Chất lượng dịch vụ trong mạng lưới thế hệ mới NGN: Nguyên tắc, lộ trình và phương thức hỗ trợ
MỤC LỤC
Mô hình tham khảo của một số hãng và tổ chức quốc tế
- SURPASS hiA là hệ thống truy nhập đa dịch vụ (Multi – Service Access) nằm ở lớp truy nhập của NGN, phục vụ cho truy nhập thoại, xDSL và các dịch vụ số liệu trên một nền duy nhất để cung cấp các giảI pháp truy nhập, SURPASS hiA có thể kết hợp với các tổng đài PSTN EWSD hiện có qua giao diện V5.2, cũng như cùng với SURPASS hiQ tạo nên mạng thế hệ mới. Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức độ như dịch vụ mạng thông minh IN, trả tiền trước, dịch vụ giá trị gia tăng Internet cho khách hàng thông qua lớp điều khiển v.v… Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic dịch vụ của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác sẽ được điều khiển từ lớp điều khiển như trường hợp dịch vụ thoại truyền thống.
Nguyên tắc tổ chức NGN Việt Nam
Nguyên tắc chung 1. Công nghệ
Với cách tổ chức cung cấp dịch vụ thông tin theo địa bàn hành chính tỉnh/thành phố như hiện nay, mã vùng tương ứng với mã tỉnh/thành phố, ngoại trừ Hà nội (mã 04) và Thành phố Hồ Chí Minh (mã 08) và một số tỉnh/thành trọng điểm khác, mỗi vùng tương ứng với mỗi tỉnh/thành phố, vẫn còn lại một số tỉnh có số lượng thuê bao và lưu lượng không lớn nhưng vẫn hình thành mạng riêng theo địa bàn hành chính. Tiến tới mạng thế hệ mới và đứng trước xu thế phát triển cạnh tranh và hội nhập, bên cạnh việc áp dụng các công nghệ mới cần có cải tiến trong cách thức cung cấp dịch vụ viễn thông và tổ chức khai thác một cách hợp lý để có thể phát huy được các tính năng ưu việt của mạng thế hệ mới, đem lại nhiều loại hình dịch vụ chất lượng phù hợp đối với người sử dụng, đồng thời đem lại lợi ích và hiệu suất cao cho nhà khai thác.
Mô hình chức năng NGN Việt Nam
- Các node truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ được kết nối đến node chuyển mạch đường trục (qua các node chuyển mạch nội vùng) của vùng đó mà không được kết nối đến node đường trục của vùng khác. Điểm kết nối NGN với các node truy nhập mạng Internet POP độc lập cho thuê bao truy nhập gián tiếp được thực hiện tại node ATM+IP nội vùng thông qua giao tiếp ở mức LAN.
Lộ trình chuyển đổi mạng viễn thông Việt Nam đến 2010
Nguyên tắc thực hiện
Đối với vệ tinh của tổng đài Host PSTN có tích hợp tính năng truy nhập Internet POP thì điểm kết nối được thực hiện tại bộ tập trung ATM hoặc các node ATM+IP nội vùng.
Lộ trình chuyển đổi
Lớp Chuyển tải Lớp truy nhập Chuyển mạch lớp biên Chuyển mạch lớp Core POTS ISDN IP ATM FR LL Vùng mạng M.Trung Vùng mạng M.Bắc Vùng mạng Hà Nội Tới các tổng đài HOST lớp truy nhập Vùng mạng M.Nam Vùng mạng TP.HCM Plane 1 Plane 2 Mạng Gateway Tơí các Node chuyển mạch biên ATM/IP ATM/IP ATM/IP ATM/IP Toll TDM Toll TDM Toll TDM ATM/IP ATM/IP Toll TDM WDM/ DWDM/ Sợi quang. + Thay thế dần dần các tổng đài TDM ( Host và vệtinh ) cũ bằng các thiết bị truy nhập ATM/IP kết nối về các Multiservice Switch. Ưu tiên phát triển mạng truy nhập đa dịch vụ công nghệ mới tại các vùng mạng trung tâm thành phố, khu công nghệ cao, khu công nghiệp. - Phát triển lớp mạng điều khiển để phù hợp với cấu trúc 2 mặt phẳng chuyển mạch ATM/IP, mỗi mặt phẳng có đầy đủ 5 node chuyển mạch ATM/IP Core - Hoàn thiện các chức năng điều khiển theo các chuẩn để xử lý và chuyển tải các. loại hình dịch vụ khác nhau cho 5 vùng lưu lượng. d) Lớp ứng dụng dịch vụ.
