Nghiên cứu kỹ thuật quản lý băng thông trên mạng ip (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN VĂN TIẾN NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT QUẢN LÝ BĂNG THÔNG TRÊN MẠNG IP NGÀNH : TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH MÃ SỐ : 60.48.15 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS LÊ VĂN PHÙNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2010 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu giao thức 1.1.1 Giới thiệu chung Bộ giao thức TCP/IP, gọi tắt TCP/IP, giao thức truyền thông cài đặt chồng giao thức mà Internet hầu hết mạng máy tính thương mại chạy Bộ giao thức đặt tên theo hai giao thức TCP (Giao thức Điều khiển Giao vận) IP (Giao thức Liên mạng) Chúng hai giao thức định nghĩa 1.1.2 Cấu trúc phân lớp giao thức TCP/IP Bộ giao thức TCP/IP chia thành lớp, hình 1.1 trình bày cấu trúc phân lớp giao thức TCP/IP so sánh với mơ hình lớp OSI, lớp có chức nhiệm vụ khác Hình 1.1: Mơ hình phân lớp TCP/IP 1.1.3 Các đặc thù mạng IP Mạng IP hoạt động dựa nguyên lý chuyển mạch gói Dữ liệu truyền tải dạng gói IP lớp mạng (network layer) Mỗi gói chuỗi bit bao gồm bit liệu cần chuyển bit giao thức mạng gắn thêm 24 byte (tức 192 bit đầu tiên) gói IP mang thơng tin giao thức, ví dụ địa IP máy gửi máy nhận, chủng loại giao thức lớp truyền tải dùng Phần thường nhắc đến tên gọi phần mào đầu, cấu trúc phần mào đầu trình bày hình 1.2 Cần nhấn mạnh xử lý liên quan đến gói IP, xác định đường truyền, phân loại gói, dựa hồn tồn vào thơng tin nằm phần mào đầu trước, tỷ lệ huỷ gói tin thấp lớp cao kiểm soát độ trễ biến thiên độ trễ gói Kết cho thấy giải thuật thích nghi hoạt động tốt với việc thay đổi điều kiện lưu lượng mà Hình 1.2: Cấu trúc phần mào đầu gói IP 1.2 Phân lớp lưu lượng đạt 1.2.1 Phân lớp lưu lượng mức lớp mạng Việc phân lớp lưu lượng thực lớp (lớp liên kết liệu) lớp (lớp mạng) mơ hình OSI Để xếp luồng liệu IP thành lớp khác nhằm phục vụ cho sách QoS khác nhau, sử dụng bit trường loại dịch vụ (Service Type - ToS) phần mào đầu gói liệu IP bit gọi trường IP Precedence có giá trị mặc định Trường IP Precedence có nghĩa gói tin truyền theo kiểu khơng có am kết QoS (Best Effort) bit lại trường IP Precedence dùng để phân chia lưu lượng IP thành lớp dịch vụ có thứ tư ưu tiên tăng dần, cấu trúc trường IP Precedence trình bày hình 1.3 thơng lượng cao Hình 4.6: Tỷ lệ gói Hình 1.3: Phân lớp lưu lượng theo IP Precedence 1.2.2 Phân lớp lưu lượng mức lớp liên kết liệu Trong phần mào đầu khung liệu lớp liên kết liệu khơng có trường phục vụ cho việc phân lớp lưu lượng Tuy nhiên ta phân lưu lượng dựa vào việc chèn thêm thẻ định danh VLAN gọi tag theo giao thức 802.1Q/p Mỗi tag gồm byte trường CoS gồm bit (cấu trúc chi tiết tag trình bày hình 1.4) dùng 23 để phân lớp lưu lượng Như mức liên kết liệu phân chia lưu lượng thành lớp với mức ưu tiên tăng dần tương tư sử dụng IP Precedence lớp mạng gói tin IP Hình 1.4: Cấu trúc tag khung liệu 802.1Q/p 1.2.3 Quản lý nghẽn lưu lượng Các kỹ thuật quản lý nghẽn lưu lượng cho phép quản lý nghẽn cách xác định thứ tự gửi gói tin cổng giao tiếp đầu dựa độ ưu tiên gói tin Cơng việc quản lý nghẽn bao gồm việc thiết lập hàng đợi, gán lớp lưu lượng vào hàng đợi phân phối gói tin hàng đợi cổng giao tiếp đầu Kỹ thuật xử lý nghẽn sử dụng phổ biến RED RED huỷ gói tin cách ngẫu nhiên để phịng tránh nghẽn xãy Giải thuật RED tính kích thước hàng đợi trung bình (Q) sử dụng hàm trung bình di chuyển trọng số mũ (EWMA) Sau so sánh Q với ngưỡng hàng đợi định nghĩa trước Tl Th Nếu Q lớn Tl nhỏ Th, đánh dấu gói tin hàng đợi 1.3 Các giải pháp QoS 1.3.1 Cấu trúc tích hợp dịch vụ IntServ Một mạng IntServ điển hình chứa định tuyến biên định tuyến lõi (xem hình vẽ 1.5) Trước bắt đầu truyền liệu luồng IP vi mô, đầu gửi thông báo số số liệu liên quan đến lưu lượng chuyển (như tốc độ gửi lưu lượng trung bình đầu gửi, độ lớn cho phép cụm bùng phát lưu lượng) cho định tuyến biên Hình 4.5: Độ biến thiên trễ lớp lưu lượng 4.5.3 Tỷ lệ gói Theo hình 4.5 ta thấy giải thuật điều khiển lưu lượng vào thích nghi huỷ bỏ gói tin (thậm chí 0) so với giải thuật CAR Như ta thấy phần 22 4.5.2 Độ biến thiên trễ Qua hình 4.4 thấy biến thiên độ trễ lớp thấp cao hơn, biến thiên độ trễ lưu lượng video class thấp Hình 1.5: Cấu trúc QoS tích hợp dịch vụ Giao thức báo hiệu RSVP đưa định luồng IP từ nút H1 đến nút H2 mạng IntServ phục vụ hay khơng Trước hết, RSVP xác định xây dựng đường truyền cho luồng IP tin PATH Đường truyền qua định tuyến R1, R2, R3 Tiếp dung lượng chiếm giữ cho đường truyền theo chiều từ nút nhận ngược trở lại nút gửi Sự chiếm giữ thực tin RESV giao thức RSVP 1.3.2 Cấu trúc DiffServ 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 (hoặc IP Precedence) chứa chủng loại dịch vụ nằm phần đầu gói với số liệu khác liên quan đến luồng vi mơ gói IP (như địa đầu gửi, địa đầu nhận) Có hai phương pháp tn theo triển khai thuật tốn điều khiển lưu lượng vào mạng DiffServ Phương pháp thứ điều chỉnh dùng cấu trúc Broker dung lượng 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 1.6) 21 Hình 1.6: Cấu trúc QoS DiffServ Hình 4.4: Độ trễ gói lớp lưu lượng 20 Chương QUẢN LÝ BĂNG THÔNG TĨNH 2.1 Giới thiệu Điều khiển lưu lượng vào điều tiết gói liệu đến giao diện mạng đầu vào Phân phối lưu lượng định nghĩa quy tắc dịch vụ hàng đợi cho giao diện mạng đầu bao gồm thứ tự gói tin thực chuyển Mơ hình quản lý băng thơng gồm gọi mơ hình quản lý băng thơng tĩnh (xem hình 2.1) Hình 2.1: Mơ hình quản lý