.7 Ảnh hưởng của khởi đầu chậm và trỏnh nghẽn

Ta hóy khảo sỏt 1 đƣờng 128 Kbps truyền qua vệ tinh. Khi bắt đầu truyền tốc độ truyền sẽ thay đổi trong khoảng thời gian gửi một số đoạn TCP và chờ ACK quay lại. Đơn vị thời gian giữa những thay đổi tốc độ là 1 RTT. Thụng thƣờng, thời gian đũi hỏi trƣớc khi chuyển từ trạng thỏi Khởi đầu chậm tới Trỏnh nghẽn là từ (710)RTT và cú thể phải cần thờm (2030) RTT để trở lại gần với tốc độ dung lƣợng tuyến. Quỏ trỡnh này để rỗi một lƣợng băng thụng đỏng kể. Nhƣ mụ tả trờn

hỡnh 3.7, sau 16 RTT (8s) tốc độ gửi chỉ cũn khoảng 80Kbps (giả thiết rằng ~1 Kbps/segment)[10,11].

Trỏnh nghẽn trƣớc

Vỡ sự điều khiển nghẽn của TCP trờn đƣờng vệ tinh đỏp ứng chậm do trễ nờn nếu trỏnh đƣợc nghẽn trƣớc sẽ là thành cụng lớn.

Một trong những kỹ thuật mới đƣợc sử dụng trong TCP để trỏnh nghẽn trƣớc khi xảy ra là Random Early Detection (RED) gateways. Phƣơng phỏp này đũi hỏi mỗi gateway phải giỏm sỏt độ dài hàng quản lý của mỡnh và thụng bỏo cho ngƣời gửi TCP khi xỏc định nghẽn sắp xảy ra. Việc gửi thụng bỏo này đƣợc thực hiện bằng cỏch lấy ra một gúi sớm hơn so với bỡnh thƣờng. Ngƣời gửi nhận đƣợc thụng bỏo qua thời gian chết của gúi này. Thực chất nguyờn lý RED là ở chỗ việc lấy bớt ra một gúi sớm hơn so với bỡnh thƣờng cú thể giỳp trỏnh đƣợc khả năng sẽ mất nhiều gúi hơn sau đú. Nhờ nhận đƣợc thụng bỏo nghẽn, ngƣời gửi TCP cú thể giảm cửa sổ của họ trƣớc khi cú một chuỗi nghẽn xuất hiện. Một giải phỏp khỏc là giỳp cho ngƣời gửi TCP dự bỏo trƣớc khả năng nghẽn xuất hiện và giảm cửa sổ truyền của nú trƣớc khi cỏc routers trung gian bị mất gúi. TCP cú thể giữ đƣờng đi của RTT nhỏ nhất trong suốt quỏ trỡnh truyền và sử dụng hầu hết RTT quan sỏt đƣợc gần nhất để tớnh toỏn hàng dữ liệu trong mạng. TCP cũng cú thể lƣu số lƣợng dữ liệu đi qua trƣớc và sau khi cửa sổ nghẽn thay đổi để đỏnh giỏ mức nghẽn mạng. Nếu giả định rằng số lƣợng cỏc gúi xếp hàng trong mạng đang tăng, nú sẽ giảm cửa sổ nghẽn và ngƣợc lại[10,11].

3.3.3. Sử dụng bộ tăng tốc TCP/IP

Nhƣ đó núi ở phần trờn, đặc tớnh truyền dẫn của thụng tin vệ tinh cú thể làm suy giảm hiệu suất của giao thức kết nối mạng IP, ở đõy cụ thể là giao thức TCP do những yếu tố sau[11,13]:

 Thời gian truyền tớn hiệu lờn vệ tinh lớn, đối với 2 trạm đầu cuối liờn lạc với nhau, hệ thống cũn phải trải qua 2 lần quỏ trỡnh này (double hop). Do đú tớn hiệu bị ảnh hƣởng bởi trễ nhiều. Đƣơng nhiờn, giao thức tầng truyền dẫn ở lớp 3 cũng bị kộo dài.

 Hệ số delay x Băng tần lớn: để tối ƣu hoỏ thụng lƣợng của hệ thống vệ tinh trờn mỗi phiờn giao dịch TCP, giao thức TCP thƣờng sử dụng một lƣợng lớn số cỏc gúi tin giao dịch trờn băng thụng đú, kết quả là thụng lƣợng đƣờng truyền vẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố và khả năng sử dụng băng tần vẫn khụng đƣợc hiệu quả do lƣu lƣợng thực tế kộm hơn quỏ nhiều so với băng thụng mất đi.

