Giao thức RSVP trong ứng dụng QoS trên mạng hỗn hợp cố định và di động

MỤC LỤC

Cơ chế hỗ trợ cho các ứng dụng thời gian thực trong mạng hỗn hợp cố định và di động

Vì thế, nghiên cứu phát triển các giải pháp hỗ trợ các ứng dụng thời gian thực (cũng là các ứng dụng đa phương tiện) và các cơ chế điều khiển nhằm đáp ứng các mục tiêu về hiệu năng cho các loại lưu lượng khác nhau trong khi cho phép sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng là những thách thức và nhu cầu cấp thiết. Mục tiêu hướng tới của bài báo là đưa ra mô hình hệ thống và một cơ chế điều khiển hỗ trợ ứng dụng thời gian thực cùng với những phân tích và đánh giá và thử nghiệm, giúp cho triển khai dịch vụ, quản lý mạng và hỗ trợ, cung cấp các dịch vụ, ứng dụng thời gian thực với chất lượng tốt cho người dùng mạng.

Dịch vụ IntServ

Các lớp dịch vụ: Có hai loại dịch vụ: đảm bảo dịch vụ (Guaranteed Service) và kiểm soát tải (Control load service)

    Cho phép giới hạn thời gian chuyển tiếp các gói dữ liệu đến đích trong một khoảng thời gian nhất định, đảm bảo số dữ liệu không bị loại bỏ khi hàng đợi đầy. Nhược điểm của lớp dịch vụ này là hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng thấp vì nó đòi hỏi mỗi luồng lưu lượng có hàng đợi riêng.

    Kiến trúc Intserv

    • Dịch vụ đảm bảo được định nghĩa để cung cấp mức độ chắc chắn của băng thông, một biên trễ đầu cuối-đầu không đổi, không mất hàng đợi và nó dự kiến cho ứng dụng thời gian thực như thoại và video. Để có thể đạt được các mục tiêu đã đề ra và cung cấp các dịch vụ dự kiến, mô hình Intserv bao gồm rất nhiều các tham số lưu lượng như tốc độ và giới hạn chúng (slack term) cho dịch vụ đảm bảo, tốc độ trung bình và kích cỡ bùng nổ (burst sie) cho dịch vụ tải được điều khiển.

    Mô hình Intserv

    Khi một luồng được thiết lập thì tương ứng với 1 phiên RSVP được thiết lập, điều này dẫn đến một hạn chế là: đối với mạng có lưu lượng cao như mạng ISP hoặc các tổ chức doanh nghiệp lớn thì số lượng luồng có thể lên đến hàng trăm ngàn luồng trong một thời điểm và đẫn đến hiện tượng lãng phí tài nguyên do bandwidth sử dụng để thiết lập kênh RSVP lên rất nhiều (RSVP không phải là luồng thoại mà chỉ là thông tin điều khiển, báo hiệu). Mặc dù InServ là mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ tuyệt đối, từ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end), nhưng nó không linh hoạt và khả năng mở rộng thấp nên thường không được lựa chọn để thực hiện QoS trong mạng có quy mô lớn.

    Ưu và khuyết điểm 1. Ưu điểm

    Khuyết Điểm

    Một luồng được xác định bởi các tham số: địa chỉ IP nguồn, IP đích, cổng nguồn, cổng đích….InServ sử dụng giao thức RSVP (Resource Reservation Protocol) để báo hiệu.  Không linh hoạt và khả năng mở rộng thấp nên thường không được lựa chọn để thực hiện QoS trong mạng có quy mô lớn.

    Giao thức RSVP

    Giới thiệu

    Nghĩa là cần tái báo hiệu trên mạng để làm tươi định kỳ cho nó. Với RSVP, một yêu cầu bị hủy nếu nó được chỉ định xóa khỏi mạng bằng RSVP hay hết thời gian dành riêng (reservation times out).

    Giao thức RSVP 1.Chức năng RSVP

    • Các gói tin RSVP

      Nếu một nút quyết định một sự dành riêng không còn cần thiết trong mạng, nó gửi một thông điệp PathTear dọc theo đường thông điệp Path đã đi và một ResvTear dọc theo đường của Resv. Khi có 1 việc lưu trữ mới đc yêu cầu, mỗi giao điểm phải trả lời 2 câu hỏi: “ có đủ nguồn để đáp ứng yêu cầu này ko” và “ người dùng này có đc cho phép lưu trữ ko” 2 quyết định này dựa trên quyết định “ kiểm soát chính sách “ và quyết định “ kiểm soát quyền hạn”. Mặc dù không có giấy chứng nhận trên toàn cầu, người sử dụng kiểm chứng có thể cung cấp xác thực người sử dụng thực tế trong nhiều trường hợp bằng cách thiết lập một chuỗi sự tin tưởng, sử dụng hop-by-hop mô tả cơ chế toàn vẹn trước đó.

      Đặc biệt, việc sử dụng IPSEC (IP Security) trong luồng dữ liệu đặt ra một vấn đề cho RSVP: nếu vận chuyển và tiêu đề cấp cao hơn được mã hóa, RSVP của số ports không thể được sử dụng để xác định một phiên làm việc hoặc người gửi. Nếu địa chỉ đích không phù hợp bất kỳ giao diện và thông điệp không phải là Path hoặc PathTear, tin nhắn đó phải được chuyển tiếp mà không cần chế biến thêm bằng nút này.  Giả sử một người gửi mới bắt đầu gửi tin nhắn Path (H2) và dữ liệu (H6) đồng thời, và có nhận nhưng không có tin nhắn Resv đến người gửi nào được nêu ra Sau đó, các dữ liệu ban đầu.

