Việc quản lý băng tần hiệu quả để chuyển cỏc gúi qua một mạng gúi dựa trờn cỏc thụng số sau:
- Latency: Trễ khi chuyển một gúi tin qua mạng - Jitter : Là giỏ thay đổi của latency - Loss : Phần trăm mất gúi
- Throughput : Thụng lượng của mạng - Availability : Network uptime
Cỏc tham số sau đõy là cơ sở để định lượng bất kỳ một dịch vụ nào: - one-way delay
- one-way packet delay variation - capacity - packet loss Cỏc lớp QoS Tham số thực thi của mạng Lớp 0 Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 (Khụng định rừ) Trễ truyền gúi IP IPTD 100ms 400ms 100ms 400ms 1s U Mức biến đổi trễ gúi IP IPDV 50ms (node 3) 50ms (node 3) U U U U Tỉ lệ mất gúi IP IPLR 1*10-3 (node 4) 1*10-3 (node 4) 1*10 -3 1*10-3 1*10-3 U tỉ lệ lỗi gúi IP IPER 1*10-4 (node 5) U
Bảng 1: Cỏc giỏ trị và phạm vi cỏc tham số QoS
Một tham số quan trọng cũng cần tớnh đến là kớch thước MTU tối thiểu dọc theo đường dẫn. Việc đảm bảo giỏ trị MTU đủ lớn sẽ ngăn chặn hiện tượng phõn mảnh.
Ngoài danh sỏch này, cú một vài yờu cầu cơ bản cho hoạt động mạng mà ảnh hưởng lớn đến toàn bộ chất lượng của bất kỳ dịch vụ nào:
- Tỉ số lỗi bớt.
- Sự ổn định lớp vật lý và liờn kết số liệu. - Sự ổn định định tuyến.
- Hiệu năng phần cứng toàn mạng.
2.2.1. Băng thụng
Khỏ nhiều vấn đề về QoS đều bắt đầu và kết thỳc với băng thụng. Băng thụng rừ ràng là thụng số quan trọng nhất của QoS, nhưng nú cũng khụng thể là thụng số duy nhất để xỏc định QoS. Trong nhiều phần của mạng, băng thụng vẫn là "mặt hàng xa xỉ", mặc dự cú cỏc hứa hẹn "băng thụng gần như khụng giới hạn" trờn sợi quang. Băng thụng chỉ đơn giản là thước đo số lượng bit trờn giõy mà mạng sẵn sàng cung cấp cho cỏc ứng dụng. Cỏc ứng dụng bựng nổ (bursty) trờn mạng chuyển mạch gúi cú thể chiếm tất cả băng thụng của mạng nếu khụng cú ứng dụng nào khỏc cựng bựng nổ với nú. Khi điều này xảy ra, cỏc bựng nổ phải được đệm lại và xếp hàng chờ truyền đi, do đú tạo ra trễ trờn mạng.
Hỡnh 2.1: (a) Trễ và (b) băng thụng trong mạng
Mối quan hệ giữa băng thụng và trễ trong mạng được chỉ ra trong Hỡnh 2.1. Trong phần (a), t2 - t1 = số giõy trễ. Trong phần (b), X bit/ (t3 - t2) = bit/s băng thụng. Nhiều băng thụng hơn cú nghĩa là nhiều bit đến hơn trong một đơn vị thời gian, trễ tổng thể nhỏ hơn. Đơn vị của mỗi thụng số, bit/s với băng thụng hay giõy với trễ, cho thấy mối quan hệ hiển nhiờn giữa băng thụng và trễ.
Khi được sử dụng như là một thụng số QoS, băng thụng là yếu tố tối thiểu mà một ứng dụng cần để hoạt động. Vớ dụ, thoại PCM 64 kb/s cần băng thụng là 64 kb/s. Điều này khụng tạo ra khỏc biệt khi mạng xương sống cú kết nối 45 Mb/s giữa cỏc nỳt mạng lớn. Băng thụng cần thiết được xỏc định bởi băng thụng nhỏ nhất sẵn cú trờn mạng. Nếu truy nhập mạng thụng qua một MODEM V.34 hỗ trợ chỉ 33.6 kb/s, thỡ mạng xương sống 45 Mb/s sẽ làm cho ứng dụng thoại 64 kb/s khụng hoạt động được. Băng thụng QoS nhỏ nhất phải sẵn sàng tại tất cả cỏc điểm giữa cỏc người sử dụng.
