M ột số khâi niệm trong định tuyến rặng buộc để hỗ trợ chất lượng dịch vụ như tốc độ đỉnh, tốc độ cam kết, kích thước chùm vượt trội.
4.1.1.1. Tốc độ đỉnh
Tố độ đinh lă tốc độ tối đa m ă lưu lưọTig gửi đến CR-LSP. Tốc độ đỉnh hữu ích trong lúc cấp phât tăi nguyín. Nếu việc cấp phât tăi nguyín ừong miền MPLS dựa văo tốc độ đinh thì giâ trị năy sẽ bị cưỡng chế ngay tại ngõ văo miền MPLS.
4.1.1.2. Tốc độ cam kết
90 Chuyển mạch nhên đa giao thức MPLS
4.1.1.3. Kích thước chùm vượt trội
Được sử dụng tại ngõ văo của miền MPLS để điều chỉnh lưu lượng vă dùng để đo mức luxi lượng của CR-LSP khi vượt quâ tốc độ cam kết, bộ điều chỉnh lưu lượng có thể cho qua, đânh dấu hay xóa đi tuỳ thuộc văo miền MPLS.
4.1.1.4. Token B ucket tốc độ đỉnh
Tốc độ đỉnh của CR-LSP được gọi bằng thuật ngữ token bucket p với tốc độ thẻ băi (token rate) PDR vă kích thước gâo tìiẻ băi (token bucket) cực đại lă PBS.
Token bucket p ban đầu (ứiời điểm 0) đầy, bộ đếm thẻ Tp(0) = PBS. Sau đó, nếu bộ đếm thẻ Tp nhỏ hơn PHB, sẽ được tăng PDR mỗi giđy. Khi một gói tin có kích thước B đến tại thời điểm t:
If (Tp(t)-B >=0) then (Gói tin không vượt quâ tốc độ đỉnh vă Tp bị trừ một lượng B) else (Gói tin vượt quâ tốc độ đỉnh vă Tp không giảm)
end i f
Dựa văo quy định trín, một giâ trị xâc định dương của PDR hay PBS cho thấy rằng câc gói tin đến không bao giờ vượt quâ tốc độ đinh.
4 A ,L 5. Token B ucket tốc độ cam kết
Tốc độ cam kết của CR-LSP được xâc định bằng thuật ngữ token bucket c với một tốc độ cam kết CDR. Lưu lượng vượt quâ tốc độ cam kết được xâc định bằng token bucket E, hoạt động tại tốc độ CDR. Kích thước cực đại của token bucket c lă CBS vă của token bucket E lă EBS.
Token bucket c vă E ban đầu đầy, tức Tc(0) = CBS vă Te(0) = EBS. Sau đó, bộ đĩm thỉ Tc vă Te được cập nhật CDR lần mỗi giđy như sau:
If (Tc<CBS) then (Tc được tăng 1) else
If (Nếu Te<EBS) then {Te đuợc tâng 1) else (Că Tc vă Te đều không tăng)
end if end if
Khi một gói tin có kích thước B đến tại thòi điểm t:
If (Tc(t)-B>0) then (Gói tin không vượt quâ tốc độ cam kết vă Tc bị giảm đi B) else
If (Te(t)-B>0) then (Gói tin vượt quâ tốc độ cam kết nhưng vẫn chưa vượt quâ EBS vă Te bị giâm đi B) else (Gói tin vượt quâ tốc độ cam kết vă kích thước c hùm vượt trội, câ Tc vă Te đều không giâm)
end if end if
Trọng số xâc định mức chia sẻ tương đối của câc CR-LSP cho băng thông vượt trội có thể so với tốc độ cam kết. Khâi niệm năy khâc so với khâi niệm trọng số trong hăng đợi cđn bằng trọng lượng.
4 ,L I.6 , Bộ đo tốc độ trung bình
Bộ đo tốc độ trung bình đo tốc độ gói được gửi đến bộ đo trong một khoảng thời gian xâc định, ví dụ 1000 gói tin mỗi giđy cho một khoảng câch một giđy. Nếu số gói đến giữa
thòi điểm T vă T-1 giđy không vưọt quâ 1000 gói được xem lă phù hợp, nếu không nó bị xem lă không phù họp.
4.1.1.7. B ộ đo trung bình vận chuyển có trọng số theo hăm m ũ
Bộ đo EW MA được biểu diễn như sau:
Avg(n+1) = (1-Gain) * avg{n) + Gain * actual(n+1)
T(n+1) = t{n) + A (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Với n lă số gói tin, actual(n) vă avg(n) xâc định số byte của gói tin đến trong khoảng thòi gian lấy mẫu A.
Gain điều khiển tần số đâp ứng của bộ lọc thông thấp. Một gói tin đến có tốc độ trung bình vượt quâ tốc độ Average được định nghĩa trước thì bị xem lă không phù họp. Do đó, gói tin đển tại thời điểm t(m);
If (avg {m) >AverageRate) then {Không phù hợp) else (Phù hợp)
End if
4.1.1.8. Bộ đo Token B ucket
Bộ đo Token Bucket tương tự như Token Bucket ATM. TB bao gồm ba tham số sau: tốc độ trung bình, tốc độ đinh vă kích thước chùm. Bộ đo so sânh tốc độ gói tin đến với tốc độ trung bình bằng câch cộng dồn số byte token trong bucket. Gói tin đến có chiều dăi L được xem lă phù họp nếu luôn có sẵn L token ữong bucket tại thời điểm gói tin đến.
Có thể thực hiện mô tónh token bucket có nhiều hơn một kích thước chùm vă câc mức phù hợp, ví dụ hai kích thước chùm vă ba mức phù hợp, được gọi lă bộ đo token bucket hai mức, tương tự như hồ sơ chùm cam kết (Bc) vă chùm vượt txội (Be) của Frame Relay.
4.L1.9. Ví d ụ WFQ vă luồng M P LS
W FQ cung cấp băng thông cho câc luồng MPLS khâc nhau, nó gân trọng số (mức ưu tiín) cho mỗi luồng vă xâc định thứ tự chuyển vận của gói trong hăng đợi. Như trong hình 4.1, dung lượng 155,52 Mb/s chấp nhận tối đa 353.207 tế băo ATM trong một giđy. Hăng đợi năy cho phĩp 8 mức ưu tiín, do IP TOS vă EXP trong tiíu đề chỉn thím có 3 bit. Ta thấy có 8 hăng đợi được phục vụ mỗi giđy. Dựa trín những trọng số được gân cho 8 hăng đợi, n tể băo sẽ được trích từ mỗi hăng đợi vă chuyển đến liín kết SONET với giới hạn lă 353.207 tế băo cho mỗi chu kì phục vụ một giđy. Giả sử phục vụ một luồng đơn cho mỗi hăng đợi, mỗi luồng nhận một phần băng thông dựa theo sự phđn phối như sau
Tổng ttọng số: 8+7+6+5+4+3+2+1 = 36
Luồng MPLS trong hăng đợi có mức ưu tiín cao nhất được phục vụ 8/36 trong tổng băng thông. Luồng MPLS trong hăng đợi có mức uu tiín thấp nhất được phục vụ 1/36 trong tổng băng thông, chuyển sang phần trăm lă 22.2% vă 2.7%
Do đó, luồng A có 78.411 tế băo được trích từ hăng đợi trong suốt chu kì phục vụ, chiếm gần một phần tư tổng dung lượng của liín kết. Luồng có mức ưu tiín thấp nhất có 9.536 tế băo được phục vụ. Lưu ý rằng mỗi luồng chứa nhiều hơn raột luồng lưu lượng của người dùng cuối vă một trong câc mục đích của MPLS lă kết tập luồng.
W FQ có thể được hiện thực linh hoạt hơn. Giả sử có nhiều luồng liín quan đến tâm lóp lưu lượng vă mong muốn đưọc cấp phât băng thông một câch công bằng giữa câc luồng
92 Chuyển mạch nhên đa giao thức MPLS
năy. Giả sử lớp chuyển tiếp tương đương (vă luồng liín quan) được suy từ nhên MPLS vă trường EXP, do đó ta có thể định nghĩa nhiều luồng.
