Tài liệu PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ THOẠI TRONG MẠNG VoIP, chương 12 pdf

Chương 12: Giao thức dữ trữ tài nguyên (RSVP) Mục đích chính của RSVP (giao thức dữ trữ tài nguyên) là đảm bảo QoS đầu cuối-đầu cuối (end-to-end) thông suốt qua mạng b ằng cách dữ trữ băng thông cho các ứng dụng unicast và multicast trên cơ sở các luồng riêng biệt. M ột vài năm trước RSVP là phương pháp dẫn đầu để bổ sung QoS vào m ột mạng IP. Một máy chủ IP hỗ trợ RSVP có thể yêu c ầu rất rõ ràng các giá trị thông số QoS (64 kb/s, 100 ms trễ ổn định .) từ mạng, và các bộ định tuyến RSVP có thể cung cấp QoS c ần thiết. Theo đó, các yêu cầu RSVP thay đổi không những trong các b ộ định tuyến mà còn trong tất cả các máy chủ, không giống như hầu hết các phương pháp QoS khác chỉ cung cấp trong bộ định tuy ến. RSVP thực sự dự trữ trước tìa nguyên được yêu cầu, do đó, ví dụ một liên kết 1,5 Mb/s có thể cung cấp tới 24 yêu cầu 64 kb/s và không hơn. Trong RSVP thường bên nhận (chủ) là thiết bị yêu c ầu QoS, không phải là bên gửi (khách). Không có cơ chế nào làm cho máy ch ủ trả lại tài nguyên cho mạng trong bất kỳ khung thời gian nào, điều này gây ra khó khăn khi đặt tỷ lệ RSVP vào một môi trường có hàng ngàn máy chủ đang cần băng thông. Hầu hết nh ững điểm quan trọng của RSVP đã được chuyển vào DiffServ. 4.4.12 Kiểu dịch vụ (ToS: Type of Service) Tiêu đề IP chứa trường 8 bit gọi là kiểu dịch vụ được sử dụng để ra mức ưu tiên của gói trong một vài phạm vi QoS. Các nhà cung c ấp bộ định tuyến thường bỏ qua ToS bởi vì phần mềm thực hi ện trên máy chủ IP không bao giờ thực sự đặt các bit này. IP luôn là “c ố gắng tối đa”, cho đến khi một số nhà sản xuất bắt đầu sử dụng trường này cho mục đích riêng của họ. Trường ToS được định nghĩa lại trong DiffServ. 4.4.13 Định hình lưu lượng (Traffic Shaping) Có nhiều bộ định tuyến IP được liên kết với nhau bằng Frame relay và/ho ặc ATM. Với ATM, các gói IP đi vào mạng ATM được định hình tại thiết bị truy nhập để ngăn chặn một sự bùng nổ lưu lượng do nghẽn mạng xương sống. Định hình bao g ồm chấp nhận bùng nổ từ thiết bị vào, đệm lưu lượng, và sau đó “san bằng” lưu lượng ra theo kiểu là phân bố bùng nổ trong một kho ảng thời gian dài, khoảng thời gian được đặt trên cơ sở các thông s ố cấu hình. Bùng nổ lưu lượng quá một giới hạn nhất định thì s ẽ bị thiết bị vào bỏ qua, và giá trị giới hạn vào này cũng dựa trên c ấu hình. Trong mạng Frame relay, định hình lưu lượng là một ph ần của khái niệm tỉ lệ thông tin cam kết (CIR: Committed Information Rate) và t ỷ lệ thông tin vượt quá (EIR: Excess Information Rate). 4.4.14 Xếp hàng hợp lý theo trọng số (WFQ: Weighted Fair Queuing) Phương pháp này cũng có thể kết hợp với các công nghệ khác và thường được đề cập đến trong các thảo luận về MPLS. WFQ g ắn vào băng thông một ứng dụng nhận trên một liên kết đầu ra. M ỗi luồng gói tin mà WFQ được gắn vào được đệm riêng biệt và nh ận băng thông biến đổi, trên nền tảng trọng số. Ví dụ, 100 gói d ữ liệu và 100 gói thoại có thể đến tại hai cổng trong cùng một khung th ời gian và được xếp hàng vào cùng một cổng ra. Thông thường, các gói sẽ được xếp hàng cùng nhau và được đưa ra liên tiếp mà không quan tâm đến mức ưu tiên. Tuy nhiên, WFQ sẽ xuất các gói tho ại trước và sau đó là các gói dữ liệu. Phương pháp xếp hàng này là trọng số trong thiên vị các gói thoại và vẫn hợp lý bởi vì 100 gói d ữ liệu vẫn được gửi đi trước bất kỳ một gói thoại tiếp theo nào. M ỗi phương pháp đều có những ưu khuyết điểm riêng và đang tiếp tục được hoàn thiện. Phần tiếp theo đây mô tả chi tiết giao th ức dành sẵn tài nguyên RSVP là một phương pháp đang đượ c sử dụng rộng rãi. OGW TGW Call Setup Initiated SETUP CALL PROCEEDING OGW TGW Reservation Initiated PATH OGW TGW Reservation Initiated PATH RESV RESV OGW Originating Gateway RESV CONFIRMATION TGW Terminating Gateway H.323 Call Setup Signating RSVP Reservation initiated by TGW ALERTING RSVP Reservation initiated by OGW CONNECT Call Connected Normal Call RELEASE COMPLETE Disconnect initiated OGW TGW PATHTEAR Reservation Teardown OGW TGW Initiated PATHTEAR Reservation Teardown PATHTEAR initiated PATHTEAR Hình 4.5 Thiết lập cuộc gọi cho phép RSVP. M ột phương pháp thường được sử dụng trong các sơ đồ VoIP để bảo đảm chất lượng dịch vụ trong đó mức yêu cầu về chất lượng dịch vụ phải được đảm bảo. Do đó các đầu cuối điện thoại IP hay các Gateway tho ại cần yêu cầu các trạm chuyển tiếp tín hi ệu thoại trong mạng cần đảm bảo mức tài nguyên end-to-end cho cu ộc gọi. Các trạm cần giám sát trạng thái cuộc gọi để cung cấp ngu ồn tài nguyên cho các ứng dụng và cuộc gọi khác. Và nếu đủ tài nguyên dự trữ cho cuộc gọi nó chấp nhận cuộc gọi và đảm bảo b ăng tần yêu cầu cho cuộc gọi đó. Phương pháp này gọi là mô hình QoS d ịch vụ tích hợp. Giao thức sử dụng cho mô hình này là giao th ức dành sẵn tài nguyên (RSVP). RSVP có một vài ưu điểm như có thể điều khiển quản lý cuộc gọi. Tuy nhiên, RSVP cũng có một vài khuy ết điểm. Khi VoIP được triển khai ngay lập tức RSVP trở thành một thành phần chìa khoá cung cấp sự quản lý và QoS cho các lu ồng thông tin cho VoIP. Tuy nhiên sự triển khai ban đầu cho VoIP có hai gi ới hạn. Giới hạn đầu tiên là chức năng điều khiển xác nh ận cuộc gọi (CAC: Call Admission Control) không thể triển khai cùng v ới RSVP bởi vì quá trình dành sẵn tài nguyên không đồng bộ với tín hiệu thoại. Một cuộc gọi vẫn có thể được thực hiện n ếu quá trình dành sẵn tài nguyên bị lỗi hay không thực hiện được. S ử dụng RSVP cho VoIP yêu cầu đồng bộ tín hiệu thoại với tín hi ệu RSVP. Điều này làm cho quá trình quản lý phức tạp thêm một chút. S ự đồng bộ này đảm bảo rằng phía bị gọi chỉ được thông báo v ề cuộc gọi khi tài nguyên đã được thiết lập. Sự đồng bộ này cũng đảm bảo cho thông báo khi tài nguyên dự trữ không đủ. Giới hạn th ứ hai là sự dành sẵn tài nguyên có thể không cung cấp chất lượng t ốt nhất trong suốt thời gian xảy ra tắc nghẽn. RSVP tạo ra một hàng đợi dành sẵn cho mỗi luồng lưu lượng trong hệ thống và đảm b ảo một độ trễ giới hạn. Tuy nhiên các hàng đợi này trong một số trườ ng hợp không thể cung cấp mức chất lượng dịch vụ theo yêu c ầu. Lợi ích của việc sử dụng RSVP giá thành (quản lý mào đầu và ảnh hưởng hiệu năng). Một cuộc gọi phải bắt đầu với 2 sự dành sẵn tài nguyên độc l ập bởi RSVP không cung cấp các dịch vụ quản lý và dự trữ băng tần song hướng. Mỗi GW thoại chịu trách nhiệm cung cấp thông tin liên quan cho GW kia và giám sát tr ạng thái tài nguyên. Quản lý băng tần cuộc gọi VoIP sẽ không thể thực hiện nếu ít nhất một trong các quá trình dành s ẵn tài nguyên bị hỏng. Trong hình trên m ột GW ban đầu (OGW) thiết lập một cuộc g ọi tới một GW cuối (TGW). OGW gửi một bản tin SETUP H.323 t ới TGW để bắt đầu cuộc gọi. Bản tin SETUP này sẽ mang thông tin QoS mà OGW ch ấp nhận cho cuộc gọi đến TGW. TGW trả lời v ới bản tin H.323 CALL PROCEEDING. Cả hai GW