 Đối với cỏc lỗi truyền dẫn, TCP thƣờng nhầm lẫn giữa vấn đề lỗi bớt xảy ra (BER) nhƣ là lỗi kẹt đƣờng truyền, nú lại yờu cầu thời gian truyền lại gúi tin cú lỗi và nhƣ vậy sẽ tăng dung lƣợng đƣờng truyền vụ ớch.

 Cấu hỡnh sử dụng hệ thống trong giao thức TCP chấp nhận thực tại là gúi tin cần phải đi qua nhiều node và cú thể cú nhiều độ trễ do phõn bố lƣu lƣợng/ định tuyến.

 Một vấn đề khỏc là đối với hệ thống vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO) thỡ thời gian truyền súng biến thiờn, dẫn đến thời gian đồng bộ dữ liệu khi truyền tớn hiệu thời gian thực sẽ tăng lờn. Tuy nhiờn, trong đồ ỏn này khụng đề cập đến độ biến thiờn đú, chỉ tập trung vào hệ vệ tinh địa tĩnh (GEO).

 Và một vấn đề cố hữu trong thụng tin vệ tinh, đối với hệ vệ tinh truyền dẫn tớn hiệu là cỏc gúi tin chuyển mạch gúi, khụng chỉ là lƣu lƣợng biến đổi theo thời gian mà cũn lỗi thu phỏt xảy ra trong quỏ trỡnh truyền dẫn.

Để xử lý đƣợc cỏc vấn đề trờn, chỳng ta đƣa ra cỏc phƣơng ỏn giải quyết cụ thể nhƣ sau:

- Biến đổi cỏc gúi tin truyền theo giao thức TCP thành cỏc gúi tin đƣợc tăng tốc trao đổi theo định dạng BST (Boosted Session Transport). Đõy là định dạng dựa trờn một giao thức đƣợc thiết kế riờng cho hệ thống vệ tinh này, nú cho phộp truyền dẫn tốc độ cao hơn để đạt đƣợc cỏc yờu cầu về thời gian thực.

- Cỏc đặc điểm của giao thức BST đƣợc định nghĩa chi tiết nhƣ sau: + Cỏc tham số cố định khụng thay đổi trong quỏ trỡnh truyền dẫn[9]:

o MTU (Multi transmission Unit ) – đơn vị dữ liệu đƣờng truyền cho phộp xỏc nhận cỏc account cựng đồng thời truy nhập đƣờng truyền.

o Trễ truyền dẫn vệ tinh thuần tuý – chƣa xỏc định yếu tố trễ do hệ thống chuyển mạch chọn đƣờng mà chỉ xột trễ truyền súng từ vệ tinh đến mặt đất(Delay).

o BER: Hệ số lỗi đƣờng truyền đủ đảm bảo liờn lạc, ở đõy là lỗi do nhiễu, suy hao của tớn hiệu vụ tuyến gõy ra. Hệ số này là xỏc định trong một thời gian nào đú và ảnh hƣởng đến tốc độ đƣờng truyền khi hệ số lỗi cao, phỏ hỏng cỏc gúi tin đó truyền đi và hệ thống lại phải truyền lại gúi tin đú – gõy ra trễ.

o Tốc độ truyền dẫn cỏc kờnh.

+ Sử dụng bộ nhớ đệm thụng minh (Smart Buffer) để lƣu và xỏc định mức độ ƣu tiờn xử lý cỏc gúi tin truyền dẫn.

+ Sử dụng cơ chế thụng bỏo nhận dữ liệu nõng cấp SACK và NACK. + Tăng tốc, tối ƣu hoỏ chu trỡnh thủ tục Handshaking của chuẩn TCP.

Dƣới đõy là mụ hỡnh biểu diễn quỏ trỡnh chuyển đổi giao thức truyền dẫn tập tin từ TCP sang BST, phần màu hồng là mụ hỡnh giao thức BST trờn hệ thống tƣơng ứng với cỏc lớp trong giao thức TCP.

Client Driver TCP IP Physical Driver Protocol Translator TCP IP Physical Driver BST IP Physical Driver Driver Server Driver Protocol Translator BST IP Physical TCP IP Physical TCP IP Physical Network Standard

TCP/IP NettGain Optimized Standard

TCP/IP

NettGain Client NettGain RTG