CHƯƠNG 2 CÁC CƠ CHẾ QOS VÀ CẤU TRÚC TRONG VYOS
2.3. Các kiểu QoS trong VyOS [8,9]
Chất lượng dịch vụ (QoS) là một tính năng cho phép người quản trị xác định các luồng lưu lượng khác nhau và sau đó xử lý chúng theo chính sách riêng thay vì chỉ sử dụng cơ chế mặc định. Trên hệ thống VyOS sử dụng câu lệnh “tc” – traffic control làm phụ trợ cho QoS. VyOS cung cấp cho người dùng cấu hình các node cho các quy tắc sau đây: cơ chế QoS mặc định dựa trên mức độ ưu tiên hàng đợi. Ngoài cơ chế xếp hàng mặc định, hệ thống VyOS cung cấp nhiều cơ chế QoS khác nhau để xác định, xử lý các luồng lưu lượng khác nhau đi qua một interface và được phân loại thành các cơ chế áp dụng cho lưu lượng truy cập in và cho lưu lượng truy cập out.
Theo mặc định, tất cả lưu lượng truy cập được gửi bởi hệ thống VyOS được ưu tiên dựa trên giá trị trong trường Type of Service (ToS) của nó. Trong mỗi hàng đợi, tất cả các gói được gửi trên cơ sở First In First Out (FIFO). Lưu lượng dữ liệu được chia theo cách này vì việc cung cấp các mức dịch vụ bằng nhau cho tất cả lưu lượng. Tuy nhiên trên thực tế một số loại lưu lượng, theo bản chất của chúng nên được đối xử khác với những loại khác. Ví dụ: lưu lượng thoại rất nhạy cảm với độ trễ và nếu không được xử lý tương ứng, có thể không thể hiểu được nội dung.
Hệ thống VyOS hỗ trợ các cơ chế QoS sau đây để kiểm soát lưu lượng truy cập in và out:
Cơ chế bỏ đuôi (Drop Tail) là một thuật toán cung cấp hàng đợi thuần túy có độ dài xác định theo thứ tự FIFO (First In First Out); nói cách khác, các gói dữ liệu được truyền theo đúng thứ tự mà chúng đến. Nếu hàng đợi đầy, thì đuôi của hàng đợi (nghĩa là tập hợp các gói đến saukhi hàng đợi được lấp đầy) sẽ bị hủy. Với hàng đợi drop-tail, có một hàng đợi duy nhất và tất cả lưu lượng được xử lý như nhau; lưu lượng truy cập không được ưu tiên như trong trường hợp mặc định và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế hàng đợi công bằng (Fair Queue) là một cơ chế xếp hàng gói phân tách các luồng lưu lượng dựa trên địa chỉ IP nguồn/đích của chúng và/hoặc giao thức IP. Băng thông được phân bổ công bằng giữa các luồng dựa trên thuật toán xếp hàng công bằng ngẫu nhiên (Stochastic fairness Queuing) sao cho không có luồng nào được phép sử dụng phần lớn băng thông và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế hàng đợi vòng tròn (Round Robin) là một thuật toán lập lịch đơn giản. Trong hàng đợi vòng tròn, lưu lượng cho các lớp (class) được xác định và băng thông được chia đều cho các lớp đó và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế điều hoà lưu lượng (Traffic Shaper) cung cấp hàng đợi dựa trên thuật toán Hierarchical Token Bucket để phân bổ lượng băng thông khác nhau cho các lớp lưu lượng khác nhau. Khác biệt giữa Traffic Shaper và Round Robin là Traffic shaper giới hạn phân bổ băng thông theo lớp lưu lượng trong khi Round robin chia tổng băng thông có sẵn giữa các lớp và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế giới hạn tốc độ (Rate Limiting) là cung cấp hàng đợi dựa trên thuật toán Token Bucket Filter (TBF) để giới hạn lưu lượng gói ở tốc độ đã đặt. Thuật toán này chỉ chuyển các gói đến với tốc độ không vượt quá tốc độ được đặt và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế giả lập mạng mô phỏng (Network Emulator) cung cấp chính sách giả lập mạng mô phỏng lưu lượng mạng WAN, rất hữu ích cho mục đích thử nghiệmvà chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế phát hiện ngẫu nhiên (Random Detect) là một cơ chế tránh tắc nghẽn bao gồm Phát hiện sớm ngẫu nhiên (RED) và Phát hiện sớm ngẫu nhiên có trọng số (WRED). RED làm giảm khả năng tắc nghẽn mạng sẽ xảy ra bằng cách loại bỏ ngẫu nhiên các gói khi đầu ra interface bắt đầu có dấu hiệu tắc nghẽn, do đó sử dụng băng thông mạng tốt hơn. WRED phân biệt giữa các lớp lưu lượng trong một hàng đợi và gán mức độ ưu tiên khác nhau cho các luồng lưu lượng tương ứng; các gói ưu tiên thấp được loại bỏ khỏi hàng đợi sớm hơn các gói ưu tiên cao. Điều này đạt được bằng cách sử dụng ba bit đầu tiên của trường ToS (Type of services) để phân loại luồng dữ liệu và theo các tham số ưu tiên đã xác định, quyết định được đưa ra và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế hàng đợi ưu tiên (Priority queue) : Có tối đa bảy hàng đợi với các mức độ trọng số ưu tiên khác nhau từ 1 đến 7 (trong đó 1 là mức ưu tiên thấp nhất) , các gói được đặt vào hàng đợi dựa trên trọng số được gán. Các gói được truyền từ hàng đợi theo thứ tự ưu tiên. Hàng đợi với thứ tự cao hơn được lấp đầy liên tục các gói, các gói từ hàng đợi ưu tiên thấp hơn sẽ chỉ được truyền sau khi lưu lượng truy cập từ hàng đợi ưu tiên cao hơn giảm và chỉ dùng trong traffic out.
Cơ chế giới hạn (Limiter) được sử dụng để kiểm soát lưu lượng đến. Cơ chế gán cho mỗi luồng lưu lượng một giới hạn về băng thông (bandwidth). Có thể định nghĩa lưu lượng cho nhiều class và áp dụng giới hạn lưu lượng cho từngclass. Tất cả lưu lượng đến trong một luồng vượt quá giới hạn băng thông sẽ bị loại bỏ và chỉ dùng trong traffic in.