Dịch vụ tải có kiểm sốt được áp dụng cho một lớp ứng dụng có đặc tính thời gian thực nhưng có thể thích nghi với điều kiện mạng khơng quá tải. Dịch vụ tải có kiểm sốt cố gắng tạo ra điều kiện mạng “không tải “ cho các ứng dụng đó nhưng khơng cung cấp đảm bảo dịch vụ. Các dịch vụ này có thể là audio hoặc video
Dịch vụ tải có kiểm sốt quan tâm đến hai tham số chất lượng dịch vụ : trễ và mất gói. Mục tiêu của dịch vụ này là tỷ lệ mất gói và độ trễ trên mạng đạt tối thiểu và xấp xỉ dịch vụ thông thường khi mạng không quá tải .
Kiến trúc dịch vụ.
Hình 11 mơ tả một phần tử mạng cung cấp dịch vụ tải có kiểm sốt, trong đó phần quan trọng nhất là chức năng xử lý gói. Tại đây, tất cả các luồng gói đều đi qua bộ phân loại gói trong bộ định tuyến. Nó xác định gói nào thích hợp với dịch vụ này gói nào khơng. Ở đầu ra của bộ phân loại gói là thùng thẻ bài. Cơ chế thùng thẻ bài được dùng để xác định gói nào nhận dịch vụ tải có
Lập lịch / xử lý gói Phân loại
gói Thùng thẻ bài
Chức năng đường dữ liệu kiểm soát chất lượng
Bộ định tuyến
Hình 11 . Dịch vụ tải có kiểm sốt
Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng IP
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
27
kiểm soát. Trong thiết kế hình 11 có hai hàng đợi. Hàng đợi trên được ưu tiên và các các gói tuân theo cơ chế thùng thẻ bài của luồng được đưa vào hàng đợi ưu tiên cao hơn này. Hàng đợi thấp hơn được dùng chung cho các gói khơng tuân theo cơ chế thùng thẻ bài và các gói chỉ nhận được dịch vụ cố gắng tối đa. Hàng đợi ở dưới lại có thể phân thành hai hàng đợi nhỏ hơn.
Ở đây, có một số vấn đề cần xem xét. Trước hết là cách xử lý lưu lượng không tuân theo yêu cầu dịch vụ. RFC 2211 đề nghị đối xử với chúng như với lưu lượng cố gắng tối đa. Do đó trên hình 6, ta thấy phần vượt q được đưa vào hàng đợi cố gắng tối đa. Tất nhiên lưu lượng vượt quá không được ảnh hưởng nhiều đến dịch vụ cố gắng tối đa bình thường, ví dụ nó khơng được gây ra sự suy giảm chất lượng dịch vụ đáng kết với dịch vụ thông thường. Vấn đề là khi có nhiều lưu lượng tải được kiểm sốt khơng tn thủ, chúng có thể làm dịch vụ thơng thường bị dừng lại do bị mất nhiều gói trong hàng đợi. Do đó cần có cơ chế xử lý lưu lượng vượt quá từ dịch vụ tải có kiểm sốt. Một số giải pháp được đề nghị như dùng một mức hàng đợi ưu tiên khác cho phần lưu lượng này hay dùng cơ chế hàng đợi WFQ hay CBQ để đảm bảo lưu lượng cố gắng tối đa không bị ảnh hưởng bởi lưu lượng vượt quá .
Vấn đề thứ hai là phân bổ tài nguyên trong hàng đợi ưu tiên cao (lưu lượng tải có kiểm sốt), có nghĩa là cách các luồng tải có kiểm sốt chia sẻ hàng đợi này và cách kiểm soát chấp nhận với các luồng này .
Cơ chế thực hiện dịch vụ tải có kiểm sốt
Để gọi dịch vụ tải có kiểm sốt cho một luồng, ứng dụng dùng giao thức SENDER_TSPEC với u cầu dịch vụ tải có kiểm sốt trong tin báo PATH . RSVP cũng gửi ADSPEC trong tin báo PATH, chứa thông báo rằng dịch vụ này có được cài đặt trên mỗi chặng của đường hay khơng, kích thước MTU tối thiểu và các tham số đặc trưng của đường đi của các gói trong luồng. Các nút trung gian có thể sửa đổi ADSPEC nhưng không thể sửa đổi SENDER_TSPEC. Khi bên nhận thấy tin báo PATH cho dịch vụ tải có kiểm sốt, chúng chỉ báo dịch vụ có được hỗ trợ hay khơng bằng cách đặt “ bit gãy “ (break – bit). Bit này báo cho mọi người biết rằng có ít nhất một nút trên đường khơng hỗ trợ dịch vụ này.
Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng IP
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
28
Một điểm chú ý quan trọng là khơng có định nghĩa mang tính định lượng chính xác của dịch vụ tải có kiểm sốt. Mỗi phần tử mạng cần quyết định một cách độc lập xem nó có thể cung cấp dịch vụ này dựa trên mức tải hiện tại của nó cũng như mức độ rủi ro có thể có (do cung cấp quá mức tổng của Tspec của các luồng tải có kiểm sốt).
