Nghiên cứu cấu trúc và cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ trên mạng internet (internet qos architectures and mechanisims for quality of service)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THANH PHONG Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Internet QoS : Architectures and mechanisims for Quality of Service Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử – viễn thông Mã số ngành : 02.07.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp Hồ Chí Minh , tháng 08 năm 2003 Công trình hoàn thành Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Vũ Đình Thành Cán chấm nhận xét : TS Lê Tiến Thường Cán chấm nhận xét : TS Phạm Hồng Liên Luận văn Thạc Só bảo vệ hội đồng chấm bảo vệ luận văn Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Ngày 27 tháng 08 năm 2003 Có thể tìm hiểu luận án thư viện cao học Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP.HCM Đại Học Quốc Gia Tp.HCM Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghóa Việt Nam Độc Lập - Tự – Hạnh Phúc Trường Đại Học Bách Khoa -0O0 0O0 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên : Trần Thanh Phong Ngày tháng năm sinh : 14-11-1972 Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện tử – viễn thông Khoá (năm trúng tuyển) : 11 (2000) I II Phái : Nam Nơi sinh : Vónh Long Mã số : 02.07.01 Tên đề tài : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Nhiệm vụ đề tài : - Nghiên cứu cấu trúc chế dịch vụ : Integrated Service , Differentiated Serivce , Multi-protocol Label Switching kỹ thuật Traffic Engineering - Xây dựng mô hình mô dịch vụ - Đánh giá so sánh kết ưu , khuyết điểm dịch vụ - Đưa hướng phát triển tương lai III Ngày giao nhiệm vụ (ngày bảo vệ đề cương) : 15-12-2002 IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ (ngày bảo vệ luận văn) : 28-08-2003 V Họ tên cán hướng dẫn : PGS.TS Vũ Đình Thành VI Họ tên cán chấm nhận xét : TS Lê Tiến Thường VII Họ tên cán chấm nhận xét : TS Phạm Hồng Liên Cán hướng dẫn Cán chấm nhận xét Cán chấm nhận xét Vũ Đình Thành Lê Tiến Thường Phạm Hồng Liên Nội dung đề cương luận văn Thạc Só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Trưởng phòng đào tạo SĐH Tp.HCM , ngày 12 tháng 09 năm 2003 Chủ nhiện ngành Vũ Đình Thành Lời Cảm ơn Để hoàn tất luận văn thời gian tương đối ngắn , nổ lực cá nhân có giúp đỡ nhiệt tình , góp ý quý báu thầy hướng dẫn PGS.TS Vũ Đình Thành nên vô cảm ơn đến thầy Tôi cám ơn đến đồng nghiệp công ty VDC thuộc Bưu điện TPHCM : anh Nguyễn Cao Văn (tổ trưởng tổ mạng ) , anh Phạm Thanh Hùng (trưởng đài điều hành mạng OMC) bạn đồng nghiệp giúp đỡ việc tìm tài liệu , trao đổi kinh nghiệm Cuối , xin chân thành cảm ơn gia đình , bạn bè động viên giúp đở tinh thần để hoàn thành tốt luận văn Trần Thanh Phong Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Tóm lượt Internet trở thành phần tối cần thiết sống công việc Mặc dù mạng Internet ngày phát triển nhanh mức độ hoạt động mà kích thước, cấu trúc không thay đổi nhiều so với năm trước Cụ thể Internet hoạt động mạng “datagram network” , mà gói phân phối cách riêng lẽ thông qua mạng Thời gian gởi gói tin không đảm bảo gói tin bị rơi hay bị loại bỏ nghẽn bên mạng Do : mạng đảm bảo chất lượng dịch vụ mà đáp ứng tốt với ứng dụng : điện thoại Internet , hội nghị hình ảnh, hay multimedia trực tuyến Các ứng dụng thời gian thực (real time applications) chấp nhận độ trễ độ mát gói tin đường truyền Để khắc phục vấn đề , vào đầu thập niên 90 tổ chức IETF (Internet Enginering Task Force ) phát triển kỹ thuật chuẩn hóa chúng để đảm bảo tài nguyên đa dạng dịch vụ thuật ngữ Quality of Service (QoS) chất lượng dịch vụ Trong luận văn , khảo sát loại kỹ thuật mà tích hợp vào khối để hỗ trợ cho mạng Internet [2]: dịch vụ đảm bảo chất lượng dựa dòng lưu lượng “flow-based” gọi “Integrated Service“ (IntServ ) dịch vụ đảm bảo chất lượng dựa lớp dịch vụ khác “classes-based” gọi “Differentiated Service” ( DiffServ ) hai kỹ thuật giải vấn đề dự phòng phân phối tài nguyên cho loại lưu lượng khác mạng Kỹ thuật chuyển nhãn đa giao thức (Multi-Protocol Label Switching : MPLS) kỹ thuật điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering ) giúp hỗ trợ hoạt động mạng , đặc biệt cách mà luồng tin định tuyến bên mạng Đề tài chia thành chương : Chương đầu đưa vấn đề mà Internet gặp phải sau trình bày khái niệm QoS , đặc tính thông số cho QoS Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Chương tập trung vào giải thích chi tiết cấu trúc chế hoạt động khung làm việc (frameworks) Integrated Service, Differentiated Service MPLS, ứng dụng kỹ thuật điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering ) Thêm vào đó, khảo sát số giải thuật dùng cho việc mô Chương xây dựng mô hình , mô , đồng thời thiết lập tiến trình mô với mạng cụ thể để minh họa cấu trúc giải thuật frameworks , để thấy rõ hiệu hạn chế Chương cho biết kết mô ba loại frameworks theo tham số để đánh giá chất lượng dịch vụ (Quality of Service) dạng đồ thị biễu diễn băng thông , độ trễ độ thất thoát gói tin Đồng thời , xem tiến trình mô mạng cách trực quan thông qua công cụ Network Simulator Chương dựa vào kết mô cho Framwork , đánh giá so sánh kết mô từ tập thông số khác người sử dụng để làm rõ ưu khuyết điểm loại dịch vụ Chương cuối tóm tắt nội dung đề tài , hạn chế đưa hướng nghiên cứu tương lai để giải giới hạn frameworks Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Abstract The Internet has became an indispensable part of our life and work Although the Internet network now develops rapidly not only on the performance and but also in size, its basic architecture remains unchanged from its early days The Internet still oparates as a datagram network, where each packet is delivered individually through the network Delivery time of packet is not guaranteed, and packets may even be dropped or discarded because of congestion inside the network Therefore, the current network is not only unable to guarantee the quality of service but also unable to mesh well with new applications such as Internet telephone , digital video conferencing or multimedia on line , which cannot tolerate delay jitter or loss of data in transmission To overcome these problem , in the early 1990s the Internet Engineering Task Force (IETF) has developed new technologies and standards to provide ressource assurance and service differentiation in the Internet , under the term quality of service In this project , we will examine the four technologies that have emerged as core building blocks for supporting QoS on the Internet Integrated Service and Differentiated Service are two technologies that address the issues of reserving and allocating resources to various types of flows in a network Multiprotocol Label Switching (MPLS) and traffic engineering help to improve the performance , in particular, the way traffic flows are routed inside back-bone networks The thesis divide into six main chapters : The first chapter presents some big problems on the Internet ,QoS concepts and its chararterization as well as QoS parameters Chapter focuses on detail explaination of architectures and mechanisms of three frameworks (Integrated Service , Differentiated Service and Multiprotocol Label Switching ) as well as some implementation of the Traffic Engineering technology In addition, we also examine some algorithms to apply into simulation models and topologies Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Chapter will set up models and simulations and build a simulation scenario with a particular topology to illustrate the