3.1 Yờu cầu và đặc điểm chung
Phạm vi của phần chất lượng dịch vụ tập trung vào kết nối súng vụ tuyến của WiMAX. Để đảm bảo chất lượng dịch vụ, diễn đàn WiMAX định nghĩa một khung làm việc để đảm bảo chất lượng dịch vụ. Yờu cầu đối với khung làm việc đú là:
Cung cấp cỏc mức khỏc nhau và mức tốt nhất của chất lượng dịch vụ cho thuờ bao
Kiểm soỏt cho phộp một yờu cầu mới dựa trờn kiểm tra tài nguyờn hiện cú
Quản lý băng thụng
Kiến trỳc sẽ hỗ trợ cỏc phương tiện khỏc nhau để thực hiện cỏc chớnh sỏch như đó định nghĩa bởi cỏc tổng đài cho chất lượng dịch vụ dựa trờn cỏc bản cam kết mức độ dịch vụ của họ, nú cú thể đũi hỏi thực hiện chớnh sỏch cho người sử dụng và nhúm người sử dụng cũng như cỏc yếu tố như vị trớ, thời gian trong ngày,… Chớnh sỏch chất lượng dịch vụ cú thểđược đồng bộ giữa cỏc tổng đài phụ thuộc vào bản cam kết mức độ dịch vụ của thuờ bao.
Kiến trỳc sẽ sử dụng cỏc cơ chế chuẩn IETF cho việc quản lý định nghĩa chớnh sỏch và thực hiện chớnh sỏch giữa cỏc tổng đài.
Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa khung làm việc đảm bảo chất lượng dịch vụ cho giao diện khụng khớ. Theo IEEE 802.16, một đăng ký được liờn kết với một số luồng dịch vụ mụ tả bởi cỏc tham số chất lượng dịch vụ. Thụng tin này sẽđược cung cấp trong hệ thống quản lý thuờ bao (vớ dụ cơ sở dữ liệu của server xỏc thực, uỷ quyền và kế toỏn) hoặc server chớnh sỏch. Theo mụ hỡnh dịch vụ tĩnh, SS khụng được phộp thay đổi cỏc tham số của cỏc luồng dịch vụ
SS hoặc BS cú thể tạo, thay đổi hoặc xúa cỏc luồng dịch vụ động. Trong trường hợp này, một yờu cầu dịch vụ động được đỏnh giỏ dựa vào thụng tin
được cung cấp để quyết định yờu cầu cú được cấp phộp hay khụng. Chi tiết hơn chỳng ta sẽ tỡm hiểu trong phần 3.3.
Diễn đàn WiMAX mở rộng khung làm việc QoS trong đặc tả IEEE 802.16 cho kiến trỳc tham chiếu của mạng WiMAX. Diễn đàn WiMAX khụng giải quyết sự cung cấp chất lượng dịch vụ trong mạng truy cập và mạng lừi. Tuy nhiờn, trong phiờn bản 1 diễn đàn WiMAX chưa định nghĩa tạo luồng dịch vụđộng, chưa định nghĩa giao diện giữa thực thể chức năng chớnh sỏch và thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ.
3.2 Mụ hỡnh chất lượng dịch vụ
Mụ hỡnh chất lượng dịch vụ được xõy dựng dựa trờn yờu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ, dựa trờn đặc tả IEEE 802.16 và mụ hỡnh tham chiếu kiến trỳc (như mụ tả trong phần 2.1). Mụ hỡnh bao gồm cỏc phần tử chức năng sau: thực thể thực hiện chức năng chớnh sỏch, thực thể quản trị luồng dịch vụ, thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ, thực thể xỏc thực uỷ quyền kế toỏn.
Hỡnh 3.1 minh hoạ cỏc thực thể chức năng trong mụ hỡnh chất lượng dịch vụ. Trong hỡnh vẽ, cỏc mũi tờn đứt nột thể hiện diễn đàn WiMAX vẫn chưa thống nhất về cỏch thức giao tiếp.
