2.2.5 .Ví dụ về Differentiated Services
d. Các chính sách Policy
Lớp Policy và những lớp con của nó định nghĩa các cách xử lý gói tin bởi router biên trong việc đánh dấu. Một policy đƣợc xác định bởi node nguồn và đích. Tất cả những luồng packet mà có chung nguồn và đích thì đều đƣợc coi nhƣ 1 tập hợp traffic đơn (single traffic aggregate).
Policy cho mỗi tập hợp này đƣợc gán bằng 3 thông số: polycier type, meter type và initial code point. Meter type xác định phƣơng thức đo lƣờng các giá trị cần thiết bởi polycier, ví dụ: TSW Tagger là một kiểu meter đo bằng tần suất traffic trung bình.
Khi một gói tin tới 1 router biên, nó sẽ đƣợc phân tích để xác định thuộc luồng nào. Tiếp theo Policier sẽ xác định đánh dấu (marking) gói tin ra sao. Dựa vào các thông số: trạng thái của luồng, code point ban đầu, code point bị giảm, sau đó packet sẽ đƣợc đƣa vào hàng đợi.
Bảng chính sách (Policy Table):
Lớp Policy sử dụng Policy Table để lƣu trữ các bộ luật của mỗi luồng traffic. Bảng này là 1 mảng bao gồm nhiều trƣờng, trong đó tùy theo policer type mà có nhiều trƣờng không sử dụng. Các trƣờng của Policy Table là:
- Source node ID: định danh node nguồn - Destination node ID: định danh node đích - Policer type : kiểu policer
- Meter type : kiểu đo
- Initial code point : code point ban đầu
- CIR (committed information rate) : là tốc độ thông tin cam kết và cũng đƣợc gọi là tốc độ cam kết hoặc tốc độ đƣợc định dạng.
- CBS (committed burst size) : kích thƣớc burst cam kết
- C bucket (current size of the committed bucket) : Kích thƣớc hiện tại của bucket cam kết
- EBS (excess burst size) : kích thƣớc burst ngƣỡng giới hạn
- E bucket (current size of the excess bucket) : kích thƣớc hiện tại của bucket ngƣỡng giới hạn
- PIR (peak information rate) : Tốc độ gửi đỉnh - PBS (peak burst size) : Ngƣỡng kích thƣớc burst
- P bucket (current size of the peak bucket) : Kích thƣớc hiện tại của ngƣỡng bucket
- Arrival time of last packet : thời gian tới của packet cuối cùng - Average sending rate: tốc độ gửi trung bình:
- TSW window length : độ dài cửa sổ TSW
Các kiểu thi hành (Policier Types):
Hiện tại lớp Policy hỗ trợ 6 loại Policier:
- Time Sliding Window with 2 Color Marking (TSW2CMPolicer): Cửa sổ trƣợt
theo thời gian với việc đánh dầu 2 màu, sử dụng biến CIR và 2 hàng đợi ảo. Những hàng đợi ảo có số hiệu thấp hơn sẽ drop gói tin khi ngƣỡng CIR bị vi phạm.
- Time Sliding Window with 3 Color Marking (TSW3CMPolicer): Cửa sổ trƣợt
theo thời gian với việc đánh dầu 3 màu, sử dụng biến CIR, PIR và 3 hàng đợi ảo. Khi PIR bị vi phạm thì sẽ drop trong hàng đợi thấp nhất, khi CIR bị vi phạm thì sẽ drop trong hàng đợi thấp thứ 2.
- Token Bucket (tokenBucketPolicer): sử dụng CIR, CBS và 2 hàng đợi ảo. Mỗi
packet sẽ bị ƣu tiên drop bằng cách đặt vào hàng đợi ảo thấp hơn khi kích cỡ của nó lớn hơn CBS và tần suất gửi vi phạm CIR
- Single Rate Three ColorMarker (srTCMPolicer): sử dụng biến CIR, CBS, EBS
để ƣu tiên packet từ 3 hàng đợi ảo.
- Two Rate Three Color Marker (trTCMPolicer): sử dụng biến CIR, CBS, PIR
và PBS để ƣu tiên packet từ 3 hàng đợi ảo.
