2.2.5.1 Chính sách lƣu lƣợng
Chính sách lƣu lƣợng đƣợc dùng để đo kiểm xem lƣu lƣợng của khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ có vƣợt quá tốc độ đã đƣợc thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ hay không. Lƣu lƣợng vƣợt quá có thể đƣợc chuyển tiếp đi với mức ƣu tiên thấp hơn (đánh dấu lại), hoặc cũng có thể loại bỏ. Hình 2.16 là sơ đồ cấu trúc bộ chính sách lƣu lƣợng. Bộ chính sách lƣu lƣợng gồm 2 thành phần: bộ đồng hồ đo lƣu lƣợng và bộ đánh dấu gói. Bộ đồng hồ đo lƣu lƣợng đo lƣu lƣợng đến để đánh dấu gói. Các gói đƣợc đánh dấu có thể đƣợc gửi đi, hay bị loại bỏ.
Đồng hồ đo lƣu lƣợng Đánh dấu gói
Hình 2.16 sơ đồ khối bộ chính sách lƣu lƣợng
Chính sách lƣu lƣợng có thể kiểm tra tốc độ đến của khách hàng bằng tốc độ thông tin thỏa thuận (CIR) hoặc theo 2 tốc độ CIR và tốc độ thông tin đỉnh (PIR). Chính sách 2 tốc độ CIR, PIR sử dụng thêm 3 tham số bổ xung: kích thƣớc bùng nổ đỉnh (PBS), kích thƣớc bùng nổ thỏa thuận (CBS), và kích thƣớc bùng nổ vƣợt (EBS). PIR là tốc độ truyền lớn nhất mà khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ thỏa thuận với nhau. PIR không thể lớn hơn tốc độ đƣờng truyền vật lý. PIR có đơn vị byte/s. CIR là tốc độ lƣu lƣợng trung bình mà nhà cung cấp thỏa thuận với khách hàng. CIR đƣợc đo lƣờng theo byte/s. Cả PIR, CIR chỉ tính số byte của gói IP, không tính tiêu đề của lớp 2. CBS là kích thƣớc bùng nổ lớn nhất mà mạng cam kết đến khách hàng ở tốc độ PIR trong khi vẫn tuân thủ thỏa thuận CIR. EBS là ngƣỡng khác của kích thƣớc bùng nổ vƣợt quá CBS, CBS<EBS. Những gói vƣợt EBS đƣợc đánh dấu màu đỏ. CBS, EBS đƣợc sử dụng trong mối liên hệ với CIR. PBS giống CBS và có liên hệ với PIR.
Chính sách lƣu lƣợng một tốc độ CIR có thể đƣợc biết đến trong RFC 2697 hay còn gọi là chính sách một tốc độ với 3 màu (srTCM). srTCM đo lƣờng tốc độ dựa trên đồng hồ đo lƣu lƣợng, đánh dấu gói bằng 3 màu hay 3 mức độ. Đó là màu xanh, vàng, đỏ. srTCM có 2 chế độ hoạt động là chế độ không có màu (color-blind) và chế độ có màu (color-aware). Chế độ không màu cho rằng các gói đến đồng hồ đo là không đƣợc đánh dấu, chế độ có màu cho rằng các gói đến đồng hồ đo là đƣợc đánh dấu với 1 mức ƣu tiên nào đó. srTCM cấu hình bằng cách chỉ định chế độ hoạt động, CIR, CBS, EBS.
Sinh viên: Trần Năng Lực – Lớp: D06VT1 33
Mục đích của srTCM là đảm bảo tốc độ trung bình của ngƣời dùng trong phạm vi CIR. Nhƣng có 1 vấn đề, thang đo thời gian của CIR là gì? Thang đo này sẽ ảnh hƣởng đến kết quả của CIR nếu xác định trong thời gian trung bình lớn.
Thùng chứa thẻ ( token bucket) là một mô hình toán học đƣợc sử dụng ở bộ định tuyến để điều chỉnh lƣu lƣợng. Hình 2.17 là mô hình thùng chứa thẻ. Mô hình này gồm 2 thành phần:
- Thẻ (token) biểu thị cho một đơn vị lƣu lƣợng theo số byte cố định.
- Thùng chứa thẻ (token bucket): thùng chứa thẻ có khả năng lƣu giữ một số lƣợng thẻ nhất định. Mỗi lần 1 gói kích thƣớc n byte truyền đi, n thẻ đƣợc rút ra Thẻ đi đến,
tốc độ r Thẻ đi ra
Độ dài thùng chứa thẻ, b
Hình 2.17 Thùng chứa thẻ
Giải thuật thùng thẻ đƣợc trình bày nhƣ sau: thẻ đƣợc đƣa vào với tốc độ r; Thùng có thể chứa tối đa b thẻ; Một thẻ đến khi thùng chứa thẻ đầy sẽ bị loại bỏ; Khi một gói tin n byte truyền đến n thẻ sẽ đƣợc loại khỏi thùng, sau đó gói tin sẽ đƣợc truyền qua; Nếu số thẻ còn trong thùng nhỏ hơn n, gói tin sẽ không đƣợc truyền và đƣợc gọi là không đúng điều kiện (non-conformant), số thẻ trong thùng dữ nguyên.
Hình 2.18 minh họa hai thùng chứa thẻ ở chế độ srTCM. srTCM sử dụng 2 thùng chứa thẻ, thùng C và E. Kích thƣớc chứa lớn nhất của C là CBS. Thùng C đƣợc khởi tạo bộ đếm thẻ Tc=CBS. Kích thƣớc thùng E là EBS. Thùng E đƣợc khởi tạo bộ đếm thẻ Te=EBS. Sau mỗi chu kỳ 1/CIR cả 2 bộ đếm Tc, Te đƣợc cập nhật. Thuật toán cập nhật 2 thùng chứa thẻ nhƣ sau. Sau mỗi chu kỳ 1/CIR, nếu C chƣa đầy (Tc<CBS) thì Tc=Tc+1. Nếu C đầy nhƣng E chƣa đầy (Tc=CBS, Te<EBS) thì Tc không đổi, Te=Te+1. Nếu C, E đều đầy thì Tc, Te không đổi.
Sinh viên: Trần Năng Lực – Lớp: D06VT1 34 Thùng chứa thẻ C Thùng chứa thẻ B CBS EBS Tc Te Hình 2.18 Hai thùng chứa thẻ C, B ở chế độ srTCM
Hình 2.19 minh họa sự hoạt động ở chế độ không màu của srTCM. Trong chế độ không màu của srTCM. Một gói đến không đƣợc đánh dấu màu có kích thƣớc B đến ở thời điểm t đến đồng hồ đo. Đầu tiên đồng hồ đo so sánh kích thƣớc B với bộ đếm Tc. Nếu Tc đủ số thẻ ( B ≤Tc) gói đƣợc đánh dấu màu xanh sau đó: Tc=Tc-B. nếu không có đủ số thẻ (B>Tc), đồng hồ đo kiểm tra bộ đếm thẻ Te. Nếu E có đủ số thẻ, B≤Te. Gói đƣợc đánh dấu màu vàng, Tc không đổi và Te=Te-B. Nếu E không đủ số thẻ, B>Te, gói đƣợc đánh dấu màu đỏ. Trong trƣờng hợp này cả Tc, Te không đổi.
Trong chế độ có màu, các gói đến đồng hồ đo lƣu lƣợng là đã đƣợc đánh dấu màu từ trƣớc. Nó giống chế độ không đánh dấu màu. Một gói đến ở thời điểm t. Nó có màu xanh nếu B≤Tc, Tc=Tc-B, khi đó Te không đổi. Nó có màu vàng nếu Tc≤B≤Te, khi đó Te=Te-B, Tc không đổi. Nó có màu đỏ nếu Te<B, khi đó Te, Tc không đổi. Trong chế độ này một gói màu vàng có thể đƣợc giữ nguyên màu vàng hoặc đánh dấu lại màu đỏ, nhƣng không bao giờ đƣợc đanh dấu là màu xanh. Gói màu vàng đƣợc đánh dấu lại là màu đỏ nếu cả 2 thùng chứa không có đủ số thẻ, B>Tc, B>Te. Hình 2.20 minh họa hoạt động ở chế độ có màu của srTCM.
B byte So sánh B với Tc, Te Tc≥B Tc<B Te≥B Te<B Xanh Vàng Đỏ Gói không đƣợc đánh dấu màu Đánh dấu màu
Sinh viên: Trần Năng Lực – Lớp: D06VT1 35 Màu trƣớc đó Đánh dấu màu Tc≥B Tc<B Te≥B Te<B Đỏ Vàng Xanh Đỏ Đỏ Đỏ Vàng Vàng Đỏ Xanh Vàng Đỏ
Hình 2.20 Hoạt động ở chế độ có màu của srTCM
Khi sử dụng mô hình 2 thẻ chứa của srTCM, tốc độ lƣu lƣợng đƣợc đo lƣờng nhƣ sau:
- Phù hợp (conforming) có đủ số thẻ trong thùng chứa thẻ C.
- Vƣợt quá ( exceeding): Không đủ số thẻ trong thùng chứa thẻ C nhƣng có đủ thẻ trong thùng chứa thẻ B.
- Không cho phép (violating): không đủ số thẻ trong thùng chứa thẻ B, C.
Với 2 thùng thẻ chứa, tùy thuộc vào màu của gói tin, những lƣu lƣợng vƣợt quá có thể đánh dấu lại với mức ƣu tiên thấp hơn và gửi đi, và loại những lƣu lƣợng không đƣợc phép. Mục đích chính của phƣơng pháp sử dụng 2 thùng chứa thẻ là có khả năng phân biệt lƣu lƣợng vƣợt quá CBS nhƣng không phải vƣợt quá EBS. Điều đó cho phép thực hiện những chính sách khác nhau đƣợc áp dụng cho những gói trong EBS.
