Khi một gúi đến trong một gỏo và trong gỏo cú ớt nhất một thẻ tồn tại thỡ thẻ đú được gỏn cho gúi (thẻ được gỡ bỏ) và gúi được xem như in profile. Nếu khụng cú thẻ nào trong gúi thỡ gúi được coi là out profile. Thẻ sẽ được bổ sung với tốc độ X thể hiện tốc độ trung bỡnh dài hạn nếu cỏc gúi được duy trỡ trong profile. Tuy nhiờn cỏc gúi cú thể đến dưới dạng cỏc bú ngắn và vẫn được xem như ở trong profile cho tới khi gỏo đạt được Y thẻ. Nếu gúi đến với tốc độ R nhỏ hơn X thỡ gỏo sẽ điền thờm (X - R) thẻ trờn một giõy và sẽ dừng lại khi nú đạt được Y thẻ. Nếu gúi đến với tốc độ R= X thỡ số thẻ trong gỏo khụng đổi. Khi tốc độ R > X thỡ thẻ ra khỏi gỏo với tốc độ R- X. Chỉ cần trong gỏo cũn ớt nhất một thẻ thỡ gúi vẫn được xem như trong Profile. Nếu R quỏ lớn hơn so với X, gỏo rỗng thỡ cỏc gúi đến lần lượt sẽ được xem như nằm ngoài profile. Trạng thỏi out profile sẽ tiếp diễn cho tới khi R giảm xuống nhỏ hơn X (tại điểm này gỏo lại bắt đầu được điền đầy và thoỏt khỏi trạng thỏi rỗng). Một token packet cú thể được xem như điều luật bắt buộc để điều khiển tốc độ của cỏc gúi đến: số lượng cỏc gúi đến một điểm đo tại chu kỡ T phải nhỏ hơn (T X Y)
Cú thể cú nhiều token packet cựng hoạt động đồng thời để đo cỏc gúi đến. Lỳc này ta phải sử dụng profile xếp lớp cho cỏc gúi đến. Cỏc trường hợp cú thể xảy ra khi cỏc gúi đến:
Nếu trong cỏc gỏo cú tồn tại cỏc thẻ thỡ tất cả cỏc gúi đến đều là in profile tại mỗi gúi thẻ sẽ được rỳt ra và gúi được truyền bỡnh thường
Nếu một gỏo khụng cú thẻ, nhưng cỏc gỏo khỏc vẫn cú thẻ thỡ gúi đi vào gỏo khụng thẻ cú thể bị bắt giữ, cũn cỏc gúi đến cỏc gỏo cú thẻ thỡ chỉ bị đỏnh dấu trước khi truyền gúi thụng thường.
Nếu tất cả cỏc gỏo đều rỗng thỡ cỏc gúi bị loại bỏ (bắt giữ)
Tuy nhiờn cỏc router sẽ đối xử cỏc gúi bị đỏnh dấu như cỏc gúi loại hai khi cú tắc nghẽn xảy ra trong mạng. Cú hai cỏch đối xử với cỏc gúi bị đỏnh dấu này: cỏch thứ nhất đỏnh giỏ thấp độ ưu tiờn của gúi bằng cỏch ấn định chỳng vào cỏc hàng đợi khỏc nhau trờn quỏ trỡnh đỏnh dấu. Cỏch thứ 2 là hoỏn vị thuật toỏn quản lý hàng đợi để giữ cho độ chiếm giữ hàng đợi thấp. Cỏch thứ nhất thường gõy ra hiện tượng sắp xếp lại trong hàng đợi của cựng một lớp lưu lượng, hầu hết cỏc giao thức đầu cuối trong mạng TCP khụng xử lý hiệu quả được hiện tượng này nờn
37
cỏch tốt nhất là sử dụng quản lý hàng đợi tớch cực để quản lý cỏc gúi đi vào trong hàng đợi. RED là một thuật toỏn quản lý hàng đợi tớch cực cho phộp quản lý hiệu quả quỏ trỡnh cỏc gúi đi vào trong hàng đợi.
2.2.6 Giảm thời gian chiếm giữ hàng đợi
Chiếm giữ hàng đợi là hiện tượng cỏc gúi tin ở lõu trong hàng đợi mà chưa được xử lý. Cỏc gúi tin chiếm giữ hàng đợi làm cho khụng gian hàng đợi bị thu hẹp lại và khi cú nhiều gúi tin khỏc đến sẽ khụng được đưa vào hàng đợi và cú thể bị loại bỏ khi cú tắc nghẽn xảy ra. Độ chiếm giữ hàng đợi tăng khi tải cung cấp (tốc độ lưu lượng đến) vượt quỏ tốc độ bộ lập lịch xử lý gúi tin ra khỏi hàng đợi. Và tốc độ hàng đợi đưa gúi ra ngoài phụ thuộc nhiều vào cỏch bộ lập lịch tỏc động ngược trở lại luồng lưu lượng như thế nào từ cỏc hàng đợi khỏc để truy nhập được tới đầu ra. Độ chiếm giữ cú thể được xem như ảnh hưởng của cỏc mức tắc nghẽn hiện tại lờn giao diện đầu ra của hàng đợi.
Để giảm độ tắc nghẽn ta sử dụng một số cỏch