Ở đây chúng ta đứng trên quan điểm của nhà quản lý mạng. Sự nâng cao chất lượng QoS được thực hiện dưới dạng các thành phần mạng. Đặc biệt là hỗi trợ QoS dựa trên thiết bị router. Để biết hiểu rõ hơn về vấn đề này chúng ta trước tìm hiểu một chút về router.
Một router thông thường có một số chức năng cơ bản sau đây:
• Giao diện ( giao diện ở đây khá phức tạp)
• Bộ chuyển tiếp
• Bộ phận chức năng quản lý
Những gói phù hợp từ những router khác đưa vào những giao diện, và (trên cơ sở địa chỉ đích của mỗi gói IP) bộ phận chuyển tiếp chuyển gói qua giao diện đầu ra phù hợp.
Mỗi giao diện sau khi sử dụng kỹ thuật đường liên kết riêng để truyền dẫn đến router (hay host) kế tiếp dọc theo đường liên kết. Khi router chắc chắn rằng vùng nghẽn đang tăng lên không còn phù hợp, những gói này có thể bị loại bỏ hay bị đánh dấu lại bằng cách chỉ ra trạng thái của nó trên mạng. Các thiết bị xử lý gói không liên tục kế tiếp (lựa chọn giao diện đầu ra và trả lời nghẽn) thì được xử lý sau cùng bởi thiết bị quản lý mạng.
Khối chuyển tiếp FBI (forwarding information base) chứa các thông tin phục vụ cho sự định tuyến của các router, các router sẽ quyết định định tuyến những gói đến dựa trên, FBI và địa chỉ đích. Với tất cả những địa chỉ đích phù hợp, việc tìm kiếm tiền tố
Chuyển tiếp
Quản lý
phù hợp dài nhất được thực hiện qua FIB. Khi sự tìm kiếm xác nhận là tìm thấy, bộ phận chuyển tiếp biết gói đi đến là phù hợp nó sẽ chuyển gói đến cổng ra phù hợp, có thể tiếp nhận; nếu không tìm thấy, thì ngược lại gói sẽ bị loại bỏ.
Chú ý rằng, biết về mô hình hình học phụ cận cho phép FIB của những hop kế tiếp được tìm thấy từ tính toán những cây đường dẫn ngắn nhất cho tất cả địa chỉ đích/
những tiền tố.
Hình 4.1: Bộ định tuyến IP hỗi trợ tối đa thông thường
Những router đơn giản điển hình có chung tâm tín hiệu CPU thiết lập tất cả những chức năng quản lý và chuyển tiếp gói. Từ khi những router có sự phát triển theo hướng kiến trúc phấn tán, tất cả những thiết kế đều nhằm thực hiện loại bỏ hay giảm những điểm thắt cổ chai. Trong những router đường trục thực thi cao, bộ phận chuyển tiếp được phân tán thiết lập trong những cạc giao diện dược liên kết bởi cơ cấu hay mặt bằng nền tảng chuyển mạch tốc độ cao. Tuy nhiên, tất cả những router phải có trình tự chung theo các bước xử lý khi gói đi qua. Ngày nay QoS đang trở nên quan trọng, quá trình chuyển tiếp được thiết kế lại với chi phí nhiều hơn cho router gửi gói. Hình 4.2 cung cấp tổng quan về lý thuyết quá trình xử lý xảy ra trong khối chuyển tiếp ở hình 4.1. Thông thường một gói gửi qua thì thông qua ba giai đoạn chinh sau:
• Phân loại và tìm kiếm FIB (thiết lập nhận dạng gói và tìm giao diện đầu ra).
• Đánh dấu và lập chính sách (dùng để đối phó với những trường hợp gói không đến trong khung thời gian phù hợp)
Chuyển tiếp
cập nhật nội hạt, bản tin cho những router khác.
những thống kê nội hạt, bản tin từ những router khác.
Quản lý
• Hàng đợi và lập lịch (cho chuyển tiếp gói phụ thuộc vào những quy tắc chia sẻ đường liên kết hay loại hình lưu lượng còn cho loại bỏ thì phụ thuộc vào những quy tắc điều khiển nghẽn).
Giai đoạn phân loại gói thiết lập toàn bộ ngữ cảnh “context” cho những gói đến sau sự thiết lập này được thao tác bởi router. Mặc dù hầu hết tất cả “context” được sử dụng để thiết lập các thông số thao tác thời về thời gian (lập chính sách, đánh dấu, hàng đợi, lập lịch), một số “context” thêm vào có thể được dùng cho chuyển đổi một số quyết định chuyển tiếp. Ví dụ một router hiện đại có thể duy trì sử dụng nhiều FIB phức tạp (đại diện những cây đường dẫn ngắn nhất dựa trên cơ sở đơn vị khác nhau) và lựa chọn giữa chúng bằng cách sử dụng những thông tin khác nhau trong phần tiêu đề gói (như địa chỉ nguồn của gói). Một cách tương tự hay tối thiểu một mối quan hệ đóng thường tồn tại giữa tình huống của gói (thiết lập thông qua phân loại) và các phân loại của nó (ta có thể thấy được chúng trên cơ sở từ cuối- tới-cuối).
b¶ng chuyÓn tiÕp FIB FIB FIB FIB
®¸nh dÊu vµ lËp chÝnh s¸ch
C¬ cÊu chuyÓn m¹ch
LËp lÞch vµ hµng
®îi
Ph©n lo¹i gãi
Tiªu ®Ò IP t¶i träng Giao diÖn
®Çu vµo
Giao diÖn ®Çu ra
“Ng÷ c¶nh” gãi t¸c ®éng tíi xñ lý tiÕp theo
Hình 4.2: Sự phân loại từng chặng điều khiển chặng kế tiếp, hàng đợi và lập lịch.
Chú ý rằng một router cũng có thể nhận chặng tiếp theo bằng một phần ngữ cảnh của gói, nhưng sự sắp xếp chi tiết thì phụ thuộc nhiều vào sự thực thi.
Hình 4.2 phản ánh một giả định đơn giản tắc nghẽn xảy ra chỉ ở giao diện đầu ra.
Kiến trúc CQS được yêu cầu ở tất cả những điểm tắc nghẽn, dù có trong mạng hay router. Kiến trúc router cũng có thể có những điểm tắc nghẽn nội (ví dụ ở đầu vào của trường chuyển mạch hoặc mặt bằng phía sau) và cũng phải cung cấp hàng đợi và lập lịch khác biệt ở tất cả những điểm này.
Đoạn kế tiếp diễn tả sắp xếp theo thứ tự phân loại, lập chính sách, đánh dấu, hàng đợi và lập lịch đã có phát triển từ trước.