Phân loại-Nhận dạng luồng: Để cung cấp sự ưu tiên cho một số luồng nhất định, thì luồng phải được nhận dạng và nếu cần còn phải đánh dấu. Hai nhiệm vụ này lại
thường liên quan đến việc phân loại luồng. Khi gói được nhận dạng nhưng không được đánh dấu, thì phân loại được gọi là trên cơ sở từng chặng. Đó là khi việc phân loại chỉ liên quan đến thiết bị chứa gói đó mà không được chuyển tới bộ định tuyến kế tiếp.
Điều này xảy ra cùng với cơ chế xếp hàng theo yêu cầu (CQ) và xếp hàng ưu tiên (PQ).
Khi các gói được đánh dấu cho việc sử dụng trong toàn mạng, các bit ưu tiên IP có thể được thết lập.
Xếp hàng: Do bản chất cụm của lưu lượng audio/video/data, thỉnh thoảng lưu lượng vượt quá tốc độ của đường truyền (hay băng thông), ở trường hợp này thì bộ định tuyến sẽ phải làm gì? Một cách để các phần tử mạng giải quyết vấn đề tràn lưu lượng là sử dụng thuật toán hàng đợi để sắp xếp lưu lượng và sau đó xác định một số phương pháp để ưu tiên ở đầu ra hàng đợi. Một số cơ chế hàng đợi hiện nay là:
Xếp hàng theo nguyên tắc vào trước ra trước (FIFO).
- Xếp hàng ưu tiên (PQ).
- Xếp hàng theo yêu cầu (CQ).
- Xếp hàng theo trọng số phù hợp (WFQ).
- Xếp hàng theo tải trọng phụ thuộc vào lớp (CB-WFQ).
- Xếp hàng có độ trễ thấp (LLQ).
Mỗi thuật toán xếp hàng được thiết kế để giải quyết các vấn đề lưu lượng mạng cụ thể và có ảnh hưởng đặc biệt lên chất lượng của mạng. Thuật toán xếp hàng có hiệu lực khi xảy ra tắc nghẽn. Nếu hàng đợi không tắc nghẽn, không cần phải xếp các gói trong hàng đợi mà phân phát trực tiếp các gói tới giao diện.
Quản lý hàng đợi: Do các hàng đợi có kích thước hữu hạn nên chúng có thể bị tràn khi ta chèn đầy lưu lượng quá mức. Khi hàng đợi đầy, các gói tin đến sẽ không được xếp vào hàng đợi mà sẽ bị bỏ đi (thậm chí đó là các gói đó có độ ưu tiên cao).
Do đó các cơ chế quản lý hàng đợi cần thiết phải thực hiện hai việc sau:
- Đảm bảo hàng đợi không đầy để còn có chỗ cho các gói có độ ưu tiên cao.
- Đưa ra một số tiêu chuẩn cho phép loại bỏ các gói có độ ưu tiên thấp trước các gói có độ ưu tiên cao.
Tránh tắc nghẽn là một hình thức của quản lý hàng đợi. Kỹ thuật tránh tắc nghẽn giám sát tải trọng lưu lượng trên mạng nhằm cố gắng tiên đoán trước và tránh xảy ra nghẽn tại những nút cổ chai của mạng, điều này ngược lại kỹ thuật quản lý tắc nghẽn,
bởi vì kỹ thuật quản lý tắc nghẽn chỉ hoạt động sau khi tắc nghẽn xảy ra. Công cụ tránh tắc nghẽn cơ bản của Cisco là WRED .
Lập chính sách: Lập chính sách bao gồm các bước sau:
- Một vài lưu lượng có thể được hạn chế tới một tốc độ cụ thể.
- Những gói vượt quá mức quy định có thể bị huỷ hay đánh dấu đặc biệt.
Các bước trong việc định dạng lưu lượng:
- Lưu lượng được hạn chế tới một tốc độ cụ thể đảm bảo phù hợp với các chính sách định ra cho nó.
- Những gói vượt quá mức quy định sẽ được xếp vào hàng đợi chứ không bị huỷ hay đánh dấu giống như việc lập chính sách.
Có thể sử dụng định dạng lưu lượng để:
- Kiểm soát việc sử dụng băng thông hiện có.
- Thiết lập chính sách lưu lượng.
- Điều phối luồng lưu lượng để tránh tắc nghẽn.
Lập lịch: Lập lịch đặc trưng về điều khiển thời gian của việc lưu thoát gói khỏi mỗi hàng đợi. Lập lịch liên quan mật thiết tới hàng đợi-thường tại giao diện đầu ra hướng tới router hoặc host tiếp theo, nhưng cũng có thể là tại các điểm hàng đợi trong một router. Như vậy lập lịch có nhiệm vụ đơn giản là lôi các gói ra khỏi hàng đợi nhanh bằng khả năng kết nối có thể chuyển được. Bộ lập lịch tồn tại trong các router có kiến trúc CQS, mỗi giao diện có một tầng bộ lập lịch chia sẻ khả năng chứa của kết nối đầu ra giữa sự kết hợp các hàng đợi trong giao diện.