Khi luồng đã được chấp nhận, chức năng đường dữ liệu bắt đầu làm việc. Chức năng này quan tâm đến việc xử lý và lập lịch gói. Ở đây chúng ta cần xem xét một khía cạnh trong đáp ứng của thùng thẻ bài : giả sử luồng đạt đến số gói mà thùng thẻ bài cho phép và sau đó gửi với tốc độ thẻ ghi trong Tspec. Nếu nút chọn phục vụ luồng với tốc độ thẻ đó thì sẽ có đống (backlog) “ cố định “ các gói tại hàng đợi của nút đó. Vì vậy RFC 2211 khuyến nghị nên có cơ chế để cho phép dọn dẹp backlog đó để làm giảm thời gian xắp xếp hàng đợi cho luồng. Một cách tương tự, như chúng ta đã biết, lưu lượng gửi qua nhiều nút khơng duy trì được hình dạng và đặc tính ban đầu của nó, nếu một nut đặt kích thước bộ đệm tối đa bằng kích thước chùm chỉ ra trong Tspec thì sẽ có mất mát gói (khơng cần thiết) do lưu lượng khơng được định dạng lại tại mỗi nút trong mạng. RFC cũng khuyến nghị dùng sơ đồ phân bổ bộ đệm mềm dẻo để có thể cung cấp thêm bộ đệm cho các chùm .
Nút xác định sự tương thích của luồng bằng cơ chế thùng thẻ bài (được tham số hoá trong Tspec). Việc xử lý các gói khơng tương thích khơng quá chặt chẽ, nhưng không được làm giảm dịch vụ cung cấp cho các luồng tải có kiểm sốt khác và dịch vụ cố gắng tối đa. Tất nhiên, một tuỳ chọn trong việc xử lý luồng với lưu lượng khơng tương thích là làm giảm dịch vụ của cả luồng (chứ khơng chỉ cho các gói khơng tương thích). Một khả năng khác là định dạng lại luồng để các gói khơng tương thích đợi đến khi chúng tương thích hoặc đến một thời hạn xác định nào đó. Một cách xử lý khác là đưa chúng vào hàng đợi cùng với lưu lượng cố gắng tối đa (hoặc sau lưu lượng đó). Điều đó làm các gói trong luồng bị chuyển không theo thứ tự và gây trễ cho các giao thức tầng cao hơn
II.1.6.2. Dịch vụ đảm bảo (Guaranteed Service)
Mục tiêu của dịch vụ này là cung cấp là cung cấp độ trễ có giới hạn và đảm bảo việc truyền tất cả các gói đã được xác định cho ứng dụng cần đến nó. Phần này xem xét các tham số của dịch vụ đảm bảo, cách sử dụng và cơ chế
Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng IP
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
29
cung cấp dịch vụ. Phần cơ bản của dịch vụ đảm bảo là tham số từ tất cả các phần tử mạng trong đường cụ thể phải có khả năng tổ hợp với nhau một cách đơn giản để dự đốn (giới hạn) chất lượng dịch vụ mà các gói trong luồng sẽ trải qua
Do quá trình dự trữ là một chiều nên đối với truyền thơng hai chiều, phải có hai dự trữ .
Mơ hình dịch vụ
Vì dịch vụ đảm bảo là định lượng – nó có giới hạn trễ xác định – nên nó cần dựa trên cả hai mơ hình : đáp ứng của nguồn và cách phần tử mạng xử lý luồng. Mục đích của các mơ hình này là giới hạn trễ hàng đợi. Một thành phần khác của trễ đầu cuối đến đầu cuối là trễ truyền, được kiểm soát bằng các giải thuật định đường dùng khi thiết lập luồng. Các mơ hình được mơ tả dưới đây.
Bên trái là mơ hình thùng thẻ bài, dùng cho bên nguồn. Có nghĩa là dịng bên nguồn ln phải nằm trong giới hạn do thùng thẻ bài qui định. Bên phải là mơ hình của một liên kết trong bộ định tuyến. Nó chỉ ra tài nguyên (bộ đệm và băng thông) mà bộ định tuyến phải phân bổ cho luồng được đảm bảo. Mơ hình được sử dụng là “ mơ hình dịng chất lỏng “ (fluid model). Nguồn sinh ra dòng chất lỏng với tốc độ r (là tốc độ thẻ bài được tạo ra) nhưng đơi khi nó có thể tạo ra luồng có tốc độ nhanh hơn r. Phần vượt quá sẽ được giữ lại ở nguồn và đưa ra với tốc độ r. Nếu nguồn không phát trong một thời gian, thẻ bài được giữ
X
Hình 12 . Mơ hình dịch vụ đảm bảo
R
Mơ hình thùng thẻ bài Mơ hình đệm dịng chất lỏng r thẻ bài /s
B p
b
Các phương pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng IP
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
30
đến giới hạn b, bất kỳ luồng nào đến sẽ được truyền ngay lập tức khi còn thẻ bài. Tốc độ truyền sẽ là p .
Khi dòng dữ liệu đến phần tử mạng, nó được phục vụ với tốc độ R và dùng bộ đệm kích thước B. Cần có bộ đệm vì tốc độ truyền p có thể lớn hơn nhiều so với R
Kết quả lý thuyết cho thấy trễ của luồng ở mạng có giới hạn b/R (với điều kiện r<=R) , đó là cơ sở của dịch vụ đảm bảo. Nếu nguồn tạo luồng lớn hơn hay bằng b thì bộ đêm tại phần tử mạng sữ có b đơn vị luồng và trễ tối đa sẽ là b/R
Phần tử mạng thực tế sẽ khơng cài đặt mơ hình dịng chất lỏng một cách lý tưởng, do đó sẽ có thêm các trễ khác trong q trình cài đặt : C và D. Do đó độ trễ tồn bộ sẽ là :
Trễ = b/R + C/R + D (1)
Giới hạn trễ của dịch vụ được tính trên đường bằng phương trình (1)