Mất thụng tin là một thụng số QoS khụng được đề cập thường xuyờn như là băng thụng và trễ, đặc biệt đối với mạng Internet. Đú bởi vỡ bản chất tự nhiờn được thừa nhận của mạng Internet là "cố gắng tối đa". Nếu cỏc gúi IP khụng đến được đớch thỡ lý do được đưa ra khụng phải là do mạng Internet. Điều này khụng cú nghĩa là ứng dụng sẽ tất yếu bị lỗi, bởi vỡ nếu cỏc thụng tin bị mất vẫn cần thiết đối với ứng dụng thỡ nú sẽ phải tự yờu cầu bờn gửi gửi lại bản sao của thụng tin bị mất. Bản thõn mạng khụng quan tõm giỳp đỡ vấn đề này, bởi vỡ bản sao của thụng tin bị mất khụng được lưu lại tại bất cứ nỳt nào của mạng. Hỡnh 2.4: Trễ và mất gúi tin Mất ở trong mạng 2 1 3 4 5 4 2 5 1 time Gúi từ phớa người gửi
time time Gúi kết thỳc 1 4 5 Gúi nhận Mất do time out
Tại sao cỏc mạng, khụng chỉ Internet, lại mất thụng tin? Thực sự là cú nhiều lý do, nhưng hầu hết trong số chỳng cú thể truy nguyờn từ cỏc ảnh hưởng của lỗi trờn mạng. Vớ dụ, nếu một kết nối bị hỏng, thỡ tất cả cỏc bit đang truyền trờn liờn kết này sẽ
khụng, và khụng thể, tới được đớch. Nếu một nỳt mạng vớ dụ như bộđịnh tuyến hỏng, thỡ tất cả cỏc bit hiện đang ở trong bộ đệm và đang được xử lý bởi nỳt đú sẽ biến mất khụng để lại dấu vết. Do những loại hư hỏng này trờn mạng cú thể xảy ra bất cứ lỳc nào, nờn việc một vài thụng tin bị mất do lỗi trờn mạng là khụng thể trỏnh khỏi.
Tỏc động của mất thụng tin là tuỳ thuộc và ứng dụng. Điều khiển lỗi trờn mạng là một quỏ trỡnh gồm hai bước, mà bước đầu tiờn là xỏc định lỗi. Bước thứ hai là khắc phục lỗi, nú cú thểđơn giản là bờn gửi truyền lại đơn vị bị mất thụng tin. Một vài ứng dụng, đặc biệt là cỏc ứng dụng thời gian thực, khụng thể đạt hiệu quả khắc phục lỗi bằng cỏch gửi lại đơn vị tin bị lỗi. Cỏc ứng dụng khụng phải thời gian thực thỡ thớch hợp hơn đối với cỏch truyền lại thụng tin bị lỗi, tuy nhiờn cũng cú một số ngoại lệ (vớ dụ như cỏc hệ thống quõn sự tấn cụng mục tiờu trờn khụng khụng thể sử dụng hiệu quả
với cỏch khắc phục lỗi bằng truyền lại).
Vỡ những lý do này, thụng số QoS mất thụng tin khụng những nờn định rừ một giới hạn trờn đối với ảnh hưởng của lỗi mà cũn nờn cho phộp người sử dụng xỏc định xem cú lựa chọn cỏch sửa lỗi bằng truyền lại hay khụng. Tuy nhiờn, hầu hết cỏc mạng (đặc biệt là mạng IP) chỉ cung cấp phương tiện vận chuyển thụđộng, cũn xỏc định lỗi, khắc phục lỗi thường được để lại cho ứng dụng (hay người sử dụng).
2.2.5. Độ khả dụng
Cỏc mạng tồn tại để phục vụ người sử dụng. Tuy nhiờn, mạng cần cú biện phỏp bảo dưỡng phũng ngừa nếu cỏc tỡnh huống hỏng húc tiềm tàng được phỏt hiện và dự đoỏn trước. Một chiến lược đỳng đắn bằng cỏch định kỳ tạm thời tỏch cỏc thiết bị ra khỏi mạng để thực hiện cỏc cụng việc bảo dưỡng và chuẩn đoỏn trong một khoảng thời gian ngắn cú thể giảm thời gian ngừng hoạt động do hỏng húc. Tất nhiờn, thậm chớ với một biệt phỏp bảo dưỡng hoàn hảo nhất cũng khụng thể trỏnh được cỏc lỗi khụng tiờn
đoỏn trước và cỏc lỗi nghiờm trọng của kết nối và thiết bị theo thời gian.