Bộ lập lịch chủ yếu cưỡng chế quyền ưu tiên tương đối, hạn chế trễ, hoặc băng thông chủ định giữa các lớp lưu lượng khác nhau. Một bộ lập lịch có thể thiết lập băng thông khả dụng nhỏ nhất cho một lớp đặc biệt bằng cách đảm bảo rằng các gói được lấy ra khỏi hàng đợi có quan hệ với các lớp đó một cách thông thường.
Kết luận chương
Chương II nói về tổng quan chất lượng dịch vụ trong mạng IP. Trình bày khái niệm chất lượng dịch vụ, với các thông số , các nguyên tắc với những đặc tính kỹ thuật cơ chế của nó. Ngoài ra đề cập đến một số kỹ thuật hỗ trợ dịch vụ. Ở các chương sau sẽ trình bày chi tiết hơn những vấn đề trình trên.
CHƯƠNG III
CÁC THÀNH PHẦN QoS TRONG MẠNG IP Các thành phần của QoS mạng
Không quan tâm tới kích thước và phạm vi của mạng IP, chất lượng dịch vụ (QoS) quan sát được xây dựng từ sự cung cấp QoS từ biên - tới – biên bởi mỗi miền thông qua chuyển tiếp lưu lượng. Sau cùng, chất lượng dịch vụ từ cuối - tới - cuối phụ thuộc vào các tham số QoS của các bước riêng lẻ dọc theo bất kỳ router định sẵn nào. Cho ví dụ ở hình 2.1 mô tả chất lượng dịch vụ (QoS) thoại ở bên trong mạng LAN chỉ phụ thuộc vào chính mạng LAN, tuy nhiên với QoS của ứng dụng điện thoại trong vùng mở rộng cho ta thấy chúng phụ thuộc vào phía đầu cuối mạng LAN, phía đầu cuối nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và mạng đường trục IP ở giữa. Một ứng dụng PC – to – PC thông thường phụ thuộc vào hai mạng, mạng LAN và ISP nội hạt cung cấp liên kết LAN – to – LAN.
Trong các dịch vụ IP ngày nay có nhiều hiện tượng biến động trễ “jitter”, mất gói không có khả năng dự đoán trước . Nếu cổng ra liên quan trở thành trọng tâm của hai hay nhiều hơn hai luồng lưu lượng tập hợp lại, một router nỗ lực tối đa đơn giản sử dụng hàng đợi FIFO (first in first out) của gói đã được dành riêng cho truyền dẫn trên đường kết nối đi ra ngoài. Hàng đợi đưa vào trễ và khả năng tiềm tàng mất gói nếu luồng tràn bộ đệm khi lưu lượng bung ra, trễ hàng đợi gây ra thay đổi không thể dự đoán trước từ gói tới gói, và hiển nhiên là jitter trong luồng lưu lượng cũng bị ảnh hưởng.
LAN
LAN
IP Backbone LAN
Computer Workstation Telephone
Telephone Tower PC LAN
LAN
Hình 3.1: Chất lượng dịch vụ tạo ra từ sự liên kết với nhau
Mạng IP được gọi giới hạn trên cho lưu lượng phụ thuộc vào sự tăng lên của những loại khách hàng khác nhau với những yêu cầu khác nhau- ví dụ như: thoại trên IP, mạng riêng
ảo (VPN: IP virtual private Network ), truyền dữ liệu khối, thậm trí xuốt hiện trong nghẽn ngắn hạn do lưu lượng khác đi qua mạng.
Yêu cầu này dẫn tới ba yêu cầu công nghệ:
• QoS từng chặng: nhân tố điều khiển nhỏ nhất trong mạng là các node mạng (router hoặc switch), chúng được nối lại với nhau bằng hai hay nhiều hơn hai đường liên kết. Các node này phải dựa trên một kiến trúc cho phép lập lịch và hàng đợi khác biệt về khả năng được áp dụng tại mỗi chặng và có thể được sử dụng thích hợp thông số QoS của các đường liên kết giữa các node.
• Kỹ thuật về lưu lượng và định tuyến: ở đây có nhiều đường song song tồn tại qua một mạng, phân phối lưu lượng qua những đường dẫn có thể làm giảm tải trung bình và sự bùng nổ dọc trên một đường truyền đang tồn tại.
• Báo hiệu và sự cung cấp: QoS từng chặng và chuyển tiếp đường dẫn không ngắn nhất, khả năng điều khiển này rất ít được sử dụng nếu khả năng quản lý là không dễ dàng.Giải pháp thực tế yêu cầu một vài mức độ phân phối tự động tham số QoS hoặc kỹ thuật lưu thông cưỡng chế cho tất cả những node trong mạng. Thông tin mới được phân phối bất cứ khi nào khách hàng áp đặt hoặc thay đổi những yêu cầu riêng về QoS end - to- end (hoặc edge – to – edge ) .
Những yêu cầu này được khảo sát tỷ mỉ và sâu hơn trong phần duới đây: