CAC định ra các quyết định trước khi cuộc gọi được thiết lập. Ví dụ với hệ thống VoIP, CAC cho phép play các file âm thanh trong khi đợi mạng có sẵn tài nguyên cho cuộc gọi thông báo bận cho chủ gọi. Chủ gọi có thể thử gọi lại sau đó hoặc cuộc gọi được chuyển hướng tới tuyến trung kế VoIP khác hay chuyển qua mạng PSTN.
1.5.2.2 Routing
Tìm đường đi trong một mạng thỏa mãn ràng buộc nào đó là chức năng cơ bản của định tuyến (Routing). Trong định tuyến QoS (QoS routing – QoSR) thì việc tìm đường không chỉ với thỏa mãn một ràng buộc mà cần thỏa mãn nhiều ràng buộc khác nhau
Một số yêu cầu cơ bản của các thuật toán định tuyến QoSR: - Hiệu quả có tính khả mở thích nghi với mạng lớn;
- Độ phức tạp không quá lớn hơn các thuật toán đang được dùng hiện nay
- Phù hợp với kiến trúc hiện tại của Internet, để có thể triển khai trên mạng.
Một vài yêu cầu trong số các yêu cầu ở trên có thể xung đột với các yêu cầu khác, ví dụ một mặt mong muốn các thuật toán có hiệu quả và thuật toán có tính khả mở cao để dùng cho mạng IP lớn như Internet, mặt khác những thuật toán này phải không quá phức tạp.
Định tuyến QoS đa ràng buộc là một bài toán phức tạp và yêu cầu các tài nguyên tính toán lớn. Tuy nhiên, tài nguyên của các nút mạng thường hữu hạn.
Vấn đề QoSR sẽ được trình bày ở chương II
1.5.2.3. Reservation
Để kiểm soát việc phân pháp gói tin phía đấu ra các cơ chế quản lý tắc nghẽn (sử dụng hàng đợi - queuing), các kỹ thuật đánh lịch phân phát (scheduling), kỹ thuật làm tuân thủ tốc độ phát gói tin (sharping) được sử dụng.
* Quản lý hàng đợi (queuing) và định lịch phân phát (scheduling)
Công cụ quản lý tắc nghẽn sử dụng kỹ thuật hàng đợi cung cấp phương tiên kiểm soát tắc nghẽ trên các giao diện có khả năng xảy ra tắc nghẽn, bất cứ khi nào các gói đến một nút mạng nhanh hơn khả năng nút có thể sử lý thì có khả năng xảy ra tắc nghẽn và công cụ hàng đợi được sủ dụng ở đây.
Khi không tắc ghẽn thì các gói tin vào và ra gần như trong suốt và không cần sử dụng đền hàng đợi, nhưng khi có hiện tượng tắc nghẽn xảy ra thì các hàng đợi giống như các cổng dùng để kiểm soát luồng lưư lượng đến.
Các hàng đợi được tổ chức dựa trên sự phân loại lưu lượng và việc đánh dấu gói đã phân tích phí trên. Nó sắp xếp lại các gói theo một trật tự mới để sẵn sàng phát đi. Hàng đợi cũng có thể được thực hiện tại các lớp khác nhau của mô hình OSI.
Hình 1.17 minh họa việc xếp hàng (queuing) và địch lịch (scheduling)
Hàng đợi và định lịch là 2 việc quan hệ mật thiết với nhau: Hàng đợi nhằm phân chia các gói đến theo một thứ tụ ưu tiên nào đó (ví dụ: theo các mức QoS) với mong muốn là các gói có yêu cầu QoS cao hơn sẽ được xử lý trước. Còn, đánh lịch là tiến trình xử lý các gói tin trong hàng đợi, nó quyết định gói tin nào thuộc hàng đợi nào sẽ được truyền đi tiếp theo. Cũng như hàng đợi, đánh lịch chỉ hoạt động khi có hiện tượng tắc nghẽn xảy ra. Khi không có tắc nghẽn thì gói được xử lý theo trật tự chúng đến.