      Người gửi có thể giảm nhẹ vấn đề này bằng cách chờ đến của tin nhắn Resv đầu tiên (H5) trước khi nhận bất kỳ thông điệp Path (H3), RSVP sẽ trở lại các thông báo lỗi đến người nhận.

      Hình 3: Router sử dụng giao thức RSVP.
      Hình 3: Router sử dụng giao thức RSVP.

      Các thành phần cơ bản trong giao thức RSVP

        Lọc số kỹ thuật và người gửi mẫu xác định các cặp: (SrcAddress, SrcPort), nơi SrcPort là một UDP / TCP nguồn cổng trường (tức là, một số lượng 16-bit thực tại octet offset 0 trong tiêu đề giao thông). Nguyên datagrams IP cũng dự định sẽ được sử dụng giữa một hệ thống kết thúc và / trước router hop qua, mặc dù nó cũng có thể gói gọn RSVP tin nhắn như UDP datagrams cho các đầu cuối truyền thống, như mô tả tại Phụ lục C. Tuy nhiên, đây không phải kích hoạt gửi một tin nhắn trên giao diện thông qua đó M đến (mà có thể xảy ra nếu việc thực hiện chỉ cần kích hoạt làm mới ngay lập tức cho tất cả các phiên).

        Mặc dù thông điệp RSVP chỉ đường dẫn path hoặc các sự kiện resv có thể được nhận định kỳ, API sẽ làm cho upcall tương ứng không đồng bộ để ứng dụng duy nhất trên sự xuất hiện đầu tiên hoặc khi những thông tin được báo cáo thay đổi. Thay cho việc sử dụng bởi một kết nối thực, chuyên dụng như đường leased line, mỗi VPN sử dụng các kết nối ảo được dẫn đường quaInternet từ mạng riêng của các công ty tới các site hay các nhân viên từ xa. Ở đề tài này ta sử dụng VPN loại Site-to-Site: Bằng việc sử dụng một thiết bị chuyên dụng và cơ chế bảo mật diện rộng, mỗi công ty có thể tạo kết nối với rất nhiều các site qua một mạng công cộng nhưInternet.

        • Extranet-based: Khi một công ty có một mối quan hệ mật thiết với một công ty khác (ví dụ như, một đồng nghiệp, nhà hỗ trợ hay khách hàng), họ có thể xây dựng một mạng extranet VPN để kết nối kiểu mạng Lan với mạng Lan và cho phép các công ty đó có thể làm việc trong một môi trường có chia sẻ tài nguyên.

        Hình : Ba loại mạng riêng ảo.
        Hình : Ba loại mạng riêng ảo.

        Phân Tích Các Gói Tin RSVP

          Length: có độ dài gói tin là 12 được gửi đi để chứng thực 2 phiên kết nối. Length là độ dài gói tin làm tươi với chu kỳ 1 gói là 30000 mili second/goi để gửi thông diệp path hay resv. Dối tượng Hop có tác dụng báo cho router nhận biết rằng sau địa chỉ tiếp theo của router gửi mà gói tin sẽ phải đi qua.

          VD Có 3 router theo thứ tự A, B, C thì giá trị trườngNext Hop của gói tin RIPv2 Update mà B gửi cho A sẽ là địa chỉ của C. Length: có độ dài gói tin là 12 được gửi đi để chứng thực 2 phiên kết nối. Length là độ dài gói tin làm tươi với chu kỳ 1 gói là 30000 ms/goi để gửi thông diệp path hay resv.

          Thực nghiệm ứng dụng trong QoS

          Code cấu hình

          • Thực nghiệm

            Mục tiêu của bài thực nghiệm này là ứng dụng giao thức Resource Reservation Protocol cho QoS và dùng NetMeeting để tố chức cuộc họp thông qua Internet. Chương trình Microsoft NetMeeting cung cấp một phương thức hòan tòan mới trong việc hội thọai , hội nghị và làm việc chung thông qua Internet.  Làm việc chung và chia xẻ tài liệu với nhiều người trên cùng một ứng dụng.

             Xem danh sách các thành viên hiện có mặt trên hệ thống mạng thông qua danh sách SpeedDial.  Sử dụng trình Whiteboard để vẽ và diễn tả ý tưởng của mình trong cuộc hội thảo.

            Các bước thực hiện

            - debug ip rsvp detail: hiển thị chi tiết băng thông của giao thức RSVP đã cấu hình. - debug ip rsvp Path: hiển thị chi tiết nội dụng của gói tin Path được gửi đi qua các node. - Trao đổi thông tin giữa 2 PC và ta thu được kết quả thực nghiệm Demo.

            Kết luận khi chưa dùng RSVP thì tín hiệu không tốt khi mạng bị nghẽn. Bước 2: Ta áp dụng RSVP vào thì tín hiệu tốt hơn, âm thanh ít bị đứt quản.

            Hình 11: Giao diện telnel của Router Reservation.
            Hình 11: Giao diện telnel của Router Reservation.