PAAA AAA Chức năng chớnh sỏch Chức năng ứng dụng Cơ sở dữ liệu chớnh sỏch Chức năng chớnh sỏch Chức năng ứng dụng Nhà cung cấp dịch vụ mạng ngoài SS R1 Mạng dịch vụ truy cập Quản trị luồng dịch vụ Đường dữ liệu Fn Kiểm soỏt cho phộp Thụng tin tài nguyờn nội bộ R6 Cơ sở dữ liệu chớnh sỏch nội bộ R4 Phần phục vụ Fn Phần neo Fn R3 R3 Uỷ quyền luồng dịch vụ R5 R5 Cơ sở dữ liệu chớnh sỏch Nhà cung cấp dịch vụ mạng nhà Bảng thụng tin chất lượng dịch vụ của cỏc thuờ bao Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh đảm bảo chất lượng dịch vụ (Nguồn: [14], trang 42) Chức năng chớnh sỏch nhà và cơ sở dữ liệu chớnh sỏch liờn kết với chức năng chớnh sỏch nhà thuộc về nhà cung cấp dịch vụ mạng nhà. Cỏc thụng tin
được duy trỡ bao gồm cỏc luật chớnh sỏch chung của nhà cung cấp dịch vụ
mạng nhà cũng như cỏc luật chớnh sỏch phụ thuộc vào ứng dụng. Ngoài ra, cơ
sở dữ liệu của chức năng xỏc thực uỷ quyền và kế toỏn cú thể cung cấp cơ sở
của người sử dụng và cỏc chớnh sỏch liờn quan. Tuy vậy, tương tỏc giữa chức năng chớnh sỏch và chức năng xỏc thực uỷ quyền và kế toỏn chưa được diễn
đàn WiMAX đưa ra. Chức năng chớnh sỏch cú nhiệm vụđỏnh giỏ cỏc yờu cầu dịch vụ dựa vào cỏc chớnh sỏch đú. SS giao tiếp trực tiếp với chức năng ứng dụng sử dụng cỏc giao thức điều khiển của lớp ứng dụng và chức năng ứng dụng xem xột kớch hoạt luồng dịch vụ WiMAX tới chức năng chớnh sỏch (trong trường hợp chuyển vựng, chức năng ứng dụng cú thểđược chứa tại nhà cung cấp dịch vụ mạng nhà cũng như thụng qua nhà cung cấp dịch vụ mạng ngoài nơi chức năng chớnh sỏch kớch hoạt).
Thực thể quản trị luồng dịch vụ nằm trong mạng dịch vụ truy cập. Phần tử quản trị luồng dịch vụ cú vai trũ trong việc tạo, cho phộp, kớch hoạt, sửa
đổi và xúa cỏc luồng dịch vụ 802.16. Thực thể quản trị luồng dịch vụ luụn nằm tại BS. Nú bao gồm một chức năng kiểm soỏt cho phộp, thụng tin tài nguyờn nội bộ liờn quan và chức năng tạo đường dữ liệu. Trong đú:
Chức năng kiểm soỏt cho phộp sử dụng để quyết định một luồng dịch vụ mới cú được chấp nhận hay khụng dựa vào mức độ sử dụng súng vụ tuyến và cỏc tài nguyờn nội bộ khỏc hiện tại.
Chức năng tạo đường dữ liệu quản lý việc thiết lập khụng gian vận chuyển giữa cỏc thực thể vớ dụ như tạo đường hầm giữa hai thực thể
sử dụng cỏc giao thức tạo đường hầm như RFC 2003, RFC 2004. Thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ nằm trong mạng dịch vụ truy cập. Nú bao gồm phần neo và phần phục vụ. Trong đú:
Phần neo của thực thể uỷ quyền luồng dịch vụđược gỏn cho mỗi SS sau khi SS đăng ký thành cụng. Phần neo của thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ khụng thay đổi cho khoảng thời gian phiờn xỏc thực SS.
yờu cầu chất lượng dịch vụ và ỏp dụng cỏc chớnh sỏch chất lượng dịch vụ cho một SS. Thực thể chuyển tiếp sự uỷ quyền luồng dịch vụ mà trực tiếp giao tiếp với thực thể quản trị luồng dịch vụ gọi là phần phục vụ của thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ (khi khụng cú sự
chuyển tiếp, phần neo của thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ cũng là phần phục vụ).
