3.3.2. Hàm ánh xạ [18]
Hàm ánh xạ được sử dụng để chỉ định một mã DSCP thích hợp cho các gói tin đến từ luồng được chỉ bởi các tham số Tspec của vùng IntServ. Hàm này đảm bảo cho việc chất lượng dịch vụ thích hợp có thể đạt được cho các luồng IntServ khi chạy trên vùng DiffServ. Để đạt được mục tiêu trên, chúng tôi giới thiệu một hàm ánh xạ tại router biên của vùng DiffServ được trình bày trong Hình 3.10. Mỗi gói tin trong luồng từ vùng IntServ có một ID luồng, được chỉ ra trong trường flow-id của IP (Internet Protocol) header. Thuộc tính ID luồng với tham số Tspec được sử dụng để xác định gói tin thuộc về luồng nào.
Đầu tiên, các gói tin được chỉ ra bởi các tham số Tspec trong vùng IntServ được ánh xạ tới PHBs tương ứng trong vùng DiffServ bởi chỉ định một DSCP phù hợp phụ thuộc hàm ánh xạ. Khi đó, các gói tin được định tuyến trong vùng DiffServ, trong vùng này, các gói tin nhận được xử lý dựa trên mã DSCP của chúng. Trong vùng DiffServ, các gói tin được phân nhóm thành BAs. Bảng 3.8 trình bày một ví dụ về hàm ánh xạ, cụ thể: Một luồng trong vùng IntServ được chỉ ra cụ thể bởi r=0:7 Mb, b = 5000 bytes và ID luồng = 0 được ánh xạ tới EF PHB (tương ứng mã DSCP là: 101110) trong miền DiffServ. r và b tương ứng miêu tả tốc độ băng thông và kích thước dữ liệu.
Tspec ID luồng PHB DSCP r=0.7 Mb, b=5000 bytes 0 EF 101110 r=0.7 Mb, b=5000 bytes 1 EF 101110 r=0.5 Mb, b=8000 bytes 2 AF 001010 r=0.5 Mb, b=8000 bytes 3 AF 001010 r=0.5 Mb, b=8000 bytes 4 AF 001010
Bảng 3.9. Hàm ánh xạ ví dụ giữa mô hình IntServ và mô hình DiffServ Đầu tiên, người gửi chỉ ra dịch vụ được yêu cầu của họ dùng Tspec. Chú Đầu tiên, người gửi chỉ ra dịch vụ được yêu cầu của họ dùng Tspec. Chú ý rằng, có thể những người gửi khác nhau cùng dùng Tspec. Tuy nhiên, những
người gửi được phân biệt bởi ID luồng. Hơn nữa, cũng có thể, các luồng khác nhau được ánh xạ tới cùng PHB trong vùng DiffServ.
3.4. Kết luận
Mô hình IntServ đi theo hướng đảm bảo chất lượng dịch vụ cho từng luồng, nó được xây dựng gần giống với mô hình chuyển mạch kênh với việc sử dụng giao thức dành trước tài nguyên RSVP. IntServ phù hợp với các dịch vụ đòi hỏi băng thông cố định không bị chia sẻ như các dịch vụ VoIP, dịch vụ multicast Tivi. Tuy nhiên, mô hình IntServ có những nhược điểm như sử dụng nhiều tài nguyên mạng, khả năng khả mở kém và không mềm dẻo.
DiffServ ra đời với ý tưởng giải quyết những nhược điểm của mô hình IntServ. DiffServ đi theo hướng đảm bảo chất lượng dựa trên việc phân loại gói tin thành các lớp ưu tiên khác nhau và nguyên lý hành vi của các router trong việc chuyển tiếp các gói tin theo từng chặng căn cứ vào mức ưu tiên của các gói tin đã được đánh dấu. Việc đưa ra chính sách với các loại lưu lượng khác nhau là do người quản trị quyết định và có thể thay đổi theo thực tế nên nó rất mềm dẻo. DiffServ tận dụng tốt tài nguyên mạng hơn, tránh được tình trạng nhàn rỗi băng thông và năng lực xử lý trên router, ngoài ra mô hình DiffServ có thể triển khai trên nhiều miền độc lập do vậy khả năng mở rộng mạng trở nên dễ dàng.
Ngoài ra, luận văn cũng trình bày một mô hình đề xuất, đó là kết hợp giữa hai mô hình IntServ và mô hình DiffServ với nhau, mô hình IntServ được thiết kế tại cạnh của mạng, còn mô hình DiffServ được thiết kế tại nhân của mạng. Sự kết hợp này được dựa trên hàm ánh xạ.
