MÔ HÌNH ỨNG DỤNG ðẢ M BẢO QOS IP
3.1.1 Các yêu cầu chức năng chung của IntServ.
Mô hình dịch vụ tích hợp IntServ ñề xuất hai lớp dịch vụ bổ sung cho các dịch vụ IP truyền thống gồm:
Dịch vụ bảo ñảm GS cho ứng dụng yêu cầu giới hạn trễ và băng thông. Dịch vụ ñiều khiển tải CL cho ứng dụng yêu cầu ñộ tổn thất gói thấp.
Ý tưởng ban ñầu của các dịch vụ tích hợp là ñể hỗ trợ việc dành trước tài nguyên cho các luồng lưu lượng. Trái ngược với kiến trúc chuyển phát datagram (các gói sẽ ñi qua các tuyến khác nhau tại mọi thời ñiểm chúng ñược gửi), dịch vụ tích hợp cho phép dành toàn bộ một tuyến cho luồng dữ liệu. ðiều ñó ñược thực hiện bởi việc thiết lập một tuyến dành trước tài nguyên trước khi gửi dữ liệu. Thực chất của mô hình này là các bộ ñịnh tuyến và thiết bị mạng phải dành trước nguồn tài nguyên của nó ñể cung cấp các mức chất lượng dịch vụ cụ thể cho các gói mang lưu lượng người dùng. ðiều này yêu cầu các bộ ñịnh tuyến phải có khả năng ñiều khiển các luồng lưu lượng.
Cả hai lớp dịch vụ ñảm bảo và dịch vụ ñiều khiển tải phải ñược cài ñặt các ñường dẫn và dự trữ các tài nguyên trước khi truyền dữ liệu của họ. Sự ñiều khiển ñịnh tuyến sẽ quyết ñịnh cho việc có cấp nguồn cho yêu cầu hay không. Khi bộ ñịnh tuyến nhận ñược gói, bộ phân lớp sẽ thực hiện sự phân lớp ña trường và ñưa gói vào hàng ñợi ñặc biệt dựa trên kết quả của sự phân lớp. Cấu hình gói sau ñó sẽ lên lịch trình cho gói ñể ñạt ñược yêu cầu chất lượng dịch vụ của nó.
Ứng dụng sẽ mô tả lưu lượng và tài nguyên nào mà nó sẽ cần. Sau ñó, mạng sẽ sử dụng giao thức dành trước tài nguyên (RSVP) ñể dành trước băng thông xác ñịnh trong mỗi bộ ñịnh tuyến dọc theo ñường ñi. Mỗi bộ ñịnh tuyến sẽ kiểm tra xem ở ñó nó có ñảm bảo tài nguyên ñược yêu cầu và duy trì tuyến khi ñược yêu cầu bởi yêu cầu dành trước tài nguyên. Khi tất cả các bước nhảy ñã ñược thiết lập, thiết bị gửi có thể gửi dữ liệu.
Mô hình tích hợp dịch vụ IntServ mô tả các ứng dụng QoS trong mạng IP theo phương pháp nhận dạng luồng lưu lượng với 5 tham số cơ bản sau:
Nhận dạng giao thức ðịa chỉ IP ñích ðịa chỉ cổng ñích ðịa chỉ IP nguồn ðịa chỉ cổng nguồn
ðể dự trữ tài nguyên cho một luồng lưu lượng, ứng dụng nguồn cần phải cung cấp các ñặc tính luồng. ðặc tính luồng gồm các ñặc tính lưu lượng và các yêu cầu chất lượng dịch vụ cho luồng ñó.
ðặc tính lưu lượng bao gồm tốc ñộ ñỉnh, tốc ñộ trung bình, kích thước bùng nổ và các tham số của gáo rò.
Các yêu cầu dịch vụ gồm băng thông tối thiểu và các yêu cầu hiệu năng như trễ, biến ñộng trễ và tỷ lệ tổn thất gói.
Các dịch vụ tích hợp có thể ñược chia thành hai mặt bằng: mặt bằng ñiều khiển và mặt bằng dữ liệu.
Mặt bằng ñiều khiển thiết lập việc dành trước tài nguyên. Mặt bằng dữ liệu thực hiện truyền dữ liệu.