Trong trường hợp bảng thụng tin chất lượng dịch vụ của người sử dụng
được tải từ thực thể xỏc thực uỷ quyền và kế toỏn về thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ tại pha vào mạng, thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ cú vai trũ đỏnh giỏ yờu cầu dịch vụ dựa trờn bảng thụng tin chất lượng dịch vụ của người sử dụng.
Định danh của phần phục vụ nếu khỏc phần neo, phần neo phải biết định danh này. Tương tự, phần phục vụ phải biết định danh của phần neo. Phần neo và phần phục vụ của thực thể uỷ quyền luồng dịch vụ cũng thực hiện sự (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ộp buộc chớnh sỏch mức mạng dịch vụ truy cập sử dụng cơ sở dữ liệu chớnh sỏch nội bộ và một chức năng chớnh sỏch nội bộ liờn quan. Chức năng chớnh sỏch nội bộ cũng cú thểđược sử dụng để ộp buộc kiểm soỏt cho phộp dựa trờn cỏc tài nguyờn khả dụng. Sự thực hiện điều này là nội bộ đối với thực thể uỷ
quyền luồng dịch vụ và đặc tả khụng quy định.
Thực thể xỏc thực uỷ quyền và kế toỏn giữ bảng thụng tin chất lượng dịch vụ của người sử dụng và cỏc luật chớnh sỏch liờn quan. Thụng tin này cú thểđược sử dụng một trong hai cỏch:
Chỳng cú thểđược tải xuống phần uỷ quyền luồng dịch vụ tại điểm vào mạng như một phần của thủ tục xỏc thực và uỷ quyền.
Chỳng cú thể được cung cấp trong chức năng chớnh sỏch, tựy chọn này khụng nằm trong phiờn bản WiMAX 1.0.
Như vậy, chỳng ta nhận thấy rằng:
cầu dịch vụ sắp đến dựa trờn bảng thụng tin của người sử dụng.
Nếu theo cỏch 2 thỡ việc đỏnh giỏ yờu cầu dịch vụ được đưa đến chức năng chớnh sỏch nhà.
3.3 Cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ của IEEE 802.16
Trong cỏc phần trờn chỳng ta đó nghiờn cứu về cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ của cỏc lớp trờn MAC. Trong phần này, chỳng ta sẽ tỡm hiểu cơ
chếđảm bảo chất lượng dịch vụ tại mức MAC, nghĩa là cơ chếđảm bảo chất lượng dịch vụ IEEE 802.16 định nghĩa. Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa cỏc phương phỏp hỗ trợ dịch vụ sau: Phõn loại luồng dịch vụ Quản trị luồng dịch vụđộng Mụ hỡnh kớch hoạt 2 pha 3.3.1 Phõn loại luồng dịch vụ Đặc điểm chớnh của việc cung cấp chất lượng dịch vụ của 802.16 khỏc với cỏc chuẩn cụng nghệ khỏc (802.11 và 3G) là nú liờn kết mỗi gúi tin với một luồng dịch vụ. MAC của 802.16 là hướng kết nối. Mỗi kết nối cú một
định danh kết nối (CID) và một định danh luồng dịch vụ (SFID) của một lớp dịch vụ. Cỏc lớp trờn của MAC ỏnh xạ dữ liệu vào lớp dịch vụ. Cỏc ứng dụng cú thể yờu cầu cỏc luồng dịch vụ với cỏc tham số chất lượng dịch vụ mong muốn thụng qua lớp dịch vụ. Khi ứng dụng muốn gửi gúi tin, luồng dịch vụ được ỏnh xạ tới kết nối qua định danh kết nối. 802.16 cung cấp 4 kiểu dịch vụ
lớp dịch vụ, luồng dịch vụ, kiểu dịch vụ lập lịch.
