có nhiều cư chế tính tốn song song bảng định tuyến Do miền WARR độc lập với nhay, lúc có nhiều thay đổi đường WARR khác việc tính tốn bảng định tuyến xảy song song miền WARR Mặt khác, sau thay đường truyền cũ đường truyền có giá lớn hơn, miền WARR khơng giao thực tính tốn sonh song để tìm đường có giá nhỏ hơn, trình thực song song WARR có liên quan tới đường bị đứt In a multi-threaded OS, a thread can be used for each WARR agent Trong hệ điều hành đa luồng, luồng xử lý sử dụng cho WARR Các luồng dùng chung không gian nhớ chứa bảng định tuyến LSDB Trong giải thuật luồng WARR khác không giao tiếp với Do đó, việc tính tốn song song đơn giản tăng tốc độ xử lý với thông tin mào đầu nhỏ 3.3.3 Cải thiện cấu hình mạng Việc cải thiện cấu hình mạng thực 02 phương pháp: cải thiện hiệu suất hoạt động song song Hiệu suất hoạt động mạng dược cải thiện cách giảm tối đa công việc không cần thiết Bằng cách phân chia thành nhiều miền WARR không giao nhau, thu hẹp ảnh hưởng thay đổi đường truyền nội vùng phạm vi vùng đích bên ngồi Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 73 vùng có kết nối tới miền Nếu có n miền WARR khơng giao nhau, kích thước miền trung bình 1/n kích thước tồn mạng (kích thước toàn mạng định nghĩa toàn mạng Router) Mặc dù miền WARR không giao có chung đích bên ngồi miền, giá đường tới đích thay đổi dẫn tới việc WARR phải tính tốn lại đường tới đích đó, số đường thay đổi ln nhỏ nhiều so với tổng số đường Ngoài ra, hoạt động tính tốn song song đề cập thực cho q trình tính tốn lại đường có giá nhỏ 3.4 Quan hệ định tuyến cưỡng MPLS Định tuyến cưỡng MPLS không cần thiết phải áp dụng kèm Mỗi router sử dụng định tuyến cưỡng để tính đường cho gói chuyển mạch gói tin tới chặng Các chặng tiếp tục lại trình xử lý gói gói tin tới đích MPLS sử dụng q trình chuyển mạch gói tin, đường gói tin đường trình định tuyến IGP Tuy nhiên, định tuyến cưỡng MPLS kết hợp với tạo hiệu cao Với định tuyến cưỡng bức, router chặng không nhận thông tin đồng với nhau, đường tính tốn cho chặng đường, khả loop vịng mạng xảy Đối với MPLS, tồn đường gói tin tính tốn xác định dựa nhãn gán cho gói tin LSR đầu vào Ngoài ra, định tuyến cưỡng cho phép router hỗ trợ MPLS định đường dựa số điều kiện Việc chuyển mạch gói tin theo đường chọn trước cho phép giảm tắc nghẽn mạng tăng hiệu suất sử dụng Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 74 mạng Do đó, kết hợp sử dụng định tuyến cưỡng MPLS tạo công cụ kỹ thuật lưu lượng hiệu qủa Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 75 CHƯƠNG Kết luận Chương mô tả khung cung cấp QoS cho mạng Internet Khung kỹ thuật bao gồm nhiều chế nhiều lớp mạng khác Cơ chế lớp truyền tải/mạng Diffserv Cơ chế lớp mạng kỹ thuật lưu lượng, với kỹ thuật quan trọng định tuyến cưỡng Tuy nhiên 02 nội dung quan trọng QoS mà chưa phải tất thành phần cấu thành nên hệ thống phục vụ QoS mạng Internet 4.1 Diffserv Diffserv thực chia lưu lượng thành nhiều lớp có chế xử lý khác lớp, đặc biệt điều kiện nguồn tài nguyên mạng không đáp ứng kịp nhu cầu sử dụng, chế đưa sách hạn chế/tránh/lưu thơng tắc nghẽn mạng Mặt khác đảm bảo chất lượng dịch vụ có độ ưu tiên lớn tắc nghẽn xảy Mơ hình DiffServ mạng IP phân luồng tin thành 03 lớp dịch vụ bao gồm dịch vụ EF, dịch vụ AF dịch vụ tốt Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 76 Khách hàng thoả thuận với nhà cung cấp dịch vụ - ISP thông số dịch vụ SLA – State Link Advertisement SLA tĩnh động Trường hợp SLA tĩnh, khách hàng truyền liệu thời điểm Với SLA động, khách hàng cần đặt yêu cầu mức độ chất lượng dịch vụ trước truyền tin Với dịch vụ dành trước tài nguyên, mạng thực chia sẻ tài nguyên người dùng khác mức độ khác Với việc giám sát tài nguyên mạng, ISP định cấu hình router cho chất lượng dịch vụ đảm bảo theo yêu cầu Các gói tin phân lớp thiết lập giá trị trường DSCP biên mạng Các sách chuyển mạch gói tin phải dựa vào thơng tin trường DSCP Các kỹ thuật sau cần thực mạng: • Tại router biên: phân lớp - classification, định sách xử lý với lớp thơng tin - policing, đánh dấu định dạng - marking and shaping; • Tại tất routers: Phân lớp xử lý - BA classifications, lập lịch hàng đợi tương ứng với hàng đợi - RED/RIO WFQ cho lớp PQ, AQ DQ DiffServ có xung đột với TCP việc xử lý trường ưu tiên phần header gói tin IP, DiffServ làm thay đổi giá trị trường qúa trình định tuyến Giải pháp cho vấn đề cho phép TCP bỏ qua việc kiểm tra thông tin trường 4.2 Định tuyến cưỡng Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 77 Định tuyến cưỡng công cụ quan trọng kỹ thuật lưu lượng Vì kỹ thuật lưu lượng thực giám sát tổ chức luồng lưu lượng cho hiệu suất sử dụng mạng lớn mà đảm bảo yêu cầu thông số kỹ thuật dịn thơng tin Định tuyến cưỡng thực tính tốn đường theo một vài thông số đầu vào Các giao thức định tuyến cưỡng thiết lập bảng định tuyến cho tồn manh dựa cấu hình tồn mạng thơng tin trạng thái đường truyền Do việc dựa thơng tin đầy đủ tồn mạng nên có khả giám sát lưu lượng mạng cho phép tổ chức phân tải đường khác 02 điểm cuối Đây đặc điểm khác với giao thức định tuyến thông thường - gọi giao thức IGP Các giao thức IGP thực định tuyến kiểu vector khoảng cách – distance vector Theo việc tính tốn đường dựa theo thơng tin địa đích tính đường tới chặng mạng mà không kiểm sốt tồn tuyến đường gói tin, điều đơi dẫn tới khả loop vịng gói tin mạng Do giao thức IGP không cung cấp khả giám sát lưu lượng tổ chức lưu lượng Mạng Internet bao gồm nhiều mạng nhà cung cấp dịch vụ khác nhau, giao thức định tuyến mạng sử dụng giao thức OSPF ISIS Giao thức định tuyến mạng sử dụng giao thức BGP Trong chương đề cập tới giao thức OSPF 4.3 Các vấn đề cần giải Nội dung luận văn đề cập tới chủ yếu mơ hình DiffServ kỹ thuật định tuyến cưỡng bức, hai nội dung quan trọng việc cung cấp QoS mạng Internet Tuy nhiên hệ thống cung cấp QoS bao gồm nhiều thành phần khác Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An 78 lớp khác mạng kỹ thuật cân tải định hướng lưu lượng lớp ứng dụng, kỹ thuật lưu lượng với MPLS lớp mạng, kỹ thuật đinh tuyến lại nhanh… Các chức thực nêu phần hầu hết thực thiết bị mạng lớp 2/3 Chúng có hiệu thiết bị hoạt động xác ổn định Nếu thiết bị hoạt động thiếu ổn định, chế khơng có tác dụng ảnh hưởng tới toàn mạng Trường hợp tồi tệ đường truyền bị đứt dẫn tới router phải thực tính tốn lại bảng định tuyến IGP BGP Do việc