architecture and mechanism as well as useful effects and some limitations of each service Chapter shows some simulation results of the three frameworks based on some main parameters of the Quality of Service such as a graph of bandwidth , a graph of delay and a table of the packet loss rate In addition , we are also seen a simulation scenario with graphic interface supported by a Network Simulator tool Chapter will evaluate the results based on the above simulations as well as compare the simulation results from a different parameters entered by users to clarify some strengths and limitations of each services The last chapter summarizes the project , some limitations and give future study directions to solve the limitation of the frameworks Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Nội dung Chương : Giới thiệu Quality of Services Internet …8 1.1 Vấn đề Internet .8 1.2 Các khái niệm veà QoS 1.3 Protocols Frameworks QoS .10 1.4 Mục đích đối tượng đề tài …………………………………………………………………….12 Chương : Cấu trúc chế Frameworks QoS…………………………………………………………………………………………………………………13 2.1 Integrated Services (IntServ) ………………………………………………………………………… 13 2.1.1 Giới thiệu Integrated Services …………………………………………………………13 2.1.2 Cấu trúc Integrated Services …………………………………………………………13 2.1.3 Mô hình dịch vụ Integrated Services ………………………………………….23 2.2 Differentiated Services(DiffServ) ……………………………………………………………………26 2.2.1 Giới thiệu Differentiated Services 26 2.2.2 Cấu trúc Differentiated Services …………………………………………………27 2.2.3 Mô hình dịch vụ Differentiated Services ………………………………….31 2.2.4 Các loại Per-hop Behavior 32 2.2.5 Quản lý đệm tài nguyên ……………………………………………………………… 38 2.3 Multi-Protocol Label Switch(MPLS) ………………………………………………………………42 2.3.1 Giới thiệu MPLS …………………………………………………………………………………… 42 2.3.2 Các hoạt động MPLS ………………………………………………………… 44 2.3.3 Các thành phần MPLS ……………………………………………………………………….45 2.3.4 Giao thức phân bố nhãn (Label Distribution Protocol) …………….48 2.3.5 Sự phân bố gán nhãn ……………………………………………………………………………52 2.3.6 MPLS DiffServ …………………………………………………………………………………………52 Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet 2.3.7 MPLS với kỹ thuật điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering) 53 Chương : Xây dựng mô hình mô phỏng…………………………………… 57 3.1 Giới thiệu công cụ Network Simulator , ngôn ngữ OTCL C++ phục vụ cho việc mô ………………………………………………………………………………………………57 3.2 Mô hình mô cho IntServ …………………………………………………………………………59 3.3 Mô hình mô cho DiffServ ………………………………………………………………………65 3.4 Mô hình mô cho MPLS ……………………………………………………………………………70 Chương : Kết mô phỏng………………………………………………………… 74 4.1 Kết mô IntServ …………………………………………………………………………………80 4.2 Kết mô DiffServ ……………………………………………………………………………….85 4.3 Kết mô MPLS …………………………………………………………………………………….91 Chương : Đánh giá kết quả………………………………………………………………96 5.1 So sánh IntServ DiffServ …………………………………………………………………… 96 5.2 MPLS ATM .97 Chương : Hạn chế hướng nghiên cứu tương lai ………………99 6.1 Tóm tắt công việc ………………………………………………………………………………………………….99 6.2 Những hạn chế đề tài …………………………………………………………………………………100 6.3 Hướng nghiên cứu tương lai ……………………………………………………………………………101 Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………………………………………………………………….103 Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Tại thời điểm giây thứ 8.0 : Packet Statistic for RED queue N2->N3 CP All TotPkts TxPkts 8749 Packet Statistic for RED queue N3->N4 lprops edrops CP 0 All 12371 11099 747 525 3628 2356 747 525 8749 TotPkts TxPkts lprops Edrops 10 3281 3281 0 10 3279 3279 0 20 5468 5468 0 20 5464 5465 0 Tại thời điểm giây thứ 20.0 : Packet Statistic for RED queue N2->N3 CP All TotPkts TxPkts 8751 Packet Statistic for RED queue N3->N4 lprops edrops CP 0 All 15370 14005 777 588 6619 5254 777 588 8751 