băng thông tĩnh Điều khiển lưu lượng vào 2.2.1 Giải thuật thùng đựng thẻ Thùng đựng thẻ chế điều khiển lưu lượng vào dựa xuất thẻ thùng, xem hình 2.3 Giải thuật thùng thẻ trình bày sau, xem hình 2.4: Mỗi thẻ đưa vào thùng với tốc độ 1/r giây Thùng chứa tối đa b thẻ Một thẻ bị huỷ bỏ thẻ đến gặp lúc thùng đầy Khi gói tin n byte truyền đến, n thẻ loại khỏi thùng, sau gói tin truyền qua Nếu số thẻ cịn thùng nhỏ n, gói tin không truyền gọi không điều kiện (non-conformant), thẻ không bị loại khỏi thùng 2.2 Hình 2.3: Kỹ thuật thùng đựng thẻ Giải thuật cho phép tốc độ đỉnh tối đa b byte, tốc độ truyền gói tin hệ thống bị giới hạn tốc độ r Các gói tin khơng điều kiện xử lý theo cách sau: 19 - Có thể bị huỷ - Có thể xếp hàng chờ đủ thẻ thùng - Có thể truyền qua, đánh dấu không điều kiện, bị huỷ hệ thống mạng tình trạng tải Hình 2.4: Giải thuật thùng đựng thẻ 2.2.2 Điều khiển lưu lượng vào Điều khiển lưu lượng vào đảm bảo tài nguyên mạng không tải Nói cách khác, phải đảm bảo tổng tỷ lệ đăng ký sử dụng tài nguyên luồng lưu lưọng truyền qua kết nối mạng khơng lớn dung lượng kết nối Phương trình toán học biểu diễn sau: n  Ri   i 1 Hình 4.3: Chồng giao thức Router Opnet Modeler Các giao diện định tuyến điều khiển tiến trình ip_output_iface, việc điều khiển lưu lượng vào thực tiến trình Thư viện ip_qos_support cài đặt giải thuật điều khiển lưu lượng vào, thư viện oms_qm cài đặt giải thuật phân phối lưu lượng PQ, WFQ CBQ Khi gói tin đến giao diện định tuyến, phân loại theo cấu hình đối tượng QoS Hàm IpQosCarPolicyLimit() định việc chấp nhận loại bỏ gói tin 4.5 Đánh giá kết Sau thực mơ phỏng, phân tích tiêu chí chất lượng dịch vụ (độ trễ gói, độ biến thiên trễ, tỷ lệ gói) hệ thống vào hệ thống báo cáo phân tích kết mơ 4.5.1 Độ trễ gói Qua hình 4.3 thấy độ trễ gói lớp lưu lượng khác khác nhau, độ trễ gói lưu lượng nhạy cảm với độ trễ lưu lượng video (class 3) có độ trễ thấp Trong µ, dung lượng kết nối tính theo bit/giây (bits/second) Ri tỷ lệ lưu lượng luồng thứ i 2.2.3 Các thành phần điều khiển lưu lượng vào Các giải thuật điều khiển lưu lượng vào có thành phần then chốt sau đây: Profile lưu lượng Đo lường lưu lượng Điều kiện chấp nhận Quyết định chấp nhận 2.2.4 Phân lớp giải thuật điều khiển lưu lượng vào Hình 2.5: Phân lớp giải thuật điều khiển lưu lượng 18 Điều khiển theo gọi Điều khiển lưu lượng vào theo sách Điều khiển luồng lưu lượng vào Một cách tiếp cận khác điều khiển lưu lượng vào mạng IP cài đặt cổng vào/ra định tuyến Một cài đặt thương mại phổ biến giải thuật điều khiển lưu lượng vào theo định tuyến kỹ thuật tốc độ truy nhập cam kết (CAR) Việc cài đặt CAR bao gồm điều khiển lưu lượng theo luồng phân lớp luồng dựa TOS, địa IP nguồn, đích, giao thức, số cổng Giải thuật CAR trình bày sau (xem hình 2.6): 4.4.2 Cài đặt hệ thống mơ Hệ thống mà đề tài nghiên cứu cài đặt Opnet Modeler (version 10.0) hình vẽ 4.2 Hình 2.6: Giải thuật CAR Phân lớp lưu lượng: Dựa vào điều kiện IP precedence, DSCP hay CoS, lưu lượng chia thành lớp khác để xử lý Đo lường lưu lượng: CAR sử dụng giải thuật thùng thẻ trình bày để thực việc tính tốn tốc độ luồng liệu Thực thi sách: Một sách tổ hợp nhiều yếu tố khác 2.3 Phân phối lưu lượng Cơ sở việc phân phối lưu lượng cấu trúc hàng đợi Bộ phân phối lưu lượng định trật tự khỏi hàng phần tử hàng đợi, chúng liên quan đến việc cấp phát tài nguyên chuyển mạch định tuyến, mơ hình tổng qt phân phối lưu lượng hình 2.7 Các giải thuật xử lý hàng đợi nhằm đưa thông số liên quan đến việc truyền gói tin sau đây: Băng thơng – dành để truyền gói tin Hình 4.2: Cài đặt hệ thống mô Opnet Modeler Các thư viện định nghĩa ứng dụng gồm thư viện Application Definition (viết tắt App Def) Profile Definition Definition (viết tắt Profile Def) Thư viện định nghĩa kỹ thuật QoS IP QoS Definition (viết tắt IP QoS) Đây nơi ta định nghĩa kỹ thuật QoS CAR, WFQ… đáp ứng yêu cầu cho nội dung mô Các thiết bị mạng gồm máy tính trạm, máy tính chủ để triển khai dịch vụ mạng đặc biệt hai định tuyến Router_1 Router_2 kết nối hai phần mạng LAN hệ thống lại với 4.4.3 Cài đặt giải thuật quản lý băng thông động Trong Opnet Modeler, định tuyến thiết kế gồm nhiều node theo kiểu chồng giao thức Hình 4.3 trình bày mơ hình phân cấp tiến trình định tuyến Router_1, định tuyến cần cài đặt giải thuật điều khiển lưu lượng nhằm đáp ứng yêu cầu QoS 17 Hình 2.7: Mơ hình phân phối lưu lượng 2.3.1 Các thành phần giải thuật phân phối lưu lượng - OPNET Modeler sử dụng phương pháp mơ hình hố hướng đối tượng soạn thảo đồ hoạ để mô cấu trúc hệ thống mạng thực tế thành phần mạng, ánh xạ cách trực quan hệ thống thực tế - OPNET Modeler hỗ trợ hầu hết cơng nghệ cấu trúc mạng, cho phép trả lời cách tự tin hầu hết câu hỏi phức tạp thực tế 4.3 Các đặc trưng Opnet Modeler Là phần mềm mô hiệu linh hoạt lĩnh vực cơng nghiệp, OPNET Modeler có đặc trưng sau: - Nền tảng mơ hình hố chun nghiệp, với khả mô đầy đủ kiện rời rạc song song tuần tự, mơ giải tích lai ghép, có khả hoạt động 64 bit - Mơi trường đồ hoạ trực quan nên mơ rõ ràng hệ thống mạng thực tế, thiết bị, giao thức ứng dụng - Có khả mơ tất mơ hình kiến trúc mạng - Có thể tiếp nhận tự động thơng tin kiến trúc mạng từ công cụ, phần mềm khác - Có thể truy cập vào chương trình nguồn thư viện mơ hình hố giao thức phổ biến môi trường công nghiệp - Là môi trường thiết kế để mơ hình hố giao thức sử dụng mơ hình máy trạng thái hữu hạn FSM, C/C++ thư viện mở rộng - Bao gồm công cụ phân tích mạng tích hợp trước tiếp vào môi trường đồ hoạ 4.4 