Dƣới đây là bảng phân ra một số loại ứng dụng phổ biến cũng nhƣ các yêu cầu tài nguyên của chúng.
Bảng 1.2: Các ứng dụng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ
STT Tên ứng dụng Mất gói Băng thông Nhậy cảm với trễ và jitter
1 Truyền file FTP
Không mất gói Không đòi hỏi cố định Không 2 E-mail Không mất gói Không đòi hỏi cố định Không 3 WEB Không mất gói Không đòi hỏi cố định Không
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Âm thanh hình ảnh thời gian thực Có thể mất gói ở một mức nhất định Đòi hỏi cố định Âm thanh: từ vài Kb đến 1Mb Hình ảnh: từ 10Kb đến 8Mb Có, khoảng 100ms 5 Âm thanh hình ảnh đƣợc lƣu trƣớc Có thể mất gói ở một mức nhất định Đòi hỏi cố định Âm thanh: từ vài Kb đến 1Mb Hình ảnh: từ 10Kb đến 8Mb Có, khoảng vài giây 6 Game tƣơng tác Có thể mất gói ở một mức nhất định Có, khoảng 100ms 7 Ứng dụng tài chính
Không mất gói Không đòi hỏi cố định Đối với các loại giao dịch thì có. Đối với các trao đổi dữ liệu thì không
Tất cả các ứng dụng đều yêu cầu một mức chất lƣợng dịch vụ nhất định, mỗi úng dụng đều có một số đặc tính cơ bản khác nhau. Để nhận biết các các yêu cầu chất lƣợng dịch vụ, hệ thống thƣờng nhận biết qua các lớp dịch vụ. Theo quan điểm của ITU-T, khuyến nghị I-1541 các lớp dịch vụ đƣợc chia thành các mức nhƣ trên bảng 1.3 dƣới đây:
Bảng 1.3 : Các mức chất lượng dịch vụ
Lớp QoS Các đặc tính QoS
0 Thời gian thực, nhậy cảm với jitter, tƣơng tác cao 1 Thời gian thực, nhậy cảm với jitter, tƣơng tác 2 Dữ liệu chuyển giao, tƣơng tác cao
3 Dữ liệu chuyển giao, tƣơng tác
4 Tổn hao thấp (chuyển giao ngắn, dữ liệu video) 5 Các ứng dụng nguyên thủy của IP
Nhƣ vật tham số thời gian thực và tƣơng tác cao đƣợc đặt lên hành đầu đối với mạng IP, phần lớn các ứng dụng thực hiện tốt trong các mạng chuyển mạch hƣớng kết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nối (chuyển mạch kênh và ATM) đáp ứng tốt đƣợc các yêu cầu này. Trong khi mạng IP truyền thống không hỗ trợ QoS cho các dịch vụ thời gian thực.
1.4 Một số kỹ thuật hỗ trợ chất lƣợng dịch vụ
Phân loại-Nhận dạng luồng: Để cung cấp sự ƣu tiên cho một số luồng nhất định, thì luồng phải đƣợc nhận dạng và nếu cần còn phải đánh dấu. Hai nhiệm vụ này lại thƣờng liên quan đến việc phân loại luồng. Khi gói đƣợc nhận dạng nhƣng không đƣợc đánh dấu, thì phân loại đƣợc gọi là trên cơ sở từng chặng. Đó là khi việc phân loại chỉ liên quan đến thiết bị chứa gói đó mà không đƣợc chuyển tới bộ định tuyến kế tiếp. Điều này xảy ra cùng với cơ chế xếp hàng theo yêu cầu (CQ) và xếp hàng ƣu tiên (PQ). Khi các gói đƣợc đánh dấu cho việc sử dụng trong toàn mạng, các bit ƣu tiên IP có thể đƣợc thết lập.
Xếp hàng: Do bản chất cụm của lƣu lƣợng audio/video/data, thỉnh thoảng lƣu lƣợng vƣợt quá tốc độ của đƣờng truyền (hay băng thông), ở trƣờng hợp này thì bộ định tuyến sẽ phải làm gì? Một cách để các phần tử mạng giải quyết vấn đề tràn lƣu lƣợng là sử dụng thuật toán hàng đợi để sắp xếp lƣu lƣợng và sau đó xác định một số phƣơng pháp để ƣu tiên ở đầu ra hàng đợi. Một số cơ chế hàng đợi hiện nay là:
Xếp hàng theo nguyên tắc vào trƣớc ra trƣớc (FIFO). - Xếp hàng ƣu 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).
Mỗi thuật toán xếp hàng đƣợc thiết kế để giải quyết các vấn đề lƣu lƣợng mạng cụ thể và có ảnh hƣởng đặc biệt lên chất lƣợng 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 thƣớc hữu hạn nên chúng có thể bị tràn khi ta chèn đầy lƣu lƣợng quá mức. Khi hàng đợi đầy, các gói tin đến sẽ không đƣợc xếp vào hàng đợi mà sẽ bị bỏ đi (thậm chí đó là các gói đó có độ ƣu 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 ƣu tiên cao. - Đƣa ra một số tiêu chuẩn cho phép loại bỏ các gói có độ ƣu tiên thấp trƣớc các
gói có độ ƣu tiên cao.
Tránh tắc nghẽn là một hình thức của quản lý hàng đợi. Kỹ thuật tránh tắc nghẽn giám sát tải trọng lƣu lƣợng trên mạng nhằm cố gắng tiên đoán trƣớc và tránh xảy ra nghẽn tại những nút cổ chai của mạng, điều này ngƣợc 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 .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Lập chính sách: Lập chính sách bao gồm các bƣớc sau: - Một vài lƣu lƣợng có thể đƣợc hạn chế tới một tốc độ cụ thể.
- Những gói vƣợt quá mức quy định có thể bị huỷ hay đánh dấu đặc biệt. Các bƣớc trong việc định dạng lƣu lƣợng:
- Lƣu lƣợng đƣợc hạn chế tới một tốc độ cụ thể đảm bảo phù hợp với các chính sách định ra cho nó.
- Những gói vƣợt quá mức quy định sẽ đƣợc xếp vào hàng đợi chứ không bị huỷ hay đánh dấu giống nhƣ việc lập chính sách.
Có thể sử dụng định dạng lƣu lƣợng để: - Kiểm soát việc sử dụng băng thông hiện có. - Thiết lập chính sách lƣu lƣợng.
- Điều phối luồng lƣu lƣợng để tránh tắc nghẽn.
Lập lịch: Lập lịch đặc trƣng về điều khiển thời gian của việc lƣu thoát gói khỏi mỗi hàng đợi. Lập lịch liên quan mật thiết tới hàng đợi-thƣờng tại giao diện đầu ra hƣớng tới router hoặc host tiếp theo, nhƣng cũng có thể là tại các điểm hàng đợi trong một router. Nhƣ 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 đƣợc. 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 cƣỡng chế quyền ƣu tiên tƣơng đối, hạn chế trễ, hoặc băng thông chủ định giữa các lớp lƣu lƣợng 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 đƣợc lấy ra khỏi hàng đợi có quan hệ với các lớp đó một cách thông thƣờng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kết luận chƣơng
Chƣơng I nói về tổng quan chất lƣợng dịch vụ trong mạng IP. Trình bày khái niệm chất lƣợng 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 ứng dụng thực tế và phân tích các yêu cầu khác nhau của chúng về chất lƣợng dịch vụ. Ở các chƣơng sau sẽ trình bày chi tiết hơn những vấn đề trình trên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƢƠNG II:
CÁC KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ
Nhập đề:
Sau khi kết thúc chƣơng I chúng ta đã có cái nhìn tổng quan về các yêu cầu về chất lƣợng dịch vụ trong mạng IP khi mà mạng phải hỗ trợ truyền tải cùng lúc nhiều lại dịch vụ khác nhau. Mỗi loại dịch vụ khác nhau đều có những đòi hỏi khác nhau về độ trễ, jitter, tỷ lệ mất gói và độ lƣu thoát. Trong chƣơng II chúng ta sẽ nghiên cứu về những phƣơng pháp kỹ thuật đƣợc cài đặt trên các bộ định tuyến, đây là nội dung quan trọng nhất để thể hiện trong các mô hình đảm bảo chất lƣợng dịch vụ trong mạng IP.