Khụng lõu trước đõy, mạng PSTN cú lịch trỡnh thời gian và bảo dưỡng nghiờm ngặt hơn nhiều mạng dữ liệu. PSTN phải cú khả năng truyền cỏc cuộc gọi cả ngày lẫn
đờm và tất cả cỏc ngày trong năm. Cú những khoảng thời gian chỉ cú rất ớt cuộc gọi, như khoảng từ 3 đến 4 giờ sỏng, nhưng lại cú cuộc gọi hầu như tất cả cỏc khoảng thời gian. Đương nhiờn, phải cú những nguyờn tắc để bảo dưỡng phũng ngừa với mạng PSTN. Một số hoạt động cú thể thực hiện lỳc lưu lượng được biết trước là tạm lắng, và một số hoạt động cú thể khụng bao giờđược thực hiện trong cỏc giờ hoặc ngày bận...
Mạng dữ liệu thực hiện cụng việc đú dễ hơn. Hầu hết mạng dữ liệu dành cho kinh doanh, và do đú hoạt động trong những giờ kinh doanh, thường là từ 8 giờ sỏng
đến 5 giờ chiều, từ thứ Hai đến thứ Sỏu. Hoạt động bổ trợ cú thể thực hiện "ngoài giờ", và một tập kiểm tra đầy đủ với mục đớch phỏt hiện ra cỏc vấn đề cú thể chạy trong ngày nghỉ.
Internet và Web đó thay đổi tất cả. Mọi mạng toàn cầu phải giải quyết vấn đề
rằng thực sự cú một số người luụn cố gắng truy nhập vào mạng tại một sốđịa điểm. Và thậm chớ Internet cú thể thậm chớ cú ớch ở nhà vào 10 giờ tối hơn là ở cơ quan vào 2 giờ chiều.
Tuy nhiờn, nếu người sử dụng nhận thức rừ rằng họ khụng thể cú mạng như
mong muốn trong tất cả thời gian (vài người khụng hiểu điều này một chỳt nào), bao nhiờu thỡ đủ? Và khi nào hỏng húc xảy ra, dịch vụ phải được khụi phục nhanh đến mức nào? Cả hai là khớa cạnh chủ yếu của thụng số QoS độ khả dụng, hay độ tin cậy của mạng.
Một năm cú 60 * 60 * 24 * 365, hay 31.536.000, giõy. Giả thiết một mạng khả
dụng 99 phần trăm thời gian. Điều này cho phộp một nhà cung cấp dịch vụ cú 315.360 giõy, hay 87,6 giờ mạng khụng hoạt động trong một năm. Khoảng thời gian này là tương đối lớn. Giỏ trị 99,99 phần trăm sẽ tốt hơn nhiều, và thời gian ngừng hoạt động của mạng giảm xuống chỉ cũn khoảng 50 phỳt trong một năm. Tất nhiờn nhà cung cấp dịch vụ cần nhiều cơ chế dự phũng và khắc phục lỗi hơn để đạt được điều này. Bảng 2.2 cho thấy phần trăm sẵn sàng được biểu diễn dưới dạng thời gian ngừng hoạt động hàng năm. Tớnh sẵn sàng của mạng Tổng thời gian ngừng hoạt động trong một năm 99% 3.65 ngày 99.5% 1.825 ngày 99.9% 8.76 giờ 99.95% 4.38 giờ 99.99% 52.56 phỳt 99.995% 26.28 phỳt 99.999% 5.25phỳt Bảng 2.2.: Tớnh sẵn sàng của mạng và thời gian ngừng hoạt động
Thụng số QoS khả dụng của mạng thường vào khoảng 99,995%, hay khoảng 26 phỳt ngừng hoạt động trong một năm, kết nối khụi phục nhỏ hơn 4 giờ. Cũng cú sự
khỏc nhau giữa độ khả dụng và độ tin cậy của mạng từ gúc nhỡn của từng người sử
dụng và từ gúc nhỡn mạng tổng thể. Thụng số QoS khả dụng thường được quy cho mỗi vị trớ hoặc liờn kết riờng lẻ. Trờn thực tế, độ khả dụng của mạng ở mỗi khỏch hàng chỉ
vào khoăng 99,7%, tuy nhiờn, từ phớa nhà cung cấp vẫn thường quảng cỏo rằng con số đú là 99,99% với toàn bộ mạng.