H ình 4,1: Hăng đợi cđn bằng trọng lượng WFQ vă MPLS.
H ình 4.2: Đa luồng MPLS cho mỗi lớp lưu ỉượng.
Như trong hình 4.2, bốn luồng được gắn mức UTI tiín 5, hai luồng có mức ưu tiín 4 vă một luồng với câc mức còn lại. Tổng trọng số 8+7+6+5(4)+4(2)+3+2+l = 55. Mỗi luồng trong nhóm có mức ưu tiín 5 sẽ chiếm 5/55 băng thông tổng cộng (32.109 tế băo cho mỗi luồng ứong một giđy), mỗi luồng trong nhóm có mức un tiín 4 sẽ chiếm 4/55 băng thông tổng cộng (25.687 tế băo cho mỗi luồng trong raột g iđ y )...
Với câc router Cisco, ta có thể cấu hình số hăng đợi với WFQ. Mỗi hăng đợi tương ứng với một luồng khâc nhau. Do đó, mỗi luồng trong bốn luồng có mức ưu tiín 5 như ví dụ ù-ín sẽ được đặt trong câc hăng đợi khâc nhau (tức bốn hăng đợi, mỗi hăng đợi có trọng số lă 5) nhưng vẫn nhận được mức phục vụ như nhau.
4.1.2. Dịch vụ tích họp
Cấu trúc dịch vụ tích hợp IntServ được định nghĩa bời IETF nhằm mục đích đưa Internet thănh cơ sờ hạ tầng cho câc dịch vụ tích hợp hỗ ữợ truyền thông tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu thời gian thực cũng như câc dữ liệu truyền thống. Câc tăi nguyín mạng được phđn chia tùy theo câc yíu cầu QoS cụ thể. Giao thức RSVP lă một phần của cấu trúc IntServ. QoS của mỗi luồng lưu lượng được đảm bảo nhờ cơ chế điều khiển lưu lượng, bao gồm phđn loại gói, điều khiển chấp nhận, lập lịch phât gói, điều khiển chính sâch.
M ô hình dịch vụ tích hợp (Intergrated Service) được IETF giới thiệu văo giữa thập niín 90 với mục đích hỗ trợ chất lương dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối. Câc ứng dụng sẽ nhận được băng thông đúng yíu cầu vă truyền dữ liệu đi ữong mạng với độ trễ cho phĩp.
Người ta cũng định nghĩa RSVP (Resource Reservation Protocol), giao thức năy, trín thực tế, lă giao thức duy nhất dùng để bâo hiệu cho mô hình dịch vụ tích hợp (IntServ). Vì thể đôi lúc ngưòd ta thưòng lầm lẫn dùng RSVP để nói về IntServ. Thực chất, IntServ lă kiến trúc hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS cho mạng còn RSVP lă giao thức bâo hiệu cho IntServ.
Ngoăi một giao thức bâo hiệu, mô hình dịch vụ tích hợp còn định nghĩa thím một số lớp dịch vụ.
Một ứng dụng sẽ xâc định đặc tính của luồng lưu lượng mă nó đưa văo mạng đồng thời xâc định một số yíu cầu về mức dịch vụ mạng. Đặc tính của lưu lượng được gọi lă TSpec (Traffic Specification), yíu cầu mức chất lưọng dịch vụ lă RSpec (Request Specification). Vì thế câc bộ định tuyến (Router), chuyển mạch (Switch) phải có khả năng thực hiện những công việc sau:
• Kiểm soât (Policing): kiểm tra TSpec của luồng lun lượng. Nếu không phù hợp thì loại bỏ luồng.
• Điều khiển chấp nhận (Admission control): kiểm tra xem tăi nguyín mạng có đâp ứng được yíu cầu của ứng dụng hay không. Nếu không thể, mạng sẽ từ chối.
• Phđn lớp (Classification): phđn loại gói dữ liệu căn cứ văo yíu cầu mức chất lượng dịch vụ của gói.
• Hăng đợi vă lập lịch (Queuing and Scheduling): đưa gói dữ liệu văo hăng đợi tương ứng vă quyết định sẽ hủy bỏ gói dữ liệu năo khi xảy ra xung đột.
4,1,2.1. Giao thức dănh trước tăi nguyín m ạng R SV P (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
RSVP lă giao thức bâo hiệu dùng để thiết lập sự dự phòng về chất lưọrng dịch vụ ữong mạng internet. RSVP hỗ trợ chất lượng dịch vụ bằng câch yíu cầu câc router phải thống nhất dănh riíng tăi nguyín (như băng thông) cho mỗi giao thông giữa một cặp điểm đầu cuối, tức trước khi dữ liệu được gửi đi, câc điểm đầu cuối phải gửi yíu cầu xâc định lượng tăi nguyín cần thiết vă tất cả câc router dọc theo con đường phải cùng thống nhất cung cấp tăi nguyín năy, cơ chế năy được xem như lă một dạng cùa bâo hiệu. Khi gói tin di chuyển, router cần theo dõi vă kiểm soât việc di chuyển để đảm bảo lượng lưu lượng gửi đi
không vượt quâ khối lượng đê xâc định vă thiết lập chính sâch lập hăng đợi để đảm bảo cho việc gửi gói đều đặn (do giao thông trín mạng thưòĩig trồi sụt thất thường, như một luồng tốc độ trung bình lă 1 Mbps có thể có lưu lượng 2 Mb trong văi ms vă kế tiếp chẳng có dữ liệu năo cả. Router có thể ổn định độ trồi sụt bằng câc hăng đọi tạm thời cho câc gói tin vă gửi chúng theo mức ổn định lă 1 Mbps).
RSVP đảm bảo hoạt động hiệu quả bằng câch dự phòng tăi nguyín cần thiết tại mỗi nút ữạm tham gia để hỗ trợ luồng lưu lượng. IP lă giao thức phi kết nối, không thiết lập con đưòng cho luồng lưu lượng trong khi RSVP thiết lập con đưòng năy vă đảm bảo băng thông cho con đưòíig năy. RSVP không cung cấp câc hoạt động định tuyển mă dựa văo IPv4 hay IPv6 lăm cơ chế chuyển vận (như ICMP, IGMP) với câc thủ tục unicast hay multicast. Nó đòi hỏi ngứòi nhận yíu cầu QoS cho luồng, ứ n g dụng người nhận phải xâc định thông số QoS mă sau đó được chuyển cho RSVP. Sau khi phđn tích yíu cầu, RSVP sẽ gửi thông điệp đến nút tham gia trong luồng dữ liệu.
RSVP lă giao thức bâo hiệu cung cấp thủ tục để thiết lập vă điều khiển quâ trình chiếm giữ tăi nguyín, hay nói câch khâc RSVP lă giao thức cho phĩp câc chương trình ứng dụng thông bâo cho mạng biết những yíu cầu về mức chất lượng dịch vụ vă mạng sẽ phúc đâp lại chấp nhận hoặc không chấp nhận yíu cầu đó.
Câc bản tin RSVP được câc router hoặc câc switch trín liín kết giữa hai đầu cuối gửi vă nhận trao đổi vơí nhau để đâp ứng yíu cầu về mức chất lượng dìch vụ của ứng dụng.
Giao thức RSVP có hai bản tin cơ bản: bản tin Path vă bản tin RESV. Bản tin Path mang thông tin về đặc tả luồng lưu lượng TSpec vă câc thông tin như địa chỉ IP của nút gửi, nút nhận, chỉ số cổng (port) UDP. Vă khi nhận được bản tin Path, nút mạng đích sẽ gửi lại bản tin RESV. Bản tin RESV sẽ gửi kỉm theo phần mô tả yíu cầu RSPEC (Request Specification) chi định kiểu dịch vụ tích hợp lă kiểm soât tải hay đảm bảo dịch vụ, ngoăi ra còn có dấu hiệu nhận dạng luồng (flow descriptor) mă mỗi bộ định tuyến dùng để nhận diện mỗi phiín chiếm giữ tăi nguyín.
Khi nhận được bản tin RESV, mỗi bộ định tuyến trung gian sẽ tiến hănh quâ trình điều khiển chấp nhận (admission control). Nếu yíu cầu không được chấp nhận do không đủ tăi nguyín mạng thì bô định tuyến sẽ bâo lỗi về phía đầu thu. Nếu yíu cầu được chấp nhận thì bộ định tuyến sẽ gửi bản tin RESV đến cho bộ định tuyến (router) đê gửi bản tin Path cho nó.
Đối với trưòng họp điểm_đa điểm (multicast) sẽ có nhiều phức tạp hơn bời vì sẽ có nhiều yíu cầu về mức chất lượng dịch vụ cho luồng lưu lượng xuất phât từ những đầu thu khâc nhau. Vì vậy MPLS tập trung hoăn toăn văo những ứng dụng unicast của RSVP.
Ngoăi ra RSVP lă một giao thức mềm, có nghĩa lă câc bản tin Path vă RESV sẽ được gửi lại sau những khoảng thời gian nhất định để có thể duy ứì lđu dăi sự chiếm giữ tăi nguyín. Nếu sau khoảng thời gian năy không có bản tin năo gửi đi, sự dự trữ tăi nguyín sẽ bị xoâ bỏ. Điều năy có một số ưu điểm vă nhược điểm sẽ được trình băy sau.
M ặt khâc lưu lượng RSVP có thể đi qua câc bộ định tuyến không có hỗ trợ RSVP. Tại những bộ định tuyến năy, dịch vụ sẽ được phục vụ theo mô hình “nỗ lực tối đa”.
Nói tóm lại, giao thức RSVP đóng vai trò quan ừọng trong quâ trình triển khai việc chuyển tải nhiều dịch vụ như đm thanh (audio), hình ảnh (video), dữ liệu ưong cùng một hạ
tầng mạng. Câc ứng dụng có thể lựa chọn nhiều mức chất lượng dịch vụ khâc nhau cho luồng luTi lượng của mình.
4 .L 2 2 . Câc thănh p hần của R SV P
H ình 4.3: Cơ chế hoạt động cùa RSVP.
Host ứng dụng Bộ phđn loại Tiến trình RSVP Điều khiển chính sâch Điều khiển chấp nhận Điều phối gói Dữ lỉệu Router Thông điệp RSVP Tiến trình định tuyến Bộ phđn ioại Tiến trình RSVP Thông điệp RSVP Điều khiển chính sâch Điều khiển chấp nhận Điều phối gói Dử liệu
Trong hình 4.3, bộ điều khiển lưu lượng RSVP gồm bộ phđn loại, điều khiển chấp nhận, điều phối gói (hay một số cơ chế phụ thuộc tầng liín kết để xâc định khi năo gói được chuyển tiếp), điều khiển chính sâch.
Bộ phđn loại xâc định lớp QoS (vă tuyến) cho mỗi gói, dựa trín tiíu đề lóp IP vă chuyển vận. Với mỗi giao tiếp ngõ ra, bộ điều phối hay cơ chế phụ thuộc tầng liín kết sẽ thực hiện câc cam kết QoS theo câc mô hình phục vụ được định nghĩa bởi câc nhóm lăm việc IntServ.
Bộ điều khiển chấp nhận bao gồm thuật toân quyết định mă router sử dụng để xâc định xem có đủ tăi nguyín để chấp nhận QoS được yíu cầu cho một luồng mói. Nếu không có đù nguồn định tuyến rỗi thì luồng mới sẽ bị từ chối. Nếu luồng được chấp nhận thì router sẽ phđn công cho bộ phđn loại gói vă bộ điều phối gói.
Bộ điều phối gói quản lí việc chuyển tiếp câc luồng gói khâc nhau trong câc host vă router, dựa văo câc lớp dịch vụ của chúng, sử dụng câc câch quăn lí hăng đợi vă câc thuật toân phđn loại khâc nhau. Điều phối gói đảm bảo sự phđn phối gói tin phù hợp với QoS của mỗi luồng, được thực hiện khi câc gói đê được xếp hăng. Đặc tính năy phù hợp giao thức mức liín kết.
Trong giai đoạn thiết lập, yíu cầu chất lượng dịch vụ được chuyển qua hai module quyết định cục bộ lă bộ điều khiển cho phĩp vă điều khiển chính sâch. Điều khiển cho phĩp