- NullPlocier: không ƣu tiên packet nào cả.
Nhƣng policy ở trên đều đƣợc định nghĩa nhƣ là một class con của class dsPolicy.
3.4 Một số phương pháp khác
3.4.1. Tốc độ truy cập cam kết (CAR - Committed Access Rate)
CAR là một cơ chế giám sát tốc độ cho phép ngƣời quản trị mạng đƣa ra các biện pháp xử lý để kiểm soát lƣu lƣợng. Do CAR là một cơ chế kiểm soát chứ không phải là cơ chế hàng đợi vì vậy nó không có bộ đệm và nó cũng không làm phát sinh trễ có thể cho phép truyền tốc độ cao.
3.4.1.1. Cơ chế hoạt động
Khi dữ liệu đƣợc gửi đến một giao tiếp, CAR thực hiện việc kiểm tra lƣu lƣợng sau đó so sánh tốc độ của lƣu lƣợng với thông số “token bucket” (xô chứa thẻ bài) và đƣa ra hành động tƣơng ứng dựa trên cơ sở kết quả so sánh đó. Ví dụ CAR sẽ loại gói, sửa lại quyền ƣu tiên IP hay khởi tạo lại các bit ToS. Ngƣời quản trị mạng cũng có thể cấu
hình CAR để truyền gói, loại bỏ gói hoặc thiết lập quyền ƣu tiên (xem hình sơ đồ khối của CAR).
Hình 3. 5 Sơ đồ khối của CAR
Lƣu lƣợng chuyển đến đòi hỏi phải đƣợc nhận dạng phù hợp với các đặc tính về tốc độ giới hạn, quyền ƣu tiên hoặc cả hai. Cơ sở của việc định nghĩa tốc độ giới hạn dựa trên 3 thông số sau:
− Tốc độ trung bình, đƣợc xác định là tốc độ truyền dẫn trong một thời gian dài. Đó là lƣu lƣợng luôn dƣới mức tốc độ giới hạn cho phép.
− Cỡ khối trung bình, xác định lƣu lƣợng lớn cỡ nào trƣớc khi một vài phần lƣu lƣợng vƣợt quá tốc độ giới hạn cho phép.
− Cỡ khối quá mức, xác định lƣu lƣợng lớn cỡ nào trƣớc khi tất cả lƣu lƣợng vƣợt quá tốc độ giới hạn cho phép (CAR).
3.4.1.2. Các chức năng của CAR
Chức năng giới hạn tốc độ đƣợc thể hiện nhƣ sau:
− Cho phép điều khiển tốc độ tối đa truyền hay nhận trên một giao diện.
− Thực hiện điều khiển tại lớp 3 để điều khiển lƣu lƣợng cụ thể nào đó khi lƣu lƣợng có thể phù hợp hoặc quá tải.
− Nhà quản trị có thể giới hạn tốc độ dữ liệu dựa trên các đặc tính về quyền ƣu tiên, địa chỉ MAC (Medium Access Control) hoặc các thông số khác. CAR thƣờng đƣợc thiết lập tại các router biên (edge) trong tổ chức của một mạng để giới hạn tốc độ truyền dữ liệu đi và đến mạng.
Hình 3. 6 Lưu đồ thuật toán CAR được minh họa họa ở hình trên
Khi CAR có hiệu lực, lƣu lƣợng sẽ đƣợc đi vào phân lớp đầu tiên rồi đƣa vào quá trình xử lý CAR. Sau đó CAR đo lƣu lƣợng và trên kết quả đo của CAR cho biết lƣu lƣợng có thể phù hợp hoặc vƣợt quá mức chính sách đã cấu hình.
Có 3 hành động cơ bản có thể xẩy ra trên mỗi gói, phụ thuộc vào các gói đó hợp hay vƣợt quá so với chính sách:
− Truyền (Transmit): gói đƣợc gửi đi. − Rớt (Drop): Gói bị loại bỏ.
− Tiếp (Continue): Gói đƣợc đƣa tiếp đến chính sách về tốc độ tiếp theo trên dây truyền giới hạn tốc độ. Nếu không còn chính sách nào khác thì gói sẽ đƣợc chuyển đi.
