5. Bố cục đề tài
2.4.2.Mô hình dịch vụ tích hợp (IntServ)
a. Các yêu cầu chức năng chung của IntServ
Mô hình dịch vụ tích hợp IntServ đề xuất hai lớp dịch vụ bổ sung cho các dịch vụ IP truyền thống gồm:
- Dịch vụ bảo đảm cho ứng dụng yêu cầu giới hạn trễ và băng thông. - Dịch vụ điều khiển tải cho ứng dụng yêu cầu độ tổn thất gói thấp. Ý tƣởng ban đầu của các dịch vụ tích hợp là để hỗ trợ việc dành trƣớc tài nguyên cho các luồng lƣu lƣợng. Trái ngƣợc với mô hình best efford các gói có thể truyền tới đích qua các tuyến khác nhau, dịch vụ tích hợp cho phép dành chung một tuyến cho một luồng dữ liệu. Điều đó đƣợc thực hiện nhờ việc thiết lập dành trƣớc tài nguyên trƣớc khi gửi dữ liệu. Thực chất của mô hình này là các bộ định tuyến và thiết bị mạng phải dành trƣớc nguồn tài nguyên của nó để cung cấp các mức chất lƣợng dịch vụ cụ thể cho các gói mang lƣu lƣợng ngƣời dùng. Điều này yêu cầu các bộ định tuyến phải có khả năng điều khiển các luồng lƣu lƣợng.
Hình 2.12 Mô hình tích hợp dịch vụ IntServ [3]
Cả hai lớp dịch vụ đảm bảo và dịch vụ điều khiển tải phải đƣợc thiết lập đƣờng dẫn và dự trữ các tài nguyên trƣớc khi truyền dữ liệu của họ. Sự điều khiển định tuyến sẽ quyết định cho việc có cấp nguồn cho yêu cầu hay không. Khi bộ định tuyến nhận đƣợc gói, bộ phân lớp sẽ thực hiện sự phân lớp đa trƣờng và đƣa gói vào hàng đợi đặc biệt dựa trên kết quả của sự phân lớp. Cấu hình gói sau đó sẽ lên lịch trình cho gói để đạt đƣợc yêu cầu chất lƣợng dịch vụ của nó.
Ứng dụng sẽ mô tả lƣu lƣợng và tài nguyên nào mà nó sẽ cần. Sau đó, mạng sẽ sử dụng giao thức dành trƣớc tài nguyên (RSVP) để dành trƣớc băng thông xác định trong mỗi bộ định tuyến dọc theo đƣờng đi. Mỗi bộ định tuyến sẽ kiểm tra xem ở đó nó có đảm bảo tài nguyên đƣợc yêu cầu và duy trì tuyến khi đƣợc yêu cầu bởi yêu cầu dành trƣớc tài nguyên. Khi tất cả các hop đã đƣợc thiết lập, thiết bị gửi có thể gửi dữ liệu.
Mô hình tích hợp dịch vụ IntServ mô tả các ứng dụng QoS trong mạng IP theo phƣơng pháp nhận dạng luồng lƣu lƣợng với 5 tham số cơ bản sau:
Nhận dạng giao thức
Địa chỉ cổng đích
Địa chỉ IP nguồn
Địa chỉ cổng nguồn
Để dự trữ tài nguyên cho một luồng lƣu lƣợng, ứng dụng nguồn cần phải cung cấp các đặc tính luồng. Đặc tính luồng gồm các đặc tính lƣu lƣợng và các yêu cầu chất lƣợng dịch vụ cho luồng đó.
- Đặc tính lƣu lƣợng bao gồm tốc độ đỉnh, tốc độ trung bình, kích thƣớc bùng nổ và các tham số của gáo rò.
- Các yêu cầu dịch vụ gồm băng thông tối thiểu và các yêu cầu hiệu năng nhƣ trễ, biến động trễ và tỷ lệ tổn thất gói.
Dịch vụ tích hợp đƣợc chia thành hai mặt phẳng: mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu.
- Mặt phẳng điều khiển thiết lập việc dành trƣớc tài nguyên.
- Mặt phẳng dữ liệu thực hiện truyền dữ liệu.
Để thực hiện một yêu cầu dành trƣớc tài nguyên IntServ, trƣớc tiên ứng dụng phải đặc tính hoá đƣợc luồng lƣu lƣợng của nó và tập hợp lại trong chỉ tiêu luồng lƣu lƣợng. Sau đó, yêu cầu thiết lập dự trữ tài nguyên có thể đƣợc gửi đến mạng. Nếu có thể cam kết việc dự phòng, luồng đó đƣợc đƣa vào bảng dự phòng tài nguyên. Khi gói tin đến, khối lƣợng nhận dạng luồng sẽ nhận dạng gói tin thuộc về luồng đặt trƣớc và đặt chúng vào trong hàng đợi phù hợp để nhận đƣợc dịch vụ yêu cầu.