2.2.6. Bảo mật
Bảo mật là một thụng số mới trong danh sỏch QoS, nhưng lại là một thụng số
quan trọng. Thực tế, trong một số trường hợp độ bảo mật cú thể được xột ngay sau băng thụng. Gần đõy, do sựđe doạ rộng rói của cỏc hacker và sự lan tràn của virus trờn mạng Internet toàn cầu đó làm cho bảo mật trở thành vấn đề hàng đầu.
Hầu hết vấn đề bảo mật liờn quan tới cỏc vấn đề như tớnh riờng tư, sự tin cẩn và xỏc nhận khỏch và chủ. Cỏc vấn đề liờn quan đến bảo mật thường được gắn với một vài hỡnh thức của phương phỏp mật mó, như mó hoỏ và giải mó. Cỏc phương phỏp mật mó cũng được sử dụng trờn mạng cho việc xỏc nhận (authentication), nhưng những phương phỏp này thường khụng liờn quan chỳt nào đến vấn đề giải mó.
Toàn bộ kiến trỳc đều xuất phỏt từ việc bổ sung thờm tớnh riờng tư hoặc bớ mật và sự xỏc nhận hoặc nhận thực cho mạng Internet. Giao thức bảo mật chớnh thức cho IP, gọi là IPSec, đang trở thành một kiến trỳc cơ bản để cung cấp thương mại điện tử
trờn Internet và ngăn ngừa gian lận trong mụi trường VoIP. Tuy nhiờn, mạng Internet cụng cộng toàn cầu, thường xuyờn bị coi là thiếu bảo mật nhất, đó đưa vấn đề về bảo mật trở thành một phần của IP ngay từ khi bắt đầu. Một bit trong trường loại dịch vụ
(ToS) trong phần tiờu để gúi IP được đặt riờng cho ứng dụng để cú thể bắt buộc bảo mật khi chuyển mạch gúi. Tuy nhiờn lại nảy sinh một vấn đề là khụng cú sự thống nhất giữa cỏc nhà sản xuất bộđịnh tuyến khi sử dụng trường ToS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Người sử dụng và ứng dụng cú thể thờm phần bảo mật của riờng mỡnh vào mạng, và trong thực tế, cỏch này đó được thực hiện trong nhiều năm. Nếu cú chỳt nào bảo mật mạng, thỡ nú thường dưới dạng một mật khẩu truy nhập vào mạng. Cỏc mạng ngày nay cần một cơ chế bảo mật gắn liền với nú, chứ khụng phải tuỳ tiện thờm vào cỏc ứng dụng. Nếu khụng thỡ, khả năng kết hợp của tương tỏc khỏch-chủ gồm cả bảo mật sẽ gặp phải nhiều vấn để rất khú khăn.
Một thụng số QoS bảo mật điển hỡnh cú thể là "mó hoỏ và nhận thực đũi hỏi trờn tất cả cỏc luồng lưu lượng". Nếu cú lựa chọn, thỡ truyền dữ liệu cú thể chỉ cần mó hoỏ, và kết nối điện thoại Internet cú thể chỉ cần nhận thực để ngăn gian lận.