Mô hệ thống OPNET MODELER 4.4.1 Mơ hình hệ thống mơ Hình 4.1: Cấu trúc hệ thống mạng mô Theo kiến trúc mạng trình bày hình vẽ 4.1, PC kết nối đến thiết bị Switch kết nối Ethernet tốc độ 100Mbps Không gian đệm Switch chia cho luồng liệu vào Các máy trạm đặt mạng A bên trái máy chủ đặt mạng B bên phải kết nối chia E1 tốc độ 2Mbps Các máy trạm hội nghi từ xa, đặt vào hai mạng A B nhằm phục vụ trao đổi thông tin video hai mạng A B Kết nối E1 hai định tuyến biên A B kết nối cổ chai hai mạng 16 Độ ưu tiên – xác định thời điểm truyền gói tin Khơng gian đệm – nơi huỷ gói tin cổng 2.3.2 Phân loại giải thuật phân phối lưu lượng Các giải thuật hàng đợi phân chia hình 2.8 Trong mơi trường nhiều hàng đợi, giải thuật phân phối lưu lượng bao gồm: Hình 2.8: Phân loại giải thuật phân phối lưu lượng  Hàng đợi FIFO  Hàng đợi ưu tiên (PQ)  Hàng đợi công (FQ)  Hàng đợi theo lớp (CBQ)  Vòng tròn trọng số thâm hụt (DWRR)  Hàng đợi trọng số công (WFQ) 2.4 Đánh giá hạn chế 2.4.1 Hạn chế kỹ thuật điều khiển lưu lượng vào Một thách thức lớn điều khiển lưu lượng vào mạng IP việc chia tài nguyên mạng cách hiệu luồng liệu nhạy cảm với độ trễ chấp nhận vào mạng Điều khiển lưu lượng vào theo tham số truyền thống chủ yếu dựa mơ hình thống kê đặc tả luồng Các tham số thường sử dụng luồng để ước lượng tài nguyên cần thiết Thiết bị mạng sử dụng ước lượng để chấp nhận hay từ chối luồng phụ thuộc vào sẳn sàng tài nguyên yêu cầu Nhưng vấn đề với phương pháp ứng dụng thường khó mơ tả xác mẫu lưu lượng để áp dụng Trong mạng IP hầu hết lưu lượng thường đa dạng Vì vậy, nhận tài nguyên cam kết, luồng cung cấp ước lượng tham số ưu tiên thể phản ứng trường hợp xấu Điều gây tải đăng ký trước tài nguyên mạng Các giải thuật điều khiển lưu lượng vào theo tham số phân tích theo phương pháp cụ thể Các giải thuật điều khiển lưu lượng vào theo đo lường phân tích theo kinh nghiệm mạng thực tế hệ thống mô Mục đích khơng phải chọn phương pháp tốt mà đưa đánh giá, không dựa điều kiện đánh giá sử dụng việc so sánh giải thuật điều khiển lưu lượng vào theo đo lường khác mà dựa định nghĩa so sánh ý nghĩa giải thuật điều khiển lưu lượng vào theo đo lường Phương pháp đơn giản đảm bảo tuân theo cam kết đầy đủ cấp phát đủ tài nguyên để đáp ứng yêu cầu phòng trường hợp xấu luồng Tuy nhiên, với nguồn tăng đột biến, mơ hình dẩn đến hiệu sử dụng mạng thấp 2.4.2 Hạn chế kỹ thuật phân phối lưu lượng FIFO giải lúc ba vấn đề cấp phát băng thông, độ ưu tiên không gian đệm Tuy nhiên, cho dù giải thuật điều khiển lưu lượng sử dụng nguồn lưu lượng xử lý hiệu đến đâu, mạng với cổng FIFO không đáp ứng Khi sử dụng FIFO, nguồn lưu lượng xử lý tiêu tốn tồn băng thơng, nguồn đột biến gây trễ lưu lượng quan trọng, nhạy cảm với thời gian, phần lưu lượng