Một số sử dụng thuật toán trong đánh lịch Schedule như:
- Strict prỉoity: Các hàng đợi có ưư tiên thấp hơn chỉ được xử lý khi hàng đợi có ưu tiên cao rỗng (kiểu đánh lịch này có thể gây ra hiện tượng các hàng đợi có ưu tiên thấp không bao giờ được xử lý) đây là hiện tượng đói tài nguyên phục vụ cho các ưu tiên thấp;
Hình 1.17: Xếp hàng và định lịch
... ...
Inbound Packets Outbound Packets Queuing Scheduling
- Round-robin: các hàng đợi được xử lý tuần tự, cách này có thể tránh hiện tượng “đói tài nguyên” bên trên nhưng lại có nhược điểm là tạo ra các trễ không đón trước được cho các hàng đợi chứa các luồng dữ liệu thời gian thực;
- Weighted fair: Các hàng đợi được đánh ưu tiên có trọng số để mà một số các hàng đợi được phục vụ thường xuyên hơn các hàng đợi khác. Tuy nhiên cách này khắc phục được 2 nhược điểm trên nhưng lại có nhược điểm là không đảm bảo băng thông mà các luồng dữ liệu thời gian thực cần.
Không gian nhớ dành cho các hàng đợi ở mỗi thiết bị là hữu hạn do đó khi các hàng đợi hay bộ đệm tràn thì các gói cần được loại bỏ đến khi có sẵn không gian chứa cần cho nó. Kỹ thuật loại bỏ các gói được đề cập trong phần trên (cơ chế tránh tắc nghẽn).
* Kiểm soát tuân thủ tốc độ phát (sharping)
* Thiết kế xuyên lớp trong phần truy nhập mạng không dây
Theo mô hình OSI, mỗi lớp có một chức năng xác định độc lập với các lớp khác, giữa các lớp được quy định rõ tương đối rõ mặt cắt giao diện (SAP) và chỉ các lớp lân cận với nhau được phép trao đổi thông tin với nhau theo mặt cắt này. Tại mỗi lớp người ta cũng cố gắng cải thiện QoS hướng đến E2E QoS.
Việc áp dụng các lớp mô hình OSI một cách đơn lẻ trong mạng không dây sẽ rất hạn chế do sự thiếu hợp tác giữa các lớp không lân cận trong khi các tác động qua lại giữa các lớp không lân cận tồn tại một cách tự nhiên (ví dụ môi trường truyền sóng ở lớp vật lý nhưng có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến việc định tuyến ở lớp mạng, là lớp không lân cận).
Nhận thấy các hạn chế trên, các thiết kế trong phần mạng không dây có xu hướng sử dụng mô hình gọi là thiết kế xuyên lớp (Cross-layer design) nhằm khắc phục các điểm yếu đó.
Ý tưởng thiêt kế xuyên lớp là coi trọng sự tác động qua lại giữa các lớp không lân cận bắng cách trong thiết kế cho phép các lớp không lân cận vẫn có thế trao đổi thông tin cho nhau trong khi chức năng chính của lớp vẫn được đảm bảo. Ví dụ, để tiết kiệm năng lượng của pin trong đầu cuối di động ở lớp vật lý có thể giẩm tốc độ truyền dữ liệu hoạc thay đổi mã hóa. Việc thay đổi này cũng đồng thời làm thay đổi QoS của kênh tương ứng trong bảng tham số định tuyến lớp Mạng.
Hình 1.18 so sánh mô hình OSI và mô hình xuyên lớp.
Các lớp thường trực được xem xét kết hợp với nhau trong thiết kế xuyên lớp như Physical (PHY), Medium Access Control (MAC), Network (NET) và lớp Transport (TRA), quan hệ giữa 4 lớp này được biểu diễn trong hình 1.19.
Application Layer Network Layer MAC Layer Link Layer Application Layer Network Layer MAC Layer Link Layer
ISO/OSI model Cross-Layer model