2.4 CÁC KỸ THUẬT ĐẢM BẢO QoS IP
2.4.2 Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực
Có 3 kiểu cơ bản trong kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực là: RED, WRED và ECN.
i) Kỹ thuật loại bỏ sớm ngẫu nhiên RED
Hình 2.18 thể hiện sơ đồ nguyên lý hoạt động của kỹ thuật loại bỏ sớm ngẫu nhiên: phát hiện trên tập tắc nghẽn và loại bỏ gói ngẫu nhiên từ bộ đệm.
Hình 2.18. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của RED
Chức năng của module dự đoán tắc nghẽn là đánh giá hành vi lƣu lƣợng trong bộ đệm theo thời gian và phát hiện khả năng tắc nghẽn. Tiếp cận đơn giản nhất là dựa vào chiều dài hàng đợi (N) và xác định trạng thái tắc nghẽn dựa trên cơ sở hàng đợi đầy (so sánh với kích thƣớc bộ đệm (B)).
Một phƣơng pháp khác sử dụng để dự đoán tắc nghẽn dựa trên thuật toán tính toán thời gian trung bình của hàng đợi, đầu ra của module dự đoán tắc nghẽn là chiều dài hàng đợi trung bình trọng số (nN). Mặc dù nó phản ánh độ dài hàng đợi hiện thời, nhƣng (nN) không phải là chiều dài hàng đợi thực tế mà là phép đo cho hiện tƣợng tắc nghẽn. Gọi α là phần trăm (%) điền đầy bộ đệm đƣợc tính theo công thức sau:
N
n B
(2.3) Trong đó B là kích thƣớc bộ đệm.
Hồ sơ loại bỏ gói là một phƣơng pháp tham chiếu giữa % bộ đệm đầy và xác suất loại bỏ gói, khi α đạt một giá trị nào đó thì RED đƣợc kích hoạt, khi α đạt giá trị lớn nhất (<100%) thì xác suất loại bỏ gói =1. Cơ chế loại bỏ gói chuyển sang theo phƣơng pháp cắt đuôi lƣu lƣợng.
ii) Kỹ thuật loại bỏ gói sớm theo trọng số WRED
Kỹ thuật loại bỏ gói sớm theo trọng số WRED là kỹ thuật loại bỏ gói sớm RED với nhiều hồ sơ loại bỏ gói. Thay vì sử dụng một hồ sơ loại bỏ gói cho tất cả các hàng đợi, WRED sử dụng nhiều hồ sơ loại bỏ gói cho một hàng đợi.
iii) Thông báo tắc nghẽn tường minh ECN
Thông báo tắc nghẽn tƣờng minh ECN đƣợc đề xuất từ 1999 trong RFC 2481 [10] nhƣ là một bổ sung trong kiến trúc IP, đƣợc ứng dụng cho các lƣu lƣợng TCP. Trong ECN tắc nghẽn đƣợc thông tin tới các hệ thống cuối bằng cách đánh dấu trong trƣờng chức năng đặc biệt của tiêu đề IP và TCP với các chỉ thị tắc nghẽn thay vì loại bỏ gói. Một thuật toán tƣơng tự nhƣ trong kỹ thuật loại bỏ gói sớm đƣợc thực hiện để chỉ ra ngƣỡng và thời điểm thông báo tắc nghẽn.
Hình 2.19. Hoạt động thông báo tắc nghẽn tường minh ECN
ECN yêu cầu đánh dấu trên cả hai tiêu đề IP và TCP, sử dụng 2 bit dự phòng trong tiêu đề TCP và 2 bit dự phòng trong tiêu đề IP. Hai bit dự phòng cuối cùng trong 8 bit của trƣờng kiểu dịch vụ ToS trong tiêu đề IPv4 và 8 bit trƣờng phân lớp lƣu lƣợng trong IPv6 sử dụng để đánh dấu ECN.