quan trọng bị huỷ phần lưu lượng khơng đưa đầy đủ vào hàng đợi PQ hiệu mạng tốc độ cao, độ trễ thấp, biến thiên độ trễ thấp, địi hỏi xây dựng điều kiện hợp lý nhằm ngăn chặn tình trạng qúa tải đăng ký trước tài nguyên Hơn nữa, sử dụng PQ làm thiếu tài nguyên cho lớp dịch vụ khác FQ tạo công bằng cách cấp phát lượng băng thông cho luồng liệu, không phù hợp với luồng liệu có u cầu băng thơng khác FQ nhạy cảm với thứ tự gói tin đến WFQ hiệu việc cung cấp đảm bảo dịch vụ, làm việc với kết hợp luồng, luồng liệu kết hợp bị đối xử làm ảnh hưởng đến hoạt động luồng khác WRR CBQ phức tạp mềm dẻo Hạn chế kỹ thuật cấp phát xác lượng băng thơng cho lớp dịch vụ gói tin hàng đợi có kích thước kích thước gói tin quan trọng biết trước DWRR tính tốn phức tạp WRR cấp phát băng thơng xác Tuy nhiên, ảnh hưởng luồng liệu kết hợp WFQ WRR Mọi phương thức cấp phát tĩnh sửa đổi trọng số theo điều kiện lưu lượng Giải thuật 3: Tính kích thước hàng đợi trung bình if li then lˆi = (1 - Wq) x lˆ + Wq x li else m = (thời gian hàng đợi rỗi)/(thời gian truyền) lˆi = (1 – Wq)m x lˆi endif 3.3.3 Tóm lược tham số phản hồi Tốc độ cạn thùng thẻ: Tham số thể yêu cầu thẻ lớp lưu lượng cho trước Tham số thay đổi khoảng [0,1] Càng nhiều thẻ bị rút khỏi thùng giá trị tốc độ cạn thùng cao Tốc độ cạn thùng thẻ cao thể lớp lưu lượng đạt đến profile định nghĩa q trình cấp phát tài nguyên Trong hai trường hợp, tốc độ cạn thùng tham số quan trọng giải thuật điều khiển lưu lượng vào thích nghi AAC, đảm bảo chúng hoàn toàn sẳn sàng Tốc độ cạn dịch vụ: Tham số phản hồi xác định tốc độ dịch vụ yêu cầu lớp lưu lượng Nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc tính tốn kích thước hàng đợi trung bình ngưỡng hàng đợi Kích thước hàng đợi trung bình tính tốn giao thức RED Việc tính tốn trung bình di chuyển trọng số hàm mũ tăng cường làm trơn thay đổi kích thước hàng đợi, ngăn chặn giao động hệ thống tức thời Chương MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 4.1 Giới thiệu Như biết, ba phương pháp để đánh giá hoạt động hệ thống phân tích lý thuyết, đo lường mô Với hệ thống phức tạp, nhiều tham số hệ thống xét, phương pháp phân tích lý thuyết phức tạp phải đưa nhiều giả định để đơn giản hệ thống kết khơng xác Để sử dụng phương pháp đo lường, hệ thống cần phải triển khai định tuyến biên thiết bị đầu cuối Điều đòi hỏi phòng Lab với đầy đủ thiết bị, điều khó thực điều kiện thực tế Việt Nam 4.2 Bộ phần mềm mô OPNET MODELER Các ưu điểm sau: - OPNET Modeler môi trường công nghiệp cho việc mơ hình hố mơ hệ thống mạng, cho phép thiết kế, nghiên cứu hệ thống mạng viễn thông, ứng dụng, giao thức, thiết bị - OPNET Modeler sử dụng hầu hết tổ chức cơng nghệ uy tín hàng đầu giới việc hỗ trợ công tác nghiên cứu, phát