TotPkts TxPkts lprops Edrops 10 3282 3282 0 10 3282 3282 0 20 5469 5469 0 20 5469 5469 0 Độ thất thoát gói tin : Packet Loss Statistic for QoS flow Traffic Sent Received Packet Loss Flow1 (Node -> Node 5) 3282 packets 3282 packets 0.00% Flow2 (Node -> Node 6) 5469 packets 5469 packets 0.00% Best Effort(Node 3->Node 7) 5391 packets 4063 packets 24.63% Cũng IntServ , lưu lượng thỏa mãn tham số cam kết , DiffServ đảm bảo tốt tỉ lệ thất thoát gói tin luồng real time (0%) , lưu lượng Best Effort 24.63 % Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 91 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet 4.3 Kết mô MPLS Cửa sổ chương trình mô module MPLS Service Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 92 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Cửa sổ thực mô module MPLS Simulation Đồ thị 11 sau cho thấy kết mô module MPLS với tham số chọn : o SBT_rate : 250k o HBT_rate : 250k o RT1_rate : 300k o RT2_rate : 500k o cr_RT1_rate : 300k o cr_RT2_rate : 500k Từ đồ thị 11 cho thấy lưu lượng real time RT1 RT2 luôn nhận băng thông theo yêu cầu 300k 500k tương ứng Trong SBT HBT nhận băng thông chia lại 1Mb –(300k+500k)=200k theo trọng số thiết kế ban đầu hàng đợi CBQ (0.1 cho HBT 0.05 cho SBT) nghẽn xãy link N3-N4 Vì kết đồ thị hoàn toàn hợp lý so với lý thuyết Tại thời điểm 15.0 giây , route CR-LSP cho lưu lượng RT2 chuyển sang route khác Vì , SBT HBT nhận băng thông đầy đủ yêu cầu (250kbits) Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 93 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Đồ thị 12 : Băng thông MPLS nhận với tham số mặc định Đồ thị 13 : Quá trình thiết lập CR-LSP không thành công Đồ thị 13 trường khác module mô MPLS Trong trường hợp , tham số RT1_rate gán 400kbits tham số lại giữ nguyên Lúc tổng băng thông yêu cầu cho hai lưu lượng real time : 400+500 = 900 kbits > 800 kbits ( theo tham số phân bố lưu lượng CBQ ) Vì , trình thiết lập CR-LSP cho RT2 không thành công lưu lượng RT2 xử lý lưu lượng Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 94 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet best effort Chỉ lúc 15.0 giây , CR-LSP cho RT2 thiết lập thành công route khác lúc RT2 nhận băng thông yêu cầu Kết độ thất thoát tin đo nút thu mạng cho theo bảng sau : Độ thất thoát gói tin : Packet Loss Statistic for QoS flow Traffic Sent Received Packet Loss Flow SBT (Node ->Node 5) 2968 packets 1744 packets 41.24% Flow HBT (Node ->Node 6) 2968 packets 2519 packets 15.13% Flow RT1 (Node 1->Node 6) 3562 packets 3562 packets 00.00% Flow RT2 (Node 1->Node 6) 4375 packtes 4375 packets 00.00% Cao hoïc điện tử viễn thông khoá 11 Trang 95 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Chương : Đánh giá kết Chương đánh giá hai Framework IntServ DiffServ dựa kết mô phân tích lý thuyết Sau , so sánh kỹ thuật MPLS ATM truyền thống 5.1 So sánh IntServ DiffServ Từ kết nghiên cứu cấu trúc chế hoạt động kết thu đựơc từ hai mô hình minh họa cho Framework : IntServ DiffServ phần trước cho ta số kết so sánh sau : IntServ dành trước tài nguyên mạng cho ứng dụng riêng lẻ DiffServ thực phân loại ứng dụng theo lớp dịch vụ với mức độ ưu tiên xử lý khác Bởi , IntServ thực dành trước tài nguyên cho ứng dụng nên thiết lập thành công yêu cầu ứng dụng nhận hoàn toàn yêu cầu QoS (băng thông , độ trì hoãn độ thoát thoát gói tin ) cách xác chặt chẽ Ngược lại , DiffServ cung cấp yêu cầu QoS chặt chẽ DiffServ đảm bảo QoS theo cách phân bố ưu tiên theo lớp ứng dụng Kết mô khẳng định phân tích IntServ yêu cầu tất nút dọc theo đường gói tin thực phân loại luồng tin xử lý gói tin Ngược lại , Differv nút bìa mạng thực việc phân loại kiểm soát luồng tin ngõ vào nút bên việc xử lý gói tin theo lớp xử lý Điều phù hợp với thực tế nhu cầu người sử dụng (lưu lượng nút bìa mạng thường nhỏ nhiều so với lưu lượng trục bên mạng ) Do , DiffServ đơn giản linh hoạt IntServ Một khác IntServ sử dụng giao thức dành trước tài nguyên mạng cách gởi tín hiệu thông báo để thiết lập yêu cầu QoS ( RSVP ) DiffServ sử dụng khái niệm hợp đồng dịch vụ nhà cung cấp dịch vụ người dùng (Service Level Agreement ) Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 96 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Chất lượng dịch vụ QoS kèm với chi phí phức tạp IntServ không thực hữu hiệu hay linh hoạt mạng lớn Hình 27 sau cho thấy đồ thị biểu thị mức độ đảm bảo dịch vụ phức tạp Framework cấu trúc khác : IntServ, DiffServ Best Effort Complexity IntServ High (per-flow) DiffServ Best effort Low (per-class) Simple None Level of Service Guarantee Low High Hình 27 : A comparison between different servcies 5.2 MPLS ATM Kỹ thuật ATM (Asynchronous Transfer Mode) dùng mạng Internet đặc biệt trục mạng Bởi ATM sử dụng kỹ thuật điều khiển lưu lượng có số đặc tính đảm bảo QoS nên dùng phổ biến Tuy nhiên , nhu cầu QoS cao mạng phải phát triển mở rộng IP (IP over ATM ) gặp số nhược điểm lớn : Thứ , Mạng IP over ATM sử dụng mô hình “Overlay Model” Với mô hình nút bìa phải thiết lập tất kết nối logic (Logical Connection) với tất nút bìa lại mạng Điều có ý nghóa mạng có N nút có tổ hợp N(N-1) kết nối logic Rõ ràng N lớn vấn đề phức tạp để thiết lập kết nối ảo đến nút lại hay nói cách khác việc thiết lập ,định tuyến , bảo dưỡng vô phức tạp Vấn đề gọi vấn đề N bình phương Lấy thí dụ sau để minh họa cho vấn đề : mạng trục có 20 điểm tham khảo (Piont of Presence : PoP) , PoP có 10 edge node Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 97 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet kết nối khác hàng có tổng cộng số kết nối logic 200*199= 39,800 kết nối Thứ hai , giao thức định tuyến không làm việc tốt tình trạng số lượng thông báo trạng thái đường kết nối (link) cần cập nhật liên tục topo mạng liên tục thay đổi Đặc biệt , nhiều kết nối logic thực kết nối vật lý Do có kết nối vật lý bị hỏng (break down ) nhiều kết nối logic hỏng hậu mạng update toàn việc định tuyến Cuối , IP over ATM không hỗ trợ tốt dịch vụ IntServ DiffServ Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 98 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Chương : Hạn chế hướng nghiên cứu tương lai 6.1 Tóm tắt công việc Đề tài tập trung nghiên cứu kỹ thuật hỗ trợ QoS mạng Internet ngày IntServ thiết kế để cung cấp yêu cầu QoS chặt chẽ cách sử dụng giao thức truyền tín hiệu cách linh hoạt để thiết lập dành trước tài nguyên (Resource Reservation Protocol : RSVP) cho luồng tin riêng biệt nhằm mục đích đạt thỏa hiệp nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng dịch vụ Trong IntServ đảm bảo chặt chẽ QoS cho ứng dụng phức tạp tính linh hoạt cao mạng mở rộng đủ lớn DiffServ mô hình dịch vụ đơn giản linh hoạt IntServ , thay thiết lập dành trước tài nguyên IntServ , DiffServ tập hợp luồng tin lại phân loại theo lớp (Classes) phân bố ưu tiên lớp Bằng cách phân bố tài nguyên mạng kiểm soát lưu lượng nút bìa mạng (Edge Nodes ), việc xử lí định tuyến luồng tin thực nút hay nút (Core nodes ) mạng Điều làm cho mạng hoạt động hiệu linh hoạt Bằng cách sử dụng topo mạng cho hai mô hình mô cho dịch vụ IntServ DiffServ cho thấy rõ khác biệt , đồng thời khẳng định kết hợp lý so với lý thuyết Khi có nghẽn xãy , kết mô cho thấy lưu lượng yêu cầu QoS đảm bảo tốt so với mô hình "Best Effort" Khi không nghẽn , có khác biệt không đáng kể lưu lượng yêu cầu QoS IntServ DiffServ so với "Best Effort" MPLS hỗ trợ QoS cách tối ưu hoạt động mạng tài nguyên mạng nhằm mục đích tránh nghẽn Mô hình mô minh hoạ hiệu kỹ thuật điều khiển lưu lượng "Traffic Engineering" Thông qua việc định tuyến cụ thể định tuyến có hỗ trợ QoS MPLS giải vấn đề "Fish Problem" mà xảy mạng IP Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 99 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Một số ưu điểm đề tài : Tuy đề tài số vấn đề nghiên cứu , cho thấy tiềm ứng dụng lớn hiệu tương lai gần Cụ thể : ¾ Giải vấn đề lớn mạng Internet ngày phân bố tài nguyên mạng tối ưu hoạt động mạng thông qua chế giải thuật dịch vụ : IntServ , DiffServ MPLS , kỹ thuật điều khiển lưu lượng Mục đích nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng ¾ Xây dựng mô hình mô để làm rõ ưu điểm khuyết điểm Framwork Từ , tạo công cụ để đánh giá chất lượng dịch vụ đồng thời phát triển dịch vụ thông qua việc bổ sung chế giải thuật dịch vụ sẵn có ¾ Công cụ hỗ trợ tốt cho việc nghiên cứu thực tập cho sinh viên 6.2 Những hạn chế đề tài Mặc dù đề tài nghiên cứu ứng dụng loại framework hỗ trợ QoS mạng Internet nhằm làm nâng cao chất lượng dịch vụ có số hạn chế sau: ¾ Các mô tập trung giải giải thuật thực mức độ tương đối đơn giản nhằm thấy rõ cấu trúc chế hoạt động loại Framework ¾ Sự kết hợp hai hay nhiều Framework với để tăng cường chất lượng dịch vụ hay tăng hiệu hoạt động toàn mạng Framework có điểm mạnh điểm yếu khác ¾ Giao diện tương đối đơn giản không thân thiện cho người sử dụng Tuy nhiên , đề tài tương đối , phát triển vài năm gần nhằm đáp ứng nhu cầu vô cao người sử dụng mạng Internet nên hy vọng đề tài tảng cho việc nghiên cứu kỹ thuật tương lai không áp Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 100 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet dụng mạng Internet mà ứng dụng kỹ thuật điều khiển khiển lưu lượng mạng viễn thông hay mạng giao thông Hiện , theo tài liệu báo cáo số nhà sản xuất thiết bị viễn thông đầu tư vào ứng dụng dịch vụ : DiffServ , MPLS Traffic Engineering : Cisco , Nortel , Alcatel … 6.3 Hướng nghiên cứu tương lai Chúng ta nghiên cứu cấu trúc chế Framwork nhằm cung cấp số mức độ QoS khác số ưu điểm nhược điểm chúng Tuy nhiên , câu hỏi đặt làm cung cấp QoS từ đầu cuối đến đầu cuối miền quản lí khác mạng khác Vấn đề bỏ ngỏ , nhiên có số đề nghị giải vấn đề Một đề nghị sử dụng IntServ over DiffServ Với đề nghị , linh hoạt DiffServ đảm bảo QoS từ đầu cuối đến đầu cuối IntServ kết hợp lại để cung cấp dịch vụ hoàn hảo Lúc , mạng DiffServ đóng vai trò mạng truyền tin để kết nối với mạng IntServ users Một cách giải khác , sử dụng Bandwidth Broker (BB) để quản lý tài nguyên miền quản lý khác Trong cách giải , BB đóng vai trò trạm quản lý tài nguyên phạm vi mạng Nhiệm vu quản lý việc kiểm soát ngõ vào mạng thỏa hiệp với BB miền khác để đáp ứng phân bố tài nguyên miền Hình sau minh họa hoạt động BB miền quản lý khác : Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 101 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet hình 28 :DiffServ Architecture with Bandwidth Broker Hình 28 cho thấy cấu trúc hỗ trợ QoS đảm bảo từ đầu cuối đến đầu cuối dựa DiffServ hoạt động mạng MPLS Trong Framework , khái niệm QoS chẳng hạn : phần kiểm soát , quản lý điển lưu lượng tập trung tích hợp vào khối thống mạng gọi Bandwidth Broker Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 102 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Tài liệu tham khảo [1] Uyless Black, QOS in wide area networks, Prentice Hall PTR 2000 [2] Zheng Wang, Internet QOS Architectures and Mechanisms for Quality of Service, Morgan Kaufmann Publisher, 2001 [3] R Braden, D Clark and S Shenker, ‘Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview’, RFC 1633, June 1994 [4] R Braden et al, ‘Resource Reservation Protocol’, RFC 2205, September 1997 [5] C Partridge, ‘A Proposed Flow Specification’, RFC 1363, September 1992 [6] Sugih Jamin, Scott J.Shenker and Peter B.Danzig ‘Comparison of Measurementbased Admission control Algorithms for Controlled-load