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG NGN
- Các thông số kỹ thuật của QoS
- QoS trong NGN
- Sự hoạt động của các thiết bị đầu cuối, sự hoạt động của mạng, và sự hoạt động của các phần tử mạng: các hãng sản xuất thiết bị trên thế giới cũng đã tập trung vào vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ trong các sản phẩm của mình, đó là một ưu thế cạnh tranh quan trọng. Giao thức IP không có khả năng cung cấp các cơ chế nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ, nó chỉ cung cấp được cái gọi là dịch vụ “nỗ lực tối đa”, mà thực chất là dịch vụ truyền gói tin nhưng không quan tâm đến khi nào gói tin sẽ đến đích cũng như có bao nhiêu gói tin có thể đến đích.
MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC HỖ TRỢ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG NGN
Kiến trúc chung của router
Một kiến trúc CQS được yêu cầu tại tất cả các điểm nghẽn; có hoặc không có trong mạng hay router tuy nhiên kiến trúc router cũng có thể có điểm nghẽn nội (chẳng hạn tại đầu vào trường chuyển mạch hoặc mặt bằng phía sau) và cũng phải cung cấp hàng đợi và thời gian biểu khác biệt tại tất cả các điểm này. Thường là hàng triệu tìm kiếm trên một giây trong thiết kế router đầu cuối cao – như vậy các vấn đề liên quan không còn là vấn đề quan trọng (ví dụ như “tìm kiếm IP định tuyến tốc độ cao có sắp xếp” [FASTIP1] và “bảng chuyển tiếp nhỏ cho tìm kiếm định tuyến nhanh”.
Phân loại gói tin
Bước này đòi hỏi một khoá phân loại bao gồm trường địa chỉ IP nguồn và đích (để nhận dạng các điểm đầu cuối tham gia), trường giao thức (chỉ ra có hay không có trường tải tin TCP, UDP hoặc giao thức khác), và các chỉ số cổng nguồn và đích TCP/UDP (chỉ ra các ứng dụng, đảm nhận phần tải tin là TCP hoặc UDP). Trong ví dụ trước chúng ta có thể nói rằng quy tắc chính xác hơn sẽ có quyền ưu tiên hơn (trong trường hợp này là quy tắc hai), và chắc chắn sẽ được lựa chọn. Tuy nhiên các quy tắc chồng chéo không phải bao giờ cũng dễ dàng được biểu thị chính xác hơn hoặc kém hơn. Xem hai quy tắc sau đây:. Nhưng quy tắc nào chính xác hơn? Thông tin thêm vào phải được cấu hình trong router để hướng dẫn việc xử lý phân loại, như nó cố gắng quyết định quy tắc quan hệ để sử dụng để xác định trường hợp gói tiếp theo. d) Phân loại đa trường có thể thêm trường DiffServ.
Kiểm soát và đánh dấu
Một cách lựa chọn là một router có thể dùng một bộ xử lý phân loại hai tầng trong đó sự phân loại ban đầu thiết lập trường hợp trong tầng nào để giải thích nội dung của trường DiffServ (có thể tạo miền DiffServ ảo có ý nghĩa trường DiffServ khác). Điểm cuối cùng được xem xét nó có hoặc không có bộ đo đếm các gói như là các khối nguyên tử hay như là số byte qua bộ đếm (trong các khối gói - một gói ở trong hồ sơ khi mà có nhiều thẻ bài trong thùng hơn số byte trong gói).
