3) Trường hợp 3: B A 7Kbps và CD 7Kbps
5.2.Tính công bằng
5.2.1.Định nghĩa
Định nghĩa – Tính công bằng là khả năng đảm bảo cho các người
dùng, các ứng dụng khác nhau được sử dụng tài nguyên mạng với cơ hội như nhau.
Đảm bảo tính công bằng là một trong những tiêu chí hàng đầu của kỹ thuật mạng.
Ví dụ: xem lại ví dụ đầu chương (ví dụ số...) để thấy được tính công bằng.
5.2.2.Tính công bằng về mặt băng truyền
Định nghĩa – Tính công bằng về mặt băng truyền thể hiện ở khả
năng chia sẻ băng truyền công bằng cho tất cả người dùng hoặc kết nối.
Ví dụ 5.2: Xét mô hình mạng như trên hình vẽ dưới đây. Liên kết giữa các
nút có tốc độ 1Mbps.
Thông lượng của mạng sẽ đạt cực đại (bằng 3Mbps) nếu các kết nối 2, 3 và 4 được sử dụng toàn bộ 1 Mbps băng thông và kết nối 1 không được cung cấp lượng băng thông nào cả
Một khái niệm khác của tính công bằng là cho mỗi kết nối sử dụng 0,5Mbps băng thông. Lúc này tông thông lượng của mạng sẽ là 2Mbps.
Nếu cung cấp lượng tài nguyên mạng (băng thông) cho tất cả các kết nối là như nhau, lúc ấy các kết nối 2, 3, 4 sẽ được sử dụng 0,75Mbps và kết nối 1 sử dụng 0,25 Mbps (và được sử dụng trên toàn bộ đường truyền)
Hình: Minh họa sự đánh đổi giữa thông lượng và tính công bằng
5.2.3.Tính công bằng về mặt bộ đệm
Hình vẽ dưới minh họa khái niệm sử dụng bộ đệm Giả sử nút mạng B có dung lượng bộ đệm hữu hạn
Liên kết 1 (từ A đến B) có tốc độ 10Mbps, liên kết 2 (từ D đến B) có tốc độ 1 Mbps.
Nếu không có cơ chế điều khiển luồng và quản lý bộ đệm, tỷ lệ sử dụng dung lượng bộ đệm tại B của hai liên kết 1 và 2 sẽ là 10:1 (do tốc độ thông tin đến B tương ứng là 10Mbps và 1Mbps)
Hình: Minh họa về sự không công bằng khi sử dụng bộ đệm
Hình vẽ dưới minh họa hiện tượng tắc nghẽn xảy ra do tràn bộ đệm. Trong hình (a), bộ đệm của nút A đã được điền đầy bởi thông tin đến từ B
và ngược lại. Hệ quả là A và B không nhận được thêm thông tin từ nhau và việc truyền thông tin là không thực hiện được (deadlock)
Trong hình (b), giả sử bộ đệm của A đầy các gói thông tin của B, bộ đệm của B đầy thông tin của C và bộ đệm của C đầy các thông tin của A. Tương tự như trường hợp hình A, trong trường hợp này, việc truyền tin cũng không thực hiện được do tràn bộ đệm.
Hình: Tắc nghẽn do tràn bộ đệm
Định nghĩa – Tính công bằng về mặt bộ đệm là khả năng đảm bảo
việc sử dụng bộ đệm của các người dùng, các ứng dụng hay kết nối là công bằng.
Với việc sử dụng cơ chế điều khiển luồng và các cơ chế quản lý bộ đệm, việc phân chia sử dụng bộ đệm giữa các người dùng, ứng dụng hay các kết nối sẽ được thực hiện công bằng hơn.
5.2.4.Cơ chế phát lại ARQ
Các cơ chế điều khiển luồng và điều khiển tắc nghẽn theo phương pháp cửa sổ được hoạt động tương tự như các cơ chế phát lại ARQ (Automatic Repeat Request). Vì lý do đó, trong phần này, chúng tôi trình bày các khái niệm cơ bản về các cơ chế ARQ làm nền tảng cho việc tìm hiểu về điều khiển luồng và điều khiển tắc nghẽn ở các phần sau.
Khi truyền thông tin trong mạng, thông tin truyền từ phía phát sang phía thu có thể bị sai lỗi hoặc mất. Trong trường hợp thông tin bị mất, cần phải thực hiện truyền lại thông tin. Với trường hợp thông tin bị sai, có thể sửa sai bằng một trong hai cách:
Sửa lỗi trực tiếp bên thu: phía thu sau khi phát hiện lỗi có thể sửa lỗi trực tiếp ngay bên thu mà không yêu cầu phải phát lại. Để có thể thực hiện được điều này, thông tin trước khi truyền đi phải được cài các mã sửa lỗi (bên cạnh việc có khả năng phát hiện lỗi, cần có khả năng sửa lỗi).
Yêu cầu phía phát truyền lại: phía thu sau khi kiểm tra và phát hiện có lỗi sẽ yêu cầu phía phát truyền lại thông tin. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đặc điểm của hai phương pháp sửa lỗi trên:
Sửa lỗi trực tiếp bên thu (Forward Error Correction – FEC): chỉ cần truyền thông tin một lần, không yêu cầu phải truyền lại thông tin trong trường hợp có lỗi. Tuy nhiên, số lượng bit thông tin có thể sửa sai phụ thuộc vào số loại mã sửa sai và số bit thông tin thêm vào cho mục đích sửa sai. Nhìn chung, số bít thông tin thêm vào càng lớn thì số bit có thể sửa sai càng nhiều, tuy nhiên hiệu suất thông tin (số bit thông tin hữu ích trên tổng số bit truyền đi) lại thấp.
Sửa lỗi bằng cách truyền lại: khác với sửa lỗi trực tiếp bên thu, trong trường hợp sửa lỗi bằng cách truyền lại, thông tin trước khi phát chỉ cần thêm các bit thông tin phục vụ cho mục đích phát hiện lỗi (số bit thêm vào ít hơn so với trường hợp sửa lỗi) do đó hiệu suất truyền thông tin cao hơn so với trường hợp trên. Tuy nhiên, trong trường hợp có lỗi xảy ra với khung thông tin thì toàn bộ khung thông tin phải được truyền lại (giảm hiệu suất truyền tin).
Với ưu nhược điểm của các phương pháp trên, sửa lỗi bằng cách truyền lại thường được dùng trong môi trường có tỷ lệ lỗi bit thấp (truyền dẫn hữu tuyến) trong khi sửa lỗi bên thu thường được dùng trong trường hợp môi trường truyền dẫn có tỷ lệ lỗi bit cao (vô tuyến). Để có thể đối phó với trường hợp lỗi chùm (burst noise), có thể áp dụng một số cơ chế như ghép xen kẽ thông tin (interleaving).
Trong khuôn khổ chương này, chúng tôi trình bày việc điều khiển lỗi theo cơ chế phát lại. Các cơ chế này được gọi là ARQ (Automatic Repeat Request). Cơ chế sửa lỗi trực tiếp bên thu được trình bày trong các nội dung của môn học khác.
Các cơ chế phát lại được chia ra làm 3 loại chính:
Cơ chế phát lại dừng và đợi (Stop-and-Wait ARQ)
Cơ chế phát lại theo nhóm (Go-back-N ARQ)
Cơ chế phát lại có lựa chọn (Selective repeat ARQ)
Phần dưới đây sẽ lần lượt trình bày nguyên tắc hoạt động cũng như đánh giá hiệu năng của mỗi phương pháp.