Lớp dịch vụ chứa tập tham số chất lượng dịch vụ. Tờn của lớp dịch vụ là một chuỗi ASCII. Lớp dịch vụ sử dụng để thay vỡ việc định nghĩa từng tham số chất lượng dịch vụ của luồng dịch vụ, cỏc lớp trờn và cỏc ứng dụng ngoài cú thế sử dụng tờn lớp dịch vụ. Luồng dịch vụ cú thểđịnh nghĩa từng tham số
chất lượng dịch vụ hoặc cú thể sử dụng một lớp dịch vụ đó định nghĩa tập tham số chất lượng dịch vụ hoặc sử dụng một lớp dịch vụ với một tập tham số
chất lượng dịch vụđược sửa đổi.
Luồng dịch vụ là một trong những thành phần quan trọng nhất của lớp MAC. Luồng dịch vụ sử dụng như dịch vụ giao vận để chuyển cỏc gúi tin, cung cấp chất lượng dịch vụ cho cỏc gúi tin. Mỗi luồng dịch vụ cú một tập cỏc tham số chất lượng dịch vụ. Một luồng dịch vụ cú thể sử dụng bởi nhiều gúi tin. Luồng dịch vụ là một chiều, nú cú thể sử dụng bởi BS dành cho SS hoặc SS dành cho BS. Luồng dịch vụ cú 32 bớt định danh, gọi là SFID.
IEEE 802.16 cung cấp 4 kiểu dịch vụ lập lịch:
Dịch vụ cấp khụng phải yờu cầu (Unsolicited Grant Services - UGS): Dịch vụ này hỗ trợ tốc độ bớt hằng số (CBR) như VoIP. Cỏc
ứng dụng này đũi hỏi cấp phỏt băng thụng hằng số.
Dịch vụ thăm dũ thời gian thực (Real-Time Polling Services - rtPS): Dịch vụ này hỗ trợ cho cỏc dịch vụ tốc độ bớt thay đổi thời gian thực như MPEG video. Cỏc ứng dụng này cú cỏc yờu cầu băng thụng cụ thể cũng nhưđộ trễ lớn nhất. Cỏc gúi tin đến chậm mà quỏ thời gian độ trễ lớn nhất cho phộp sẽ bị bỏ qua.
Dịch vụ thăm dũ khụng phải thời gian thực (Non-Real-Time Polling Services - nrtPS): Dịch vụ này cho cỏc luồng khụng phải thời gian
thực, nú đũi hỏi tốt hơn dịch vụ Best Effort vớ dụ truyền tập tin
hỏi cấp phỏt băng thụng tối thiểu.
Dịch vụ cố gắng tốt nhất (Best Effort Services - BE): Dịch vụ này khụng cung cấp sự đảm bảo nào nhưng người sử dụng cú thể sử
dụng tốc độ dữ liệu tối đa. Dịch vụ này hỗ trợ cỏc dịch vụ khụng phải thời gian thực như duyệt web.
3.3.2 Quản trị luồng dịch vụ động
Cơ chế này cho phộp tạo mới một luồng dịch vụ, thay đổi một luồng dịch vụ, xoỏ một luồng dịch vụ khi cần. Nhiều luồng dịch vụ cú thể được cấp cho cựng một ứng dụng vỡ thế cỏc luồng dịch vụ cú thể thờm nếu cần. Việc quản trị luồng dịch vụđộng thực hiện thụng qua cỏc giao dịch. Sau đõy, chỳng ta sẽ
tỡm hiểu lần lượt cỏc vấn đề về giao dịch, cơ chế thực hiện tạo, thay đổi và xoỏ luồng dịch vụ.
3.3.2.1 Giao dịch (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mỗi giao dịch cú một định danh duy nhất. Để phõn biệt giữa cỏc giao dịch khởi tạo bởi BS và SS, SS sử dụng giỏ trịđịnh danh giao dịch từ 0000 tới 7FFF, BS sử dụng giỏ trịđịnh danh giao dịch từ 8000 tới FFFF.
Cú tổng cộng 6 kiểu giao dịch, cỏc giao dịch đú được khởi tạo nội bộ
hoặc khởi tạo từ xa cho mỗi bản tin DSA, DSC và DSD. Bản tin DSA sử
dụng để tạo mới luồng dịch vụ, bản tin DSC sử dụng để thay đổi luồng dịch vụ, bản tin DSD sử dụng để xoỏ luồng dịch vụ.
Một giao dịch cú 3 trạng thỏi là pending, holding và deleting. Trong trạng thỏi pending, giao dịch đợi một trả lời. Trong trạng thỏi holding, giao dịch đó nhận một trả lời và giữ bản tin đú để cú thể gửi lại trong trường hợp mất bản tin. Trong trạng thỏi deleting, giao dịch xoỏ luồng dịch vụđang được
xử lý.
Cú 2 mức xử lý thụng qua 2 kiểu sơ đồ trạng thỏi: Sơ đồ chuyển trạng thỏi luồng dịch vụ động và sơ đồ chuyển trạng thỏi DSx (6 sơ đồ). Yờu cầu thờm, thay đổi, xoỏ luồng dịch vụ được chuyển tới mức sơ đồ chuyển trạng thỏi luồng dịch vụđộng. Qua sơ đồ này, cỏc bản tin DSx được chuyển tới sơ đồ chuyển trạng thỏi DSx thớch hợp.
Sơ đồ chuyển trạng thỏi luồng dịch vụđộng cú thể gửi một trong cỏc đầu vào sau tới sơ đồ chuyển trạng thỏi DSx, đú là SF Add, SF Change, SF Delete, SF Abort Add, SF Change-Remote, SF Delete-Local ,SF Delete-Remote, SF DSA-ACK Lost, DSA-REQ Lost, DSC-ACK Lost và DSC-REQ Lost.
Tương tự, trong trả lời tới đầu vào từ sơ đồ chuyển trạng thỏi luồng dịch vụđộng và kết quả của quỏ trỡnh xử lý đó được thực hiện trong sơ đồ chuyển trạng thỏi DSx. Sơ đồ chuyển trạng thỏi DSx gửi trở lại một trong cỏc bản tin sau: DSA Succeed, DSA Failed, DSA ACK Lost, DSA Erred, DSA Ended, DSC Succeeded, DSC Failed, DSC ACK Lost, DSC Erred, DSC Ended, DSD Succeeded, DSD Erred, DSD Ended.
Luồng dịch vụđộng cú trạng thỏi null hoặc normal. Trong trạng thỏi null, khụng cú luồng dịch vụ nào tồn tại tương ứng với SFID hoặc định danh giao dịch của bản tin giao dịch. Để chuyển luồng dịch vụ từ trạng thỏi null sang trạng thỏi normal sử dụng bản tin DSA. Luồng dịch vụ cú một SFID được gỏn khi luồng dịch vụ tồn tại. Trong trạng thỏi normal, nú cú thể thay đổi nhiều lần sử dụng bản tin DSC. Luồng dịch vụ quay lại trạng thỏi null khi bản tin DSD được sử dụng.
3.3.2.2 Tạo luồng dịch vụ động
Tạo luồng dịch vụđộng cú thểđược khởi tạo bởi BS hoặc SS. Chỳng gửi tập tham số chất lượng dịch vụ của luồng dịch vụ mới, một cho luồng dịch vụ
đường lờn và/hoặc một cho luồng dịch vụđường xuống trong bản tin DSA. Quỏ trỡnh tạo mới thành cụng luồng dịch vụđộng bởi SS như sau:
Đầu tiờn, SS kiểm tra tài nguyờn cho luồng dịch vụ mới là khả dụng thỡ gửi bản tin DSA-REQ với tập tham số chất lượng dịch vụ tới BS.