Tài nguyên dành trƣớc trong InterServ cần phải qua tất cả các nút trên đƣờng dẫn và thiết lập các dự phòng yêu cầu. Nó cũng phải truyền tải thông tin trong các phác thảo lƣu lƣợng và các yêu cầu tài nguyên, do vậy mỗi nút cần quyết định liệu nó có chấp nhận việc dành trƣớc hay không, nhận dạng luồng nhƣ thế nào và lập lịch cho gói tin.
Điều khiển chấp nhận
Xử lý hai nhiệm vụ cơ bản là: Chấp nhận hay từ chối các yêu cầu dành trƣớc và giám sát việc sử dụng tài nguyên. Việc dành trƣớc tài nguyên cho một yêu cầu mới không thể đƣợc chấp nhận nếu nút không có sẵn tài nguyên yêu cầu.
Nhận dạng luồng
RSVP Sử dụng 5 trƣờng trong tiêu đề gói tin IP để nhận dạng các gói tin thuộc về các luồng dành trƣớc tài nguyên trong nút. Các trƣờng này bao gồm: địa chỉ IP nguồn, địa chỉ IP đích, nhận diện giao thức, cổng nguồn và cổng đích.
Lập lịch gói tin
Là bƣớc cuối cùng trong việc dành trƣớc tài nguyên. Bộ lập lịch gói tin thực hiện việc cấp pháp tài nguyên. Nó quyết định gói tin nào gửi kế tiếp khi tuyến kết nối đi là sẵn sàng. Do đó nó tác động đến trễ mà gói tin đó phải chịu trong bộ định tuyến và bộ định tuyến không trực tiếp loại bỏ gói tin.
b. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP
Giao thức dành trƣớc tài nguyên RSVP là một giao thức dùng để thiết lập tài nguyên dự phòng để đảm bảo QoS. Trong RSVP, các nguồn tài nguyên đƣợc dành trƣớc theo các hƣớng độc lập. Máy chủ nguồn và máy chủ đích trao đổi các bản tin RSVP để thiết lập các trạng thái chuyển tiếp và phân loại gói tại mỗi nút.
RSVP không phải là giao thức định tuyến mà là giao thức báo hiệu, các bản tin RSVP đƣợc chuyển đi trên cùng đƣờng dẫn với các gói tin sẽ đƣợc chuyển và đƣợc xác định bởi bảng định tuyến trong bộ định tuyến IP. Các máy chủ sử dụng giao thức RSVP để yêu cầu QoS của mạng cho các luồng lƣu lƣợng thực tế. Các bộ định tuyến sử dụng RSVP để tạo ra các yêu cầu QoS cho toàn bộ các bộ định tuyến dọc theo tuyến đƣờng gói tin chuyển qua.
Giao thức dành trƣớc tài nguyên RSVP thƣờng đƣợc sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu đảm bảo các tham số băng thông và độ trễ. Các ứng dụng mạng hiện nay sử dụng RSVP nhƣ là giao thức báo hiệu gồm các ứng dụng cho VoIP và kỹ thuật lƣu lƣợng trong MPLS.
Một phiên làm việc của giao thức dành trƣớc tài nguyên RSVP thƣờng sử dụng 3 tham số sau: địa chỉ đích, nhận dạng giao thức và địa chỉ cổng đích. Hình 2.13 dƣới đây chỉ ra nguyên lý hoạt động của RSVP. Máy chủ nguồn gửi bản tin Path tới đích cho một luồng dữ liệu hay còn gọi là một phiên truyền thông. Bản tin Path chứa các đặc tính cho luồng dữ liệu sẽ đƣợc gửi, bản tin Path đi qua các bộ định tuyến trên đƣờng dẫn tới đích. Các bộ định tuyến trên tuyến đăng ký nhận dạng luồng và các đặc tính luồng vào cơ sở dữ liệu. Bản tin Resv đƣợc phát ngƣợc từ máy chủ nhận về máy chủ gửi nhằm xác nhận và chỉnh sửa các thông tin yêu cầu đã đƣợc gửi đi trong bản tin Path, đây là các thông tin về dự phòng tài nguyên cho đƣờng dẫn mà gói tin sẽ đƣợc chuyển qua.
Hình 2.13 Nguyên lý hoạt động của RSVP [3] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
RSVP giữ trạng thái mềm các tài nguyên trong các bộ định tuyến. Trạng thái mềm này đƣợc cung cấp động theo các thông tin từ các thành viên trong phiên làm việc, tƣơng thích với sự thay đổi định tuyến và các yêu cầu thay đổi tài nguyên của các luồng lƣu lƣợng trong phiên [3].