Để thử nghiệm các mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ trong Chương này, Chương tới chúng tôi sẽ tập trung vào xây dựng các mô hình bằng phần mềm NS-2, sau đó tiến hành mô phỏng để đưa ra kết quả đánh giá.
Chƣơng 4
ĐÁNH GIÁ YÊU CẦU TÀI NGUYÊN MẠNG
CỦA ỨNG DỤNG VIDEO CONFERENCE BẰNG MÔ PHỎNG
Trong chương này, tôi giới thiệu chung về hệ mô phỏng NS-2, khả năng mô phỏng mạng theo mô hình IntServ và DifServ của NS-2. Từ đó sử dụng NS-2 để xây dựng các mạng mô phỏng theo mô hình IntServ, DiffServ. Sử dụng các kết quả mô phỏng thu được để phân tích, đánh giá yêu cầu tài nguyên mạng của các ứng dụng.
4.1. Bộ mô phỏng mạng NS-2
4.1.1. Khái quát về NS-2
NS (Network Simulator) là phần mềm mô phỏng mạng theo phương thức điều khiển sự kiện rời rạc và hướng đối tượng. Được phát triển tại đại học California Berkeley, viết bằng ngôn ngữ C++ và OTcl, Tcl. NS rất hữu ích cho việc mô phỏng mạng diện rộng (WAN) và mạng nội bộ (LAN), ngoài ra NS còn có khả năng mô phỏng rất nhiều lĩnh vực như mạng thông tin di động, thông tin vệ tinh,... Khi sử dụng NS chúng ta có thể thực hiện được một số khả năng sau [11]:
Khả năng kiểm tra tính ổn định của các giao thức mạng
Khả năng đánh giá các giao thức mới trước khi đưa vào sử dụng
Khả năng thực thi những mô hình mạng lớn mà gần như ta không thể triển khai được trong thực tế
Khả năng mô phỏng nhiều loại mạng khác nhau
Đi cùng sự phát triển của NS là các công cụ hiển thị trực quan NAM, XGRAPH. NAM là công cụ cho phép người nghiên cứu nhìn thấy bằng đồ họa hình trạng mạng, sự chuyển động của các gói số liệu trên mạng. Còn XGRAPH là một chương trình ứng dụng có chức năng vẽ đồ thị trong không gian hai chiều, dựa trên dữ liệu nhận được từ các file dạng text do chương trình mô phỏng sinh ra.
Bộ mô phỏng NS đưa kết quả ra tệp vết (trace file), chứa thông tin vết của các sự kiện trong thời gian tiến hành chạy mô phỏng. Để xử lý các số liệu do bộ mô phỏng sinh ra có thể sử dụng các ngôn ngữ Awk, Perl, hoặc Tcl.
4.1.2. Kiến trúc của NS-2
NS là bộ mô phỏng hướng sự kiện viết bằng C++, với một trình thông dịch OTcl (Object Oriented Tool Command Language) giao tiếp với người sử dụng. Để giảm thời gian xử lý gói tin và thời gian xử lý sự kiện, bộ lập lịch sự kiện và các đối tượng mạng cơ bản trong đường truyền dữ liệu được viết và dịch bằng C++. Những đối tượng được biên dịch này sẽ được kết nối tới bộ thông dịch OTcl qua trình liên kết OTcl. Trình liên kết này sẽ tạo ra các đối tượng
OTcl tương ứng với mỗi đối tượng trong C++. Các hàm và biến trong đối tượng C++ chuyển thành các hàm và biến trong đối tượng OTcl tương ứng. Do đó, việc điều khiển các đối tượng C++ có thể được thực hiện trong ngôn ngữ mô phỏng OTcl. Các lớp trong C++ được tổ chức dưới dạng cây phân cấp, và tạo ra tương ứng trong OTcl. Hai cây phân cấp này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, với một lớp trong cây phân cấp thông dịch OTcl thì cũng có một lớp tương ứng trong cây phân cấp biên dịch. Đỉnh của cây phân cấp OTcl là TclObject. Người sử dụng tạo ra những đối tượng mô phỏng mới thông qua trình thông dịch OTcl, những đối tượng này được thiết lập tự động thông qua các phương thức được định nghĩa trong lớp TclClass. Chúng ta có thể thay đổi các tham số cho các đối tượng mô phỏng thông qua các phương thức được định nghĩa trong lớp TclObject [11].