này sẽ bắt đầu quá trình yêu cầu dành sẵn nguồn tài nguyên bằng cách gửi m ột bản tin RSVP PATH .Quá trình này là độc lập ở cả hai phía. Cu ộc gọi sẽ không thể thực hiện nếu không nhận được kết quả thông báo quá trình dành sẵn tài nguyên đã thành công (khi TGW nh ận được bản tin RSVP RESV và bản tin RSVP RESV CONFIRMATION). T ại thời điểm này quá trình thiết lập cuộc gọi được tiếp tục và TGW gửi một bản tin H.323 ALRLETING tới OGW để thông báo rằng phía bị gọi đang ở trong trạng thái Alerting. M ột quá trình giải phóng kết nối thông thường diễn ra khi m ột bản tin H.323 RELEASE COMPLETE được gửi từ một phía nào đó sau khi cuộc gọi đã được thiết lập. Tại thời điểm này quá trình gi ải phóng nguồn tài nguyên được thực hiện bằng các bản tin PATH TEAR và RESV TEAR. OGW TGW Call Setup Initiated SETUP CALL PROCEEDING OGWTGW Reservation Initiated PATH OGW TGW Reservation Initiated PATH OGW TGW Reservation Initiated PATH RESV RESV OGW Originating Gateway OGW TGW RESV CONFIRMATION TGW Terminating Gateway H.323 Call Setup Signating RSVP Reservation initiated by TGW Reservation Teardown RSVP Reservation initiated by OGW Initiated RESV TEAR Call Disconnect initiated RELEASE COMPLETE OGWTGW PATHTEAR Reservation Teardown initiated PATHTEAR PATHTEAR Hình 4.6 Xử lý khi quá trình thiết lập RSVP bị hỏng. N ếu ít nhất một quá trình dành sẵn tài nguyên bị lỗi, các GW tho ại cần được cấu hình lại theo các cách sau: 1. GW tho ại có thể thông báo cho User về cuộc gọi bị hỏng hay chuyển mạch sang trạng thái phân tán cuộc gọi. 2. Cu ộc gọi có thể được định tuyến thông qua một tuyến khác. 3. Cu ộc gọi có thể được kết nối với QoS tối thiểu. Trường hợp cuối xảy ra khi phía bị gọi nhận được các thông tin v ề khả năng chấp nhận mức dịch vụ tối thiểu trong bản tin H.323 SETUP. K ẾT LUẬN [...]... hợp dịch vụ trong một thiết bị người sử dụng duy nhất Để làm được điều này cần thay thế mạng chuyển mạch kênh truyền thống bằng một mạng gói linh hoạt hơn trong việc triển khai các dịch vụ mới Điều này sẽ cho phép tiết kiệm tài nguyên mạng và giá thành chi phí dịch vụ cho người sử dụng Cùng với tốc độ phát triển như vũ bão của các công nghệ mới, công nghệ VoIP ra đời đã đánh dấu một bước quan trọng trong. .. dịch vụ cơ bản trong trong mạng thế hệ kế tiếp Có thể nói vấn đề cơ bản trong việc triển khai dịch vụ VoIP vẫn là QoS, các tổ chức viễn thông thế giới vẫn đang tiếp tục nghiên cứu các biện pháp nâng cao chất lượng dịch vụ để đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu của người sử dụng, và nếu giải quyết tốt vấn đề này trong tương lai có thể các mạng PSTN truyền thống có thể được thay thế hoàn toàn bằng các mạng. .. thoại vào mạng nền gói thay cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống Những ưu điểm về giá cả, dịch vụ đã dành được sự chấp nhận của người sử dụng trên toàn thế giới Trong những năm qua, việc số người sử dụng dịch vụ Internet Phone trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng tăng vọt đã cho thấy công nghệ điện thoại VoIP sẽ thay thế dần công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống và dịch vụ VoIP sẽ là dịch . phép RSVP. M ột phương pháp thường được sử dụng trong các sơ đồ VoIP để bảo đảm chất lượng dịch vụ trong đó mức yêu cầu về chất lượng dịch vụ phải được đảm. dữ liệu. Phương pháp xếp hàng này là trọng số trong thiên vị các gói thoại và vẫn hợp lý bởi vì 100 gói d ữ liệu vẫn được gửi đi trước bất kỳ một gói thoại