2.3. QoS trong NGN
2.3.1. Cỏc lớp QoS từđầu cuối tới đầu cuối
Cỏc lớp dịch vụ cú liờn quan tới khả năng của QoS end – to – end, nghĩa là năng lực của một mạng phõn phối cỏc dịch vụ cần thiết bằng lưu lượng mạng cụ thể từ đầu cuối tới đầu cuối. Cỏc dịch vụ khỏc nhau ở mức độ chớnh xỏc của QoS, đú là sự
độ trễ, jitter và đặc tớnh tổn hao. Hỡnh vẽ sau chỉ ra ba cấp cơ bản của QoS từđầu cuối tới đầu cuối:
Hỡnh 2.5: Ba lớp QoS từđầu cuối đến đầu cuối: Best-effort service, Differentiated service và Guaranteed service.
- Best-effort service: cũn gọi là sự thiếu hụt QoS, dịch vụ “nỗ lực tối đa” là một kết nối cơ bản mà khụng cú sự đảm bảo về QoS. Nguyờn tắc FIFO của hàng
đợi là đặc tớnh đặc trưng nhất, đú là đặc tớnh khụng cú sự phõn biệt giữa cỏc luồng.
- Differentiated service: cũn được gọi là QoS mềm (soft QoS). Một vài lưu lượng được xử lý một cỏch tốt hơn so với phần cũn lại (như xử lý nhanh hơn, băng thụng trung bỡnh rộng hơn, và tỉ lệ tổn thất trung bỡnh thấp hơn). Đú là một sự ưu tiờn về mặt thống kờ, chứ khụng phải sựđảm bảo tức thời và chắc chắn. Điều này được thực hiện thụng qua sự phõn loại lưu lượng và sử dụng cỏc cụng cụ QoS vớ dụ như: PQ, CQ, WFQ...
- Guaranteed service: cũn được gọi là QoS cứng (hard QoS). Đú là một sựđảm bảo tuyệt đối tài nguyờn mạng cho lưu lượng cụ thể thụng qua cỏc cụng cụ
QoS như RSVP và CB-WFQ.
Việc quyết định loại dịch vụ nào là thớch hợp cho việc triển khai trong mạng cũn phụ thuộc vào một vài nhõn tố:
- Cỏc ứng dụng hay vấn đề khỏch hàng đang cố gắng giải quyết. - Chi phớ của việc nõng cấp và triển khai dịch vụ.
Best Effort Differentiated Guaranteed Best Effort Guaranteed Differentiated Lưu lượng IP khụng cần đảm bảo QoS Một phần lưu lượng được sử lý tốt hơn phần cũn lại Một sốứng dụng cụ thể yờu cầu cỏc tài nguyờn mạng đặc trưng Network
2.3.2. Chất lượng dịch vụ trong NGN
Hiện nay lưu lượng trong mạng rất đa dạng và phong phỳ và mỗi kiểu lưu lượng cú cỏc yờu cầu riờng về băng thụng, trễ mất gúi và độ tin cậy. Sự bựng nổ về
INTERNET và sự ra đời của NGN, và hầu hết cỏc lưu lượng mạng đều dựa trờn cơ sở
IP thỡ vấn đềđảm bảo QoS cho cỏc loại lưu lượng khỏc nhau là vấn đề lớn. Chất lượng khụng thểđo lường được trờn toàn mạng
- Băng thụng trờn đường truyền hoàn tàn phụ thuộc vào đường truyền chuyển tiếp đó chọn.
- Cỏc yếu tố gõy ra tắc nghẽn là cỏc sự kiện nội bộ.
Chất lượng chỉ cú thểđo lường trờn một luồng lưu lượng từđầu cuối đến đầu
cuối và tại một khoảng thời gian nhất định
Hỡnh 2.6: QoS trong NGN
Theo ATM forum: Được định nghĩa bởi cỏc tham số cụ thể cho cỏc khối trong mạng mà nú phự hợp với qui ước trước về lưu lượng.
Theo IETF RFC 2216: Dựa vào tớnh tự nhiờn của sự phõn phối gúi tin trong việc cung cấp dịch vụ, được miờu tả bởi cỏc tham số như là: băng tần đạt được (achieved bandwidth), trễ gúi (packet delay), và tỉ lệ mất gúi (packet loss rate).