Quản lý hàng đợi
Độ chiếm dụng trung bình của một hàng đợi (được đo trong vài khoảng thời gian gần đây) là một vấn đề quan trọng khi một hàng đợi được chia sẻ bởi nhiều luồng lưu lượng bởi vì độ chiếm dụng trung bình ảnh hưởng đến trễ trải qua bởi tất cả các gói đi qua hàng đợi đó. Một bộ quản lý hàng đợi cần tiếp tục cung cấp phản hồi đến giao thức truyền tải để giảm độ chiếm dụng dài hạn. Cần có một hệ thống điều khiển phản hồi không tích cực mà trong đó khả năng phản hồi là một vài chức năng của độ chiếm dụng hàng đợi. Về nguyên tắc có thể áp dụng phản hồi theo hai cách:. - Đánh dấu trong các gói. - Loại bỏ các gói. Đánh dấu trong các gói yêu cầu giao thức truyền tải tác động lại để nhận được các gói bị đánh dấu bởi sự tránh nghẽn ban đầu. Thực tế là việc loại bỏ được đề cập đến trong mạng IP, bởi vì TCP sử dụng các gói mất để khơi mào phương thức tránh nghẽn của nó. Sự loại bỏ gói cũng có một lợi ích bên cạnh hiệu quả làm giảm tải đường xuống ngay lập tức. a) Thông báo nghẽn cụ thể. Ít nhất một đại diện router chính sử dụng trường ưu tiên IPv4 để lựa chọn tám tham số minth, maxth, và maxp cho thuật toán RED (mặc dù không có tham số Wq cho hàm EWMA) liên quan tới sơ đồ WRED. b) Phát hiện sớm ngẫu nhiên với đầu vào/ đầu ra. Một liên quan tới WRED là RED với một bít vào ra [RIO] cũng sử dụng sử đánh dấu gói để giảm nhẹ RED trên cơ sở từ gói tới gói RIO thừa nhận các gói đã đi qua một bộ đấnh dấu đường lên với một bít đơn trong tiêu đề gói để chỉ ra bộ đánh dấu tìm thấy hay không gói nằm trong hoặc ngoài hồ sơ. RIO khác với WRED ở chỗ nó làm giảm chức năng EWMA trên cơ sở đánh dấu gói. Mục trên của RIO là phân biệt dựa vào các gói ngoài trong suốt thời gian nghẽn. Như vậy nó không chạy bằng hai thuật toán chiếm dụng EWMA song song cùng nhau trong cùng hàng đợi – Qavg IN cho các gói bên trong và Qavg OUT cho các gói bên ngoài. Tương tự hình 3.13 hai thiết lập của minth, maxth và maxP đều có mặt - một cho các gói bên trong và một cho các gói bên ngoài. Thông thường minth và maxth cho các gói bên ngoài thấp hơn cho các gói bên trong. Trái lại maxP cho các gói bên ngoài lại cao hơn cho các gói bên trong. Điểm xử lý khác nhau là ở trong việc sử dụng hai giá trị độ chiếm dụng hàng đợi di chuyển trung bình riêng biệt. Khi tính toán một khả năng loại bỏ các gói, độ chiếm dụng hàng đợi đã thực hiện từ Qavg IN, ngược lại với các gói ngoài hàng đợi thì độ chiếm dụng hàng đợi được lấy từ Qavg OUT. Qavg IN dựa trên độ chiếm dụng trung bình các gói bên trong riêng lẻ, trái lại với Qavg OUT dựa trên độ chiếm dụng tổng trung bình của các gói cả trong và ngoài. Một hệ quả của thiết kế này là không chỉ đường cong đặc trưng cho các gói bên ngoài xâm chiếm thêm mà mức trung bình của các gói ngoài đến nơi cũng tăng theo đáp ứng lại cả hai luồng lưu lượng trong và ngoài hàng đợi. Tuy nhiên số lượng gói bên ngoài đi qua hàng đợi không tác động đến khả năng loại bỏ gói. Nhân tố này thực hiện một vài cách ngăn ngừa chống sự bùng nổ gói bên ngoài từ sự khai mào tránh nghẽn không cần thiết trên các luồng mà các gói còn lưu giữ lại trong hồ sơ. c) Phát hiệm sớm ngẫu nhiên thích ứng.