Cỏc ứng dụng dữ liệu được lợi nhất từ việc đạt được băng thụng cao hơn. Điều này được gọi là cỏc ứng dụng giới hạn băng thụng, bởi vỡ hiệu quả của ứng dụng dữ liệu
Khung = X bit
t1 = bit cuối cựng ra t1 = bit đầu tiờn ra Khung = X bit
t1= bit đầu tiờn vào t1 = bit đầu tiờn ra ống bit
ống bit a)
trực tiếp liờn quan tới lượng nhỏ nhất của băng thụng sẵn sàng trờn mạng. Mặt khỏc, cỏc ứng dụng thoại như thoại PCM 64 kb/s được gọi là cỏc ứng dụng giới hạn trễ. Thoại PCM 64 kb/s này sẽ khụng hoạt động tốt hơn chỳt nào nếu cú băng thụng 128 kb/s. Loại thoại này phụ thuộc hoàn toàn vào thụng số QoS trễ của mạng để cú thể hoạt động đỳng đắn
2.2.2. Trễ
Trễ liờn quan chặt chẽ với băng thụng khi nú là một thụng số QoS. Với cỏc ứng dụng giới hạn băng thụng thỡ băng thụng càng lớn trễ sẽ càng nhỏ. Đối với cỏc ứng dụng giới hạn trễ, như là thoại PCM 64 kb/s, thụng số QoS trễ xỏc định trễ lớn nhất cỏc bit gặp phải khi truyền qua mạng. Tất nhiờn là cỏc bit cú thể đến với độ trễ nhỏ hơn.
Hỡnh 2.2: Trễ trong quỏ trỡnh truyền
Băng thụng và trễ của mạng cú quan hệ với nhau và cú thể tớnh toỏn tại nhiều nơi trong mạng, thậm chớ từ đầu cuối tới đầu cuối. Thụng tin truyền đi dưới dạng một chuỗi cỏc khung truyền, (gúi IP cũng cú thể được sử dụng cho mục đớch này). Khoảng thời gian trụi qua từ khi bit đầu tiờn của một khung đi vào mạng cho đến khi bit đầu tiờn rời khỏi mạng gọi là trễ. Vỡ con đường của khung qua cả bộ chuyển mạch và bộ định tuyến, nờn trễ cú thể biến đổi, cú cỏc giỏ trị lớn nhất, nhỏ nhất, trung bỡnh, độ lệch chuẩn...
Băng thụng được định nghĩa là số bit của một khung chia cho thời gian trụi qua kể từ khi bit đầu tiờn rời khỏi mạng cho đến khi bit cuối cựng rời mạng. Trờn thực tế, đõy chỉ là một trong nhiều cỏch đo cú thể. Vỡ cỏc khung cú đường đi từ liờn kết truy
Latency
Test chanel A
IN OUT
Test chanel B
System under test A B B B B A A A
nhập tới mạng xương sống, nờn băng thụng mà khung được truyền đi cú thể biến đổi đỏng kể.
Cỏc mạng chuyển mạch gúi cung cấp cho cỏc ứng dụng cỏc băng thụng biến đổi phụ thuộc vào hoạt động và bựng nổ của ứng dụng. Băng thụng biến đổi này cú nghĩa là trễ cũng cú thể biến đổi trờn mạng. Cỏc nỳt mạng được nhúm với nhau cũng cú thể đúng gúp vào sự biến đổi của trễ. Tuy nhiờn, thụng số QoS trễ chỉ xỏc định trễ lớn nhất và khụng đặt bất kỳ giới hạn nhỏ hơn nào cho trễ của mạng. Nếu cần trễ ổn định, một thụng số QoS khỏc phải quan tõm đến yờu cầu này.