Service’, IEEE/ACM Transactions on Networking, May 1997 [7] S Shenker, C Partridge and R Guerin, ‘Specification of Guaranteed Quality of Service’, RFC 2212, September 1997 [8] S Shenker and J Wroclawski, ‘General Characterization Parameters for Integrated Service Network Elements’, RFC 2215, September 1997 [9] J Wroclawski, ‘Specification of Controlled Load Network Element Service’, RFC 2211, September 1997 [10] S Blake et al, ‘An architecture for Differentiated Service’, RFC 2475, December 1998 [11] K Nichols et al, ‘Definition of Differentiated Service Field in IP v4 and IP v6’, RFC 2474, December 1998 [12] J Heinanen, ‘Assured Forwarding PHB group’, RFC 2597, June 1999 [13] V Jacobson, K Nichols and K Poduri, ‘An Expedited Forwarding PHB’ RFC 2598, June 1998 [14] Clark, D and Fang, W., ‘Explicit Allocation of Best Effort Packet Delivery Service’, IEEE/ACM Transactions on Networking, Volume 6, Number 4, August 1998, pp 362-373 [15] E Rosen, A Viswanathan and R Callon, ‘Multiprotocol Label Switching Architecture’, RFC 3031, January 2001 [16] Bruce Davie and Yakov Rekhter, MPLS Technology and Application, Morgan Kaufmann Publishers, 2000 Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 103 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ maïng Internet [17] L Andersson et al, ‘LDP Specification’, RFC 3036, January 2001 [18] B Jamoussi et al, ‘Constraint-Based LSP Setup using LDP’, RFC 3212, January 2002 [19] D Awduche et al, ‘RSVP-TE Extensions to RSVP for LSP Tunnels’, RFC 3209, December 2001 [20] Francois Le Faucheur et al, ‘MPLS support of Differentiated Services’, Internet draft Draft-ietf-mpls-diff-ext-09.txt, April 2001 [21] D Awduche et al, ‘Requirements for Traffic Engineering over MPLS’, RFC 2702, September 1999 [22] Uyless Black, MPLS and Label switching networks, Prentice Hall Publishers, 2001 [23] Network Simulator 2, http://ww.isi.edu/nsnam/ns/ [30/05/2002] [24] J Heinanen and R Guerin, ‘A Single Rate Three Color Marker’, RFC2697, September 1999 [25] MNSv2, http://flower.ce.cnu.ac.kr/~fog1/mns/ [30/05/2002] [26] Sally Floyd and Van Jacobson ‘Link-sharing and Resource Management Models for Packet Networks’, IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol3 No.4, August 1995 [27] K Nichols, V Jacobson and L Zhang, ‘A two-bit differentiated services architecture for the Internet’, RFC 2638, July 1999 [28] Panos Trimintzios et al, ‘A Management and Control Architecture for Providing IP Differentiated Services in MPLS-Based Networks’, IEEE Communications Magazine, May 2001 Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 104 TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên : Trần Thanh Phong Phái : Nam Ngày tháng năm sinh : 14-11-1972 Nơi sinh : Vóng Long Địa liên lạc : 147/8 Tân Sơn Nhì , phường 14, Quận Tân Bình TPHCM Quá trình đào tạo : - 1987-1990 : Học sinh trung học trường THPT Lưu Văn Liệt , TX Vónh Long , Cửu Long - 1990-1995 : Sinh viên trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP.HCM - 11.2000 – 2003 : Học viên cao học trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP.HCM Quá trình công tác : - 09.1995 – 2003 : công tác Công ty điện thoại – Bưu Điện Thành Phố Hồ Chí Minh ... Vónh Long Mã số : 02.07.01 Tên đề tài : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Nhiệm vụ đề tài : - Nghiên cứu cấu trúc chế dịch vụ : Integrated Service , Differentiated... chất lượng QoS tương lai Cao học điện tử viễn thông khoá 11 Trang 12 Luận văn tốt nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Chương : Cấu trúc chế Frameworks QoS. .. nghiệp : Nghiên cứu cấu trúc chế đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng Internet Nội dung Chương : Giới thiệu Quality of Services Internet …8 1.1 Vấn đề Internet .8 1.2 Các khái niệm QoS