Hình 2 .8 Giải thuật RED chi tiết
Hình 2.10 Giải thuật tổng quát cho A-RED gateway
Giới hạn trên của giá trị = 0.5 có thể được chỉnh sửa theo cách cố gắn tối ưu RED để tốc độ loại bỏ gói tin nhỏ hơn 50%
2.2.5. Thuật toánRIO Giới thiệu chung Giới thiệu chung
Phần này chúng ta sẽ nghiên cứu về việc áp dụng các thuật toán quản lý hàng đợi động trong kiến trúc các dịch vụ phân loại Diffserv. Kiến trúc này được định nghĩa bời IETF nhằm cung cấp cho mạng IP sự đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các lưu lượng khác nhau cùng chia sẻ kênh truyển chung. Bằng việc sử dụng cờ đánh dấu trong một số trường đặc biệt của gói tin IP để báo cho Router biết cách xử lý nào được áp dụng cho mỗi gói tin. Điển hình của thuật toán quản lý hàng đợi động được áp dụng cho kiến trúc mạng dịch vụ phân loại DiffServ là thuật toán A-RIO (Adaptive RED with IN and OUT). Thuật toán này là sự kết hợp của A-RED và thuật toán RIO được đề xuất bởi Julio Orozco, David Ros với mục đích chính bao gồm:
- Áp dụng cho kiến trúc mạng DiffServ nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ trong trường hợp nhiều luồng lưu lượng cùng chia sẻ một kênh truyền bằng việc sử dụng các bit trong trường TOS của gói tin ip.
Every interval giây:
if (avg > target and ≤ 0.5)
tăng : = + α;
elseif (avg < target and ≥ 0.01) giảm : = * β;
Biến:
avg: kích thước hàng đợi trung bình
Các tham số cố định:
interval: thời gian; 0.5 giây
target: target for avg:
[ + 0.4 * ( – ), + 0.6 * ( – )]
α: hệ số tăng; min(0.01, maxp / 4); β: hệ số giảm; 0.9
- Đơn giản hóa cấu hình cho Router bằng việc tính toán tự động để chuyển đổi các tham số đầu vào sang tham số routers.
- Cố gắng giữ hàng đợi ở mức trung bình ổn định quanh một giá trị khi tải nặng không phụ thuộc vào hiện trạng lưu lượng
a. Ý tưởng Thuật toán RIO
Đối với các thuật toán như RED, A-RED router chỉ thực hiện tính toán hàng đợi trung bình sau đó tiến hành đánh dấu hoặc loại bỏ gói tin, các gói tin đều được đối xử bình đẳng với nhau và không có sự phân biệt ưu sự ưu tiên. Tuy nhiên trong thực tế hiện nay khi mà tốc độ phát triển mạnh của Internet khiến cho sự đa dạng trong dịch vụ cũng tăng. Người dùng hoàn toàn có thể yêu cầu nhà cung cấp để được sự ưu tiên cao hơn và chấp nhận trả chi phí lớn hơn. Nếu sử dụng thuật toán RED hoặc A-RED cho trường hợp này thì không thể giải quyết được bài toán, các luồng (ứng dụng) đã trả nhiều tiền hơn cũng chỉ được cung cấp 1 lượng dịch vụ như những luồng khác. Chính vì lẽ đó thuật toán RIO ra đời dựa trên sự cải tiến của thuật toán RED bằng cách phân chia các gói tin đến theo hai mức ưu tiên là “In” và “Out”. Việc gắn thẻ cho mỗi gói tin phụ thuộc vào thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ theo đó, các gói tin có gắn thẻ “In” nghĩa là các gói tin này nằm trong dịch vụ đã được thỏa thuận trước, các gói tin có gắn thẻ “Out” có nghĩa là không nằm trong hồ sơ dịch vụ. Khi tắc nghẽn xảy ra các router sẽ ưu tiên loại bỏ các gói tin có gắn thẻ “Out” nhanh hơn. Tuy nhiên RIO không phân tách các luồng thành các lớp hoặc các hàng đợi khác nhau mà gộp tất cả chung vào một hàng đợi.
RIO là viết tắt của RED with In/Out bit. Vì được cải tiến từ RED nên nó có đầy đủ các ưu điểm của RED như đạt thông lượng cao, hiệu suất sử dụng đường truyền lớn, độ trễ thấp, kích thước hàng đợi trung bình nhỏ ngoài ra nó còn phân biệt các gói tin theo hai mức ưu tiên là “In” và “Out”. Việc sử dụng bộ đôi thuật toán RED cho các gói tin “In” và “Out” với thiết lập thông số khác nhau khiến cho các gói tin “Out” bao giờ cũng bị loại bỏ sớm hơn khi tắc nghẽn xảy ra.
b. Giải thuật
Tương tự như RED nhưng RIO được thiết lập hai bộ tham số riêng biệt, một bộ dành cho các gói tin với thẻ “In” và một bộ tham số dành cho gói tin thẻ “Out”. Khi
một gói tin đi tới RIO gateway nó sẽ kiểm tra xem gói tin này có gắn thẻ “In” hay “Out” và tính toán hàng đợi trung bình tương ứng với các gói tin.
Nếu gói tin đi tới có gắn cơ “In” thì RIO gateway sẽ tính avg_in, ngược lại nếu gói tin đi tới có gắn thẻ Out thì RIO gateway sẽ tính avg_total. Xác suất loại bỏ gói tin “In” phụ thuộc vào kích thước hàng đợi trung bình avg_in và xác suất loại bỏ gói tin “Out” phụ thuộc vào kích thước hàng đợi trung bình avg_total. Giải thuật được mô tả như Hình 2.11 dưới đây: