4.1 Các nguyên nhân gây ra tắc nghẽn
- Tràn bộ đệm: do các bộ đệm có kích thước giới hạn không đủ xử lý các gói tin đến.
- Lỗi do đường truyền: vì một lý do nào đó gây ra mất gói và ảnh hưởng đến tắc nghẽn mạng.
- Nghẽn cổ chai: tại điểm đấu nối từ các mạng tốc độ thấp vào mạng tốc độ cao. Đây là một trong những đặc điểm nổi bật của môi trường mạng.
- Lưu lượng lớn, thay đổi một cách đột ngột.
4.2 Khái niệm điều khiển tắc nghẽn
Nói chung điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control) là thực hiện nhiệm vụ để đảm bảo rằng mạng có khả năng lưu thông lưu lượng được đưa vào mạng một cách bình thường. Đó là vấn đề toàn cục, liên quan đến cả hoạt động của mọi Host, Router, các quá trình chứa và chuyển tiếp (store-and-forward) trong mỗi Router, và tất cả các yếu tố khác có khuynh hướng làm giảm dung lượng vận tải của mạng.
Cần phân biệt khái niệm “Điều khiển tắc nghẽn” với khái niệm “Tránh tắc nghẽn”. Điều khiển tắc nghẽn thực hiện khi mạng đã bị nghẽn còn tránh tắc nghẽn là thực hiện để mạng tránh rơi vào trường hợp nghẽn.
4.3 Thuật toán điều khiển tắc nghẽn trong giao thức MP TCP
4.3.1 Các yêu cầu đối với thuật toán
Tính công bằng (fairness): khi nhiều người dùng chia sẻ tài nguyên, tất cả người dùng trong cùng một lớp phải có chia sẻ như nhau về tài nguyên. Trong đề tài này ta xét tính công bằng về mặt thông lượng giữa người dùng TCP và người dùng MP TCP tại các liên kết thắt cổ chai.
Chia sẻ tài nguyên(Resource Pooling): có thể hiểu như là một kỹ thuật cân bằng tải ( load balancing) đối với các kết nối sử dụng nhiều đường dẫn.
Một thuật toán điều khiển tắc nghẽn Multipath trong thực tế có mục đích chính là giảm tắc nghẽn tối đa cho mạng nhưng ngoài ra phải đạt được 3 mục đích sau:
Mục đích 1( tăng thông lượng): Mỗi kết nối MP TCP đều phải đạt được thông lượng ít nhất là bằng với kết nối TCP trên đường dẫn tốt nhất. Ví dụ ta có kết nối MP TCP từ host A đến host B. Kết nối này sử dụng 3 đường dẫn p1,p2,p3 để truyền số liệu. Mục đích 1 chỉ ra thông lương đạt được của kết nối MP TCP từ A đến B không được nhỏ hơn thông lượng đạt được của kết nối TCP từ A đến B sử dụng bất kỳ một đường dẫn p1, p2 hoặc p3.
Mục đích 2( không gây tổn hại): Thông lượng của mỗi subflow(luồng con) của một kết nối MP TCP không được vượt quá thông lượng của kết nối TCP sử dụng đường dẫn trên luồng con ấy. Ví dụ ta có kết nối MP TCP từ host A đến host B. Kết nối này sử dụng đồng thời 3 đường dẫn p1,p2,p3 để truyền số liệu. Mục đích 2 chỉ ra thông lượng đạt được trên bất kỳ luồng con, chẳng hạn luồng con sử dụng đường dẫn p2 không được lớn hớn thông lượng đạt được của kết nối TCP truyền trên đường dẫn p2 từ A đến B.
Mục đích 3(tắc nghẽn công bằng): Một luồng Multipath có thể chuyển càng nhiều lưu lượng càng tốt ra khỏi những liên kết tắc có nhiều tắc nghẽn với mục đích là để thỏa mãn mục đích 1 và mục đích 2.
Mục đích 1 và mục đích 2 kết hợp với nhau chắc chắn tạo ra sự công bằng tại các liên kết thắt cổ chai. Mục đích 3 là khái niệm liên quan đến “cân bằng tải”(resource pooling).
4.3.2 Các thuật toán điều khiển tắc nghẽn trong MP TCP
Thuật toán UNCOUPLED TCP: Thuật toán này xem mỗi luồng con Multipath là một luồng TCP đơn và thực hiện cơ chế điều khiển tắc nghẽn như trong pha tránh tắc nghẽn của TCP.
Thuật toán FULLY COUPLED:
Hình 4.1: Kịch bản luồng con MP TCP và luồng TCP cùng đi qua một liên kết thắt cổ chai.
Thuật toán LINKED INCREASES: Thuật toán LINKED INCREASES lấy quy tắc tăng từ thuật toán FULLY COUPLED và quy tắc giảm từ thuật toán UNCOUPLED TCP
Trong đề tài này vì lý do thời gian và kiến thức có hạn, nhóm chỉ sơ lượt các thuật toán tắc nghẽn được áp dụng mà không đi sâu phân tích.
KẾT LUẬN
Công nghệ hiện nay đang phát triển rất nhanh, đặc biệt là những cải tiến vượt bậc về phần cứng của các thiết bị. Thêm vào đó tài nguyên Internet cũng ngày càng tăng, nhưng thường các nguồn tài nguyên này(băng thông) không được tận dụng tối đa do các hạn chế về giao thức trên cả hệ thống đầu cuối cũng như trên hệ thống mạng. Nếu các nguồn tài nguyên này có thể được sử dụng đồng thời, trải nghiệm người dùng có thể được cải thiện rất nhiều. Những cải tiến như vậy cũng sẽ làm giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng mạng. Bằng cách ứng dụng chia sẻ tài nguyên(resource pooling), những tài nguyên sẵn có có thể được gộp lại như một nguồn tài nguyên duy nhất dành cho người sử dụng. Nhưng những giao thức mới đặt ra lại không thể hòa hợp tốt được với hạ tầng mạng hiện tại. Trong bối cảnh đó MP TCP xuất hiện như là một hứa hẹn về chuẩn giao thức mạng trong tương lai.
Tuy nhiên để có thể thực sự đưa giao thức MP TCP vào ứng dụng trong hạ tầng mạng, chúng ta cần phải khắc phục được những nhược điểm trong đó quan trọng nhất là vấn đề an ninh và bảo mật trong mạng MP TCP. Một vấn đề nữa là phải có một sự chuẩn bị và thử nghiệm kỹ càng cho việc chuyển đổi từ TCP sang MP TCP để hạ tầng mạng không gặp phải vấn đề tương thích. Có nghĩa phải có một khoảng thời gian quá độ trước khi giao thức MP TCP được sử dụng rộng rãi.