triển 10 15 Chúng ta sử dụng tham số Wq RED để tính tốn lˆi nhằm xác định xem tốc độ thay đổi việc đáp ứng kích thước hàng đợi thực (xem giải thuật 3) Giải thuật 2: Hàng đợi theo lớp thích nghi (ACBQ) Begin Ω=0 foreach gói tin đến foreach lớp lưu lượng compute lˆi q i = lˆi /Thi Ω = Ω + qi end if Ω > then foreach (lớp lưu lượng) if (qi > 0) wi = q i /Ω endif end endif Chương 3.1 QUẢN LÝ BĂNG THÔNG ĐỘNG Giới thiệu chung 3.1.1 Yêu cầu phát triển mơ hình quản lý băng thơng động Qua đánh giá nhận thấy kỹ thuật quản lý băng thông tĩnh tồn hạn chế sau: - Cấp phát tài nguyên hệ thống cách cứng nhắc cho lớp lưu lượng hay ứng dụng, thực tế, yêu cầu băng thơng ứng dụng thay đổi theo thời gian Điều dẫn đến việc thừa tài nguyên thời điểm lưu lượng thấp thiếu hụt tài nguyên tai thời điểm lưu lượng cao - Việc cấp phát tài nguyên cứng nhắc dẫn đến lảng phí tài nguyên mạng lưới, tài nguyên quan trọng mạng lưới (tài nguyên mà đăng xét băng thông hệ thống) không khai thác tối ưu - Sự bùng nổ ứng dụng mạng TCP/IP làm cho việc khai báo mô tả lưu lượng trở nên phức tạp, điều trở nên đặc biệt khó khăn môi trường mạng internet Để khắc phục hạn chế này, mơ hình quản lý băng thơng mà đề tài đề xuất gọi mơ hình quản lý băng thơng động hay cịn gọi mơ hình quản lý băng thơng thích nghi 3.1.2 Giới thiệu mơ hình quản lý băng thơng động Mơ hình quản lý băng thông động mà đề tài đề xuất hoạt động theo nguyên lý hệ thống phản hồi mạch đóng (xem hình 3.1) α1 Đơn vị phân phối tài nguyên α2 αm AC w1 AC w2 µ wn end AC Để tính tốn khoảng thời gian mà hàng đợi trạng thái rỗng, giải thuật ước lượng số gói tin truyền định tuyến khoảng thời gian nghĩ sử dụng việc tính tốn lˆi gói tin đến Tham số Wq tự xác định thời gian lọc thơng thấp Nếu Wq q lớn thủ tục trung bình khơng lọc nghẽn tức thời Chúng ta gán giá trị trọng số lớn cho kích thước hàng đợi tức cách gán giá trị lớn cho Wq Giá trị khuyến nghị Wq 0.002 3.2 3.2.1 Hình 3.1: Mơ hình quản lý băng thơng động Xây dựng hệ thống quản lý băng thông động Kiến trúc hệ thống quản lý băng thơng động Mơ hình phù hợp cho định tuyến biên thực chức cổng kết nối mạng thuộc vùng quản trị vào mạng chung internet (xem hình 3.2) Hình 3.2: Mơ hình mạng vùng quản trị 14 11 3.2.2.2 Các điều kiện thiết kế hệ thống bao gồm: Dung lượng kết nối kết nối WAN hướng µ (bit/sec) nhỏ dung lượng kết nối LAN, cần phải tính tốn việc cấp phát tài nguyên cho hợp lý Hệ thống quản lý băng thơng động mà xây có kiến trúc hình 3.3 Trong đó:  r0, r1, r2, r3 lần lược tốc độ đưa thẻ vào thùng thẻ 0, 1, 2,  B0, B 1, B2, B3: lần lược dung lượng thùng thẻ 0, 1, 2, W0 , W1, W2, W3 : lần lược tốc độ cạn dịch vụ (sẽ trình bày phần 4.2.2.2) hàng đợi 0, , 2, Phân phối lưu lượng Gọi Tli Thi ngưỡng hàng i, 1