Chất lượng dịch vụ trong NGN từđầu đến cuối (end-to-end QoS) bao gồm:
QoS từđầu cuối đến đầu cuối Host Hữu tuyến Vụ tuyến Edge Mạng xương sống Edge ISP Tổ chức kinh doanh QoS mạng truy nhập Node QoS Node QoS QoS mạng QoS mạng
- QoS mạng truy nhập: chất lượng dịch vụ trong mạng truy nhập (từ thiết bịđầu cuối đến cổng nối vào mạng xương sống (backbone)). Như vậy chất lượng dịch vụ này liờn quan đến QoS của mạng Metro/Gagabit Ethernet, QoS của mạng XDSL/HFC, QoS của WLAN, QoS mạng di động.
- QoS mạng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ QoS của mạng xương sống: chất lượng dịch vụ này lại bao gồm chất lượng dịch vụ giữa cỏc node trong mạng xương sống. Chất lượng dịch vụ này liờn quan đến chất lượng dịch vụ của mạng MPLS/GMPLS, IP over WDM, IP over ATM.
+ QoS của cỏc mạng ở lớp cung cấp dịch vụ: chất lượng dịch vụ của mạng từ mạng xương sống đến mạng cung cấp dịch vụ.Kiến trỳc QoS
Để đảm bảo được QoS cần phải cú kiến trỳc QoS. Nú là một framework đảm bảo chất lượng từ đầu cuối đến đầu cuối và cung cấp cỏc chức năng tớch hợp về quản lý điều khiển QoS, và giao diện QoS.
Nhưở chương 2 đó đề cập, cỏc nguyờn tắc QoS là: Cỏc nguyờn tắc của QoS: - Tớch hợp: cú khả năng cất hỡnh lại, cú thể dự đoỏn trước và cú thể quản lý được thụng qua tất cả cỏc lớp mạng. - Phõn tỏch: tỏch giữa bỏo hiệu và dữ liệu truyền. - Trong suốt: tỏch biệt giữa QoS với ứng dụng. - Thực thi: xử lý cỏc giao thức một cỏch cú hiệu quả.
Như vậy kiến trỳc QoS liờn quan đến: đặc tớnh ký thuật của QoS, cỏc cơ chế của QoS, kỹ thuật lưu lượng, quản lý mạng, cỏc giao thức hỗ trợ QoS.
Đặc tớnh kỹ thuật của QoS: - Yờu cầu QoS mức ứng dụng.
- Kế hoạch chớnh sỏch QoS trong mỗi lớp. - Cấu hỡnh và duy trỡ cơ chế QoS.
- Theo tớnh đồng bộ, khả năng thực thi, mức dịch vụ, chớnh sỏch giỏ,... Cơ chế QoS:
- Cung cấp QoS: sắp xếp QoS, kiểm tra kết quả vào.
- Điều khiển QoS: theo trạng thỏi, theo kế hoạch, chớnh sỏch điều khiển đồng bộ. Điều này liờn quan đến quản lý lưu lượng.
Hỡnh 2.7: Kiến trỳc QoS
Tuy nhiờn cỏc tiờu chuẩn về chất lượng của cỏc dịch vụ NGN vẫn cũn là vấn đề đang được cỏc nhà chuyờn mụn, cỏc hóng trờn toàn thế giới quan tõm nghiờn cứu. Hiện tại chưa cú cỏc tiờu chuẩn cụ thể nào về chất lượng dịch vụ (QoS) của mạng thế hệ
sau. Đú cũng là điều dễ hiểu vỡ theo kiến trỳc QoS ở trờn:
- Đỏnh giỏ của người sử dụng: họ mới sử dụng cỏc dịch vụ thế hệ mới cho nờn chưa cú được sự đỏnh giỏ về chất lượng. Bờn cạnh đú quỏ trỡnh phỏt triển mạng cũng như dịch vụ thế hệ sau vẫn đang phỏt triển mạnh về thiết bị, về
chất lượng dịch vụ theo xu hướng ngày một tốt hơn và hoàn thiện hơn.
- QoS của cỏc ứng dụng: cỏc ứng dụng mới ở giai đoạn đầu của sự phỏt triển nờn cũng chưa cú đỏnh giỏ một cỏch chớnh xỏc, cụ thể về QoS.
- Sự hoạt động của cỏc thiết bị đầu cuối, sự hoạt động của mạng, và sự hoạt