b. Duy trì nhãn bảo thủ
2.1Tổng quan về kỹ thuật lira lượng
2.1.1 Khái niệm kỹ thuật lưu lượng
Kỹ thuật lưu lượng là quá trình điều khiển cách thức các luồng lưu lượng đi qua mạng nhằm tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và hiệu năng của các liên kết trong mạng. Kỹ thuật lưu lượng tiến hành đo lường, mô hình hóa, đặc trưng hóa các tham số cụ thể của các nguồn tài nguyên trong mạng từ đó điều khiển lưu lượng nhằm sử dụng một cách tối ưu nhất các nguồn tài nguyên này.
Khi triển khai kỹ thuật lưu lượng trong mạng, có hai phương thức triển khai tập trung vào hai mục tiêu như sau: - Kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng (Traffic-Oriented)
- Kỹ thuật lưu lượng hướng tài nguyên (Resource-Oriented)
Kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng bao gồm một loạt các phương thức giải quyết những vấn đề nảy sinh từ yêu cầu đáp ứng chất lượng dịch vụ QoS cho từng loại lưu lượng cụ thể như băng thông, độ trễ, biến động trễ, tỉ lệ mất gói.
Kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng chủ yếu tối ưu hóa hoạt động của mạng trong điều kiện có xảy ra tắc nghẽn cục bộ và tạm thời trong mạng hay nói cách khác là xử lý trong quá trình bùng nổ lưu lượng và tắc nghẽn với thời gian ngắn. Kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng đã được triển khai và phát triển mạnh mẽ trong các mạng IP truyền thống nên các phương thức trên thường được gọi là các kỹ thuật IP QoS .
Kỹ thuật lưu lượng hướng tài nguyên thực hiện đo lường, mô hình hóa, đặc trưng hóa các nguồn tài nguyên trong mạng, từ đó đưa ra phương thức điều khiển cách thức truyền tài luồng lưu lượng tại thời điểm cụ thể nhằm tối ưu hóa hoạt động của mạng. Các nguồn tài nguyên của mạng bao gồm băng thông tối đa, băng thông khả dụng hiện thời, độ trễ đường truyền, biến động trễ, suy hao của đường truyền, năng lực chuyển mạch của thiết bị, tỉ lệ mất gói trung bình,... Trong đó băng thông là một tài nguyên cốt yếu của mạng, do đó chức năng trọng tâm của kỹ thuật lưu lượng hướng tài nguyên là quản lý và đưa ra các phưomg thức điều khiển lưu lượng để sử dụng hiệu quả tài nguyên này.
2.1.2 Bài toán tắc nghẽn và kỹ thuật lưu lượng
Tắc nghẽn là tình huống xảy ra trong mạng khi khả năng truyền tải lưu lượng của mạng không đáp ứng được nhu cầu truyền tải lưu lượng đi qua mạng đó. Tắc nghẽn có thể xảy ra do các nguyên nhân mang tính vật lý như liên kết, node và cũng có thể xảy ra do các nguyên nhân mang tính logic, điều khiển:
• Tắc nghẽn xảy ra trên một liên kết khi tốc độ truyền tải vật lý của liên kết không đáp ứng được dung lượng dữ liệu truyền tải yêu cầu trên liên kết đó. Tắc nghẽn cũng có thể xảy ra trong nội bộ một thiết bị khi năng lực chuyển mạch của thiết bị không đáp ứng được yêu cầu. Năng lực chuyển mạch của thiết bị phụ thuộc vào trường chuyển mạch của thiết bị đó.
• Tắc nghẽn xảy ra khi các dòng lưu lượng được ánh xạ không hiệu quả lên các tài nguyên làm cho một số tập con các tài nguyên luôn luôn phải hoạt động với cường độ tải cao trong khi đó số khác hoạt động rất ít hoặc thậm chí không hoạt động. Tắc nghẽn loại này thường xảy ra do sự hoạt động không tối ưu của các giao thức điều khiển như các giao thức định tuyến, báo hiệu.
Để giải quyết bài toán tắc nghẽn, ta có thể giải quyết theo hai hướng sau:
• Tăng cường dung lượng, tốc độ vật lý của các liên kết, mở rộng năng lực xử lý của các node trên mạng, hoặc ứng dụng các phưomg thức của kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng (Traffic-Oriented).
• Sử dụng kỹ thuật lưu lượng hướng tài nguyên (Resource-Oriented) để điều chỉnh các ánh xạ giữa lưu lượng và tài nguyên trong mạng từ đó cấp phát các tài nguyên sao cho tối ưu và hiệu quả cao.
Hình 2.1: Bài toán tắc nghẽn Trong Topology này có hai đường truyền dữ liệu từ R2 tới R6
•S R2—>R5—>R6 với Total-Cost=45 •/ R2—>R3—>R4—>R6 với Total-Cost=60
Do tất cả các liên kết đều có chung giá trị Cost=15, với cơ chế định tuyến truyền thống dựa trên địa chỉ đích, tất cả các luồng lưu lượng đến từ RI hay R7 mà có đích đến là R6 sẽ đều được R2 truyền tải ra giao diện R2—>R5 do đường truyền này có giá trị Cost tổng cộng nhỏ nhất.
Giả sử tất cả các liên kết đều có tốc độ 155Mbps, các đường truyền có băng thông tối đa là 150Mbps. Nếu lưu lượng truyền tải Rl—>R6 có dung lượng 90Mbps và R7—>R6 có dung lượng lOOMbps, như vậy R2 sẽ cố gắng đưa khối dung lượng tổng cộng 190Mbps xuống đường truyền R2—>R5 tốc độ 150Mbps. Với cơ chế chuyển mạch thông thường R2 sẽ phải hủy một khối dữ liệu dung lượng 40Mbps trong tổng dung lượng đưa xuống vì dung lượng 190Mbps không thể được truyền trên đường 150Mbps một cách “vừa vặn”.
Kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng có thể được triển khai để giảm thiểu khối dung lượng bị hủy nhỏ hơn 40Mbps có phép hủy gói tin có lựa chọn bằng các phương thức hàng đợi, các phương thức giảm thiểu nghẽn, các phương thức điều chỉnh lưu lượng, và các phương thức phân mảnh/chèn.
Với điều kiện bùng nổ lưu lượng tạm thời, kỹ thuật lưu lượng hướng lưu lượng hoàn toàn có thể trở thành một giải pháp họp lý cho mạng, tuy nhiên trong điều kiện bừng nổ lưu lượng thường xuyên xảy ra thì kỹ thuật này không thể giải quyết triệt để vấn đề tắc nghẽn. Kỹ thuật lưu lượng hướng tài nguyên là giải pháp cho vấn đề tắc nghẽn kéo dài hay thường xuyên xảy ra tại một khu vực nào đó trong mạng trong khi các khu vực khác hoạt động dưới hiệu năng khả dụng.