Lập lịch
Mộ hệ thống cho phép hàng đợi làm rỗng nhanh tới mức có thể (được giới hạn bởi tốc dộ dòng đầu ra hoặc tốc độ truyền dẫn của tầng chuyển mạch ) thấy một sự tăng lên trong sự bùng nổ đường xuống của lưu lượng chuyển qua hàng đợi đó. Thậm chí nếu nguồn lưu lượng truyền thống đang truyền gói tại tốc độ ổn định tương đối thì sự hoà hợp của nhiều nguồn bùng nổ không đáng kể đi qua nhang tới mức có thể được mà. các điểm đạt được trong sự tăng bùng nổ. Các bùng nổ thêm vào này có thể dẫn tới việc kiểm soát không cần thiết, sự xâm chiếm quản lý hàng đợi tích cực, hoặc chắc chắn hàng đợi tràn luồng xuống. Định hướng có thể cũng giúp cân bằng mong muốn khác nhau. Nếu khách hàng thường xuyên nhận tín hiệu tốt hơn băng thông đảm bảo cực tiểu, thì một nhận thức xuất phát từ bên ngoài khách hàng bắt đầu kết hợp hoạt động truyền thống mà họ đang trả chi phí. Nếu sức chứa để dành luôn co hẹp lại, khách hàng sẽ nhận hoạt động edge – to – edge kết thúc tốc độ đảm bảo và giống như được nhận ra sự thay đổi này như một sự xuống cấp. Định hướng tôc độ ưu tiên từ thời gian kết nối khách hàng giup định hướng hy vọng khả năng dài hạn của dịch vụ. b) Bộ lập lịch và gáo rò. Trong WRR hàng đợi được phục vụ cho tới khi một gói được gửi đạt số byte phải gửi (Bsen) qua giới hạn cho phép của hàng đợi (vẫn là QN+DN). Tuy nhiên, độ chênh lệch bây giờ là một giá trị ngược lại và hoạt động làm giảm số byte hàng đợi có thể truyền trong thời gian tiếp theo. Giống với DRR lượng tử cho mỗi hàng đợi có thể được sử dụng để thiết lập chia sẻ băng thông cân đối. b) Fair Queuing và Weighted Fair Queuing.
Một số mô hình và giao thức hỗ trợ QoS trong NGN 1. Giao thức dự trữ tài nguyên (RSVP)
Tương tự như DiffSer, MPLS cũng hỗ trợ chất lượng dịch vụ trên cơ sở phân loại các luồng lưu lượng theo các tiêu chí như độ trễ, băng tần… Đầu tiên tại biên của mạng, luồng lưu lượng của người dùng được nhận dạng (bằng việc phân tích một số trường hợp trong mào đầu của gói) và chuyển các luồng lưu lượng đó trong các LSP riêng với thuộc tính COS hay QoS của nó. MPLS là công nghệ đóng vai trò quan trọng chiến lược cho quản lý lưu lượng bởi nó có khả năng cung cấp đa số các chức năng của mô hình Overlay theo kiểu tích hợp với giá thấp hơn so với các kỹ thuật khác hiện nay, Cũng quan trọng không kém là MPLS cung cấp khả năng điều khiển tự động các chức năng quản lý lưu lượng.