ðể yêu cầu một dành trước tài nguyên IntServ, trước tiên ứng dụng phải ñặc tính hoá ñược luồng lưu lượng của nó và tập hợp lại trong chỉ tiêu luồng lưu lượng. Sau ñó, yêu cầu thiết lập dự trữ tài nguyên có thể ñược gửi ñến mạng. Nếu có thể cam kết việc dự phòng, luồng ñó ñược ñưa vào bảng dự phòng tài nguyên. Khi gói tin ñến, khối lượng nhận dạng luồng sẽ nhận dạng gói tin thuộc về luồng ñặt trước và ñặt chúng vào trong hàng ñợi phù hợp ñể nhận ñược dịch vụ yêu cầu.
Việc lựa chọn ñường dẫn phù hợp cho chặng kế tiếp tại một nút là một nhiệm vụ khó khăn do các hạn chế trong việc ñịnh tuyến IP truyền thống. ðường dẫn cần ñược lựa chọn có thể ñã ñáp ứng ñược yêu cầu ñịnh ra. Tuy nhiên, ñịnh tuyến IP thường sử dụng các số ño như trễ, bước nhảy hay một số loại thông số khác ñể tính toán ñường ñi ngắn nhất. Do vậy, ñường dẫn ngắn nhất có thể không có ñược khả năng truyền tải, mặc dù ñường dẫn khác dài hơn lại có ñược khả năng ñó. Vấn ñề ñịnh tuyến có thể trở nên phức tạp hơn bởi một số ứng dụng có yêu cầu nhiều tham số QoS (ví dụ, cả băng thông và các yêu cầu về tổn thất gói tin). Tìm kiếm ñường dẫn phù hợp trong nhiều ñiều kiện ràng buộc rất phức tạp. Chính vì lý do ñó, mô hình ñảm bảo QoS cho IP ñầu tiên này không yêu cầu gắn các cơ chế ñịnh tuyến ñảm bảo QoS trong kiến trúc InterServ. Kiến trúc này giả sử rằng khối chức năng ñịnh tuyến của bộ ñịnh tuyến sẽ thực hiện ñịnh tuyến từng bước (hop by hop).
Tài nguyên dành trước trong InterServ cần phải qua tất cả các nút trên ñường dẫn và thiết lập các dự phòng yêu cầu. Nó cũng phải truyền tải thông tin trong các phác thảo lưu lượng và các yêu cầu tài nguyên, do vậy mỗi nút cần quyết ñịnh liệu nó có chấp nhận việc dành trước hay không, nhận dạng luồng như thế nào và lập lịch cho gói tin.
ðiều khiển chấp nhận
Xử lý hai nhiệm vụ cơ bản là: Chấp nhận hay từ chối các yêu cầu dành trước và giám sát việc sử dụng tài nguyên. Việc dành trước tài nguyên cho một yêu cầu mới không thể ñược chấp nhận nếu nút không có sẵn tài nguyên yêu cầu. Có hai hướng tiếp cận ñể quyết ñịnh tài nguyên nào là sẵn sàng: Dựa trên ño ñạc và dựa theo tham số.
Trong hướng tiếp cận theo tham số, ñiều khiển chấp nhận sẽ tính toán các tài nguyên khả dụng dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật của yêu cầu dành trước tài nguyên hiện tại.
Trong hướng tiếp cận dựa theo ño ñạc, ñiều khiển chấp nhận ño lưu lượng thực sự trong mạng và sử dụng các phương pháp thống kê ñể quyết ñịnh xem liệu tài nguyên nào là khả dụng. Hướng tiếp cận này có ưu ñiểm là tối ưu hoá việc sử dụng mạng, mặc dù nó không thể ñảm bảo chặt chẽ các cam kết tài nguyên.
Nhận dạng luồng
RSVP Sử dụng 5 trường trong tiêu ñề gói tin IP ñể nhận dạng các gói tin thuộc về các luồng dành trước tài nguyên trong nút. Các trường này bao gồm: ñịa chỉ IP nguồn, ñịa chỉ IP ñích, nhận diện giao thức, cổng nguồn và cổng ñích.
Lập lịch gói tin
cấp pháp tài nguyên. Nó quyết ñịnh gói tin nào gửi kế tiếp khi tuyến kết nối ñi là sẵn sàng. Do ñó nó tác ñộng ñến trễ mà gói tin ñó phải chịu trong bộ ñịnh tuyến và bộ ñịnh tuyến không trực tiếp loại bỏ gói tin.