Nhƣ đã đề cập ở phần trƣớc, CAR cũng có thể đƣợc đánh dấu hoặc đánh dấu lại lƣu lƣợng cũng nhƣ thực hiện giới hạn tốc độ. Phụ thuộc vào hình dạng lƣu lƣợng các hành động đánh dấu hoặc tái đánh dấu có thể đƣợc thực hiện trong xử lý CAR nhƣ:
Đặt Precedence hoặc giá trị DSCP và phát đi IP Precedence ToS hoặc bit DSCP trong header của gói đƣợc viết lại. Sau đó gói đƣợc phát đi. Hành động này có thể đánh dấu hoặc tái đánh dấu các gói.
− Đặt bit MPLS experimental và truyền bit experimental MPLS có thể đƣợc thiết lập. Thƣờng sử dụng các tham số QoS báo hiệu trong MPLS.
− Đặt QoS group và phát QoS group có thể đƣợc đặt. Nó chỉ đƣợc sử dụng trong router nội tại (local router). QoS group có thể đƣợc dùng trong cơ chế QoS cuối cùng và thực hiện trên cùng một router, nhƣ là CB-WFQ.
3.4.1.3. Mô hình chiếc thùng và thẻ bài
Thƣc hiện cơ chế đo lƣu lƣợng bằng mô hình chiếc thùng và thẻ bài đƣợc chỉ ra trong hình
Hình 3. 7 Mô hình chiếc thùng và thẻ bài
Mô hình chiếc thùng và thẻ bài (Token Bucket) là một mô hình cho việc điều hoà lƣu lƣợng, để xử lý bất kỳ một gói mới nào đi đến. Mỗi một thẻ (Token) đại diện sự cho phép gửi một số lƣợng bit cố định vào mạng. Bucket (cái thùng) là khả năng giữ một số lƣợng thẻ bài nào đó. Nếu bucket đƣợc điền đầy, thì các gói mới đến sẽ bị lờ đi, không có thẻ bài cho các gói đến sau, do vậy các gói sẽ bị drop. Ví dụ Token bucket với khả năng có thể là 700 bytes, khi một gói 500 byte đi đến giao diện, kích thƣớc của gói sẽ đƣợc so sánh với Bucket và gói 500 byte này đƣợc lấy thẻ bài. Khi một gói 300 byte tiếp theo đến ngay sau gói thứ nhất, gói này không đƣợc nhận thẻ bài vì trong bucket chỉ còn có 200 thẻ cho gói tiếp theo, nên gói này bị drop. Thực hiện token bucket dựa vào 3 tham số CIR, Bc, Be.
− CIR (Committed Information Rate) là tốc độ thông tin cam kết và cũng đƣợc gọi là tốc độ cam kết hoặc tốc độ đƣợc định dạng.
− Bc đƣợc biết đến nhƣ là khả năng bùng nổ nằm trong giới hạn. − Be là khả năng bùng nổ quá giới hạn.
− Tc là chu kỳ mà số thẻ đƣợc thêm vào.
3.4.2 Định dạng lưu lượng tổng quát - GTS (Generic Traffic Shaping)
− GTS cho phép ngƣời quản trị điều khiển lƣu lƣợng đầu ra của một giao diện phù hợp với các yêu cầu giữa tốc độ trạm đầu ra và chỉ tiêu của giao diện mà đã đƣợc thỏa thuận trƣớc. Từ đó loại trừ hiệu ứng nút cổ chai xảy ra trong mạng.
− GTS cho phép thực hiện điều khiển truy nhập băng thông khả dụng, bên cạnh đó nó cũng có tính năng ngăn cản quá tình làm mất gói.
− GTS cũng có thể sử dụng để giới hạn tốc độ truyền dẫn. Ngƣời sử dụng có thể giới hạn tốc độ truyền dẫn theo một trong các đặc tính sau:
Tốc độ đƣợc thiết lập.
Tốc độ của trạm gửi dựa trên mức tắc nghẽn.
− GTS làm “trơn” lƣu lƣợng bằng cách lƣu giữ lƣu lƣợng có tốc độ lớn hơn tốc độ đƣợc thiết lập trong một hàng đợi.