nâng cao độ ổn định thiết bị mạng quan trọng việc cung cấp QoS hay việc khác Tuy nhiên việc lỗi xảy điều khách quan tất yếu xảy Vì vậy, nhiệm vụ đặt quan trọng nghiên cứu chế để hạn chế ảnh hưởng lỗi tới toàn mạng Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh B Halabi, “Internet Routing Architectures”, Cisco Press, 1994 Braden, R., Clark, D and Shenker, S., "Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview", Internet RFC 1633, Jun 1994 Cisco Press – DQOS Exam Certification Guide Cisco Press – Routing TCP/IP D Awduche, A Chiu, A Elwalid, I Widjaja, and X Xiao, "A Framework for QOS” March/April, pp 8-18, 1999 D Ferrari and L Delgrossi, "Charging For QoS", IEEE/IFIP IWQOS '98 keynote paper, Napa, California, May 1998 Heinanen, J., Baker, F., Weiss, W and J Wroclawski, "Assured Forwarding PHB Group", RFC 2597, June 1999 Jacobson, V., Nichols, K and K Poduri, "An Expedited Forwarding PHB", RFC 2598, June 1999 P Ferguson and G Huston, “Quality of Service”, John Wiley & Sons, 1998 “Internet Traffic Engineering", Internet draft, Jan 2000 10 X Xiao and L Ni, "Internet QoS: A Big Picture", IEEE Network Magazine, 11 X Xiao, A Hannan, B Bailey, and L Ni, "Traffic Engineering with MPLS in the Internet", IEEE Network magazine, March 2000 12 X Xiao, T Irpan, A Hannan, R C Tsay, L M Ni, "Traffic Engineering with MPLS", America's Network magazine, pp 32-37, Nov 1999 13 Y.Bernet et al., "A Framework for Differentiated Services", Internet draft , May 1998 80 TÓM TẮT LUẬN VĂN Dịch vụ QoS khả cung cấp dịch vụ phân cấp dành sẵn tài nguyên mạng Các kỹ thuật mơ hình kiến trúc mạng phát triển để hỗ trợ QoS thực 02 chức chính: dành sẵn tài nguyên mạng tối ưu hoá hiệu mạng Để thực việc dành sẵn tài nguyên mạng, chế phân lớp dịch vụ xây dựng 02 mơ hình phát triển Diffserv IntServ Ngày mạng Internet phát triển ứng dụng với mơ hình DiffServ Tối ưu hố hiệu mạng q trình giám sát tổ chức luông lưu lượng cho hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng lớn Đây gọi kỹ thuật lưu lượng Kỹ thuật lưu lượng đạt nhờ kết hợp giao thức định tuyến cưỡng kỹ thuật chuyển mạch phù hợp, mà hướng tiếp cận tương lai kết hợp giao thức định tuyến cưỡng với MPLS Trong luận văn đề cập tới giao thức định tuyến cưỡng phần quan trọng kỹ thuật lưu lượng Từ khoá (key word): Chất lượng dịch vụ (Quality of Services, QoS); dịch vụ phân lớp (Diffentiate Services, DiffServ), kỹ thuận lưu lượng (Traffic Technology); định tuyến cưỡng (constrained-based routing); định tuyến QoS (QoS Routing) Luận văn cao học ĐTVT 2004 – 2006 Kiều Thu An ... 2.1 Các lớp dịch vụ DiffServ Mơ hình Dịch vụ phân lớp (Diffserv) cung cấp lớp dịch vụ: - Lớp dịch vụ với chất lượng tốt (best effort service) - Dịch vụ bảo đảm AF (assured service) - Dịch vụ bảo... đưa mơ hình dịch vụ tích hợp Interserv mơ hình phân lớp dịch vụ Diffserv Các mơ hình dịch vụ thực phân lớp thông tin đầu vào đảm bảo chế dành trước nguồn tài nguyên tương ứng cho lớp thông tin... Thu An 11 mức dịch vụ phân lớp gọi chất lượng dịnh vụ Mạng Internet coi mạng đa dịch vụ hỗ trợ dịch vụ phân lớp Đảm bảo tài nguyên dành sẵn tiêu chí quan trọng ứng dụng Internet Trong thập kỷ