Chế độ đo lƣờng 2 tốc độ CIR và PIR đƣợc biết đến bởi RFC 2698 hay còn gọi là 2 tốc độ với 3 màu (trTCM). Giống srTCM , trTCM cũng có 2 chế độ là có màu và không màu. trTCm đƣợc cấu hình bằng cách thiết lập chế độ, tham số PIR, CIR, PBS, CBS.
trTCM sử dụng 2 thùng thẻ: C và P. Thùng C để giám sát CIR, thùng P giám sát PIR. Thùng C có kích thƣớc CBS, bộ đếm Tc đƣợc cập nhật ở tốc độ CIR. Thùng P có kích thƣớc PBS, bộ đếm Tp đƣợc cập nhật ở tốc độ PIR. Trong chế độ không màu của trTCM. Giả thiết rằng một gói không có màu kích thƣớc B đến ở thời điểm t. Gói B đƣợc so sánh với bộ đếm Tp. Nếu P không đủ số thẻ, B>Tp, gói đƣợc đánh dấu màu đỏ không quan tâm tới Tc, và Tp không đổi. Nếu P đủ số thẻ, B≤Tp, gói B đƣợc so sánh với bộ đếm Tc. Nếu Tc<B gói đƣợc đánh dấu màu vàng và Tp=Tp-B. Nếu B≤Tc gói đƣợc đánh dấu màu xanh và Tp=Tp-B, Tc=Tc-B.. Hình 2.21 minh họa hoạt động trTCM không màu.
Sinh viên: Trần Năng Lực – Lớp: D06VT1 36 B byte Gói không đƣợc đánh dấu màu So sánh với Tp So sáng với Tc Tp≥B Tp<B Tc<B Tc≥B Vàng Đỏ Xanh Đỏ
Hình 2.21 Hoạt động ở chế độ không màu của trTCM
Trong chế độ có màu. Giả thiết rằng gói kích thƣớc B đến đã đƣợc đánh dấu màu. Nếu một gói đến là màu đỏ, nó giữ nguyên màu. Nếu gói đến có màu vàng, nó đánh dấu lại là màu đỏ nếu B≤Tp. Nếu gói màu xanh nó đánh dấu lại nhƣ sau: màu đỏ nếu Tp<B, vàng nếu Tc<B≤Tp và Tp=Tp-B, màu xanh nếu Tc≥B, Tp≥b và Tc=Tc-B, Tp=Tp-B.
2.2.5.2 Định hình lƣu lƣợng
Định hình lƣu lƣợng là thay đổi tốc độ luồng lƣu lƣợng vào đến một tốc độ luồng đầu ra bằng phẳng. Nếu lƣu lƣợng đầu vào có sự bùng nổ lớn, nó cần lƣu đệm để đầu ra có tốc độ luồng ổn định. Có 2 loại định hình lƣu lƣợng: định hình lƣu lƣợng thuần khiết, và định hình lƣu lƣợng thùng chứa thẻ.
Hình 2.22 minh họa định hình lƣu lƣợng thuần khiết. Các gói đến đƣợc đƣa vào một bộ đệm có kích thƣớc d. Các gói đƣợc gửi ra đƣờng truyền ở một tốc độ không đổi r. Mục đích của định hình lƣu lƣợng thuần khiết là không cho lƣu lƣợng bùng nổ ở đầu ra. Thƣờng thì tốc độ đầu ra r nhỏ hơn tốc độ của đƣờng truyền vật lý C.
Sinh viên: Trần Năng Lực – Lớp: D06VT1 37 Các gói đến bùng nổ Tốc độ ra r Tốc độ đƣờng truyền vật lý, C Hình 2.22 Định hình lƣu lƣợng thuần khiết
Hình 2.23 minh họa định hình thùng chứa thẻ. Định hình lƣu lƣợng thùng chứa thẻ sử dụng thùng chứa thẻ, giống thùng chứa C đƣợc sử dụng cho CIR ở srTCM và trTCM. Các thẻ đƣợc đƣa vào trong thùng chứa thẻ với một tốc độ không đổi r. Thùng chứa thẻ có kích thƣớc d. Nếu thùng chứa thẻ đã đầy, các thẻ đến sẽ bị loại bỏ.
Các thẻ đi đến, tốc độ r Tốc độ ra, C Tốc độ đƣờng truyền vật lý, C Thùng chứa thẻ d Các gói đến Hình 2.23 Định hình lƣu lƣợng thùng chứa thẻ
Mỗi một thẻ cho phép bộ đệm đầu vào gửi một byte của một gói. Nếu trong bộ đệm không có gói dữ liệu, đáy của thùng chứa thẻ đóng lại vì vậy không có thẻ nào đƣợc đi ra. Khi trong bộ đệm có các gói dữ liệu, các thẻ đƣợc rút ra ở tốc độ đƣờng truyền vật lý ở tốc độ C vì vậy các gói có thể đƣợc truyền bùng nổ ở đầu ra. Nếu thùng
Sinh viên: Trần Năng Lực – Lớp: D06VT1 38
chứa thẻ hoàn toàn đã dùng hết các thẻ, gói dữ liệu ở trong bộ đệm phải chờ đến khi có đủ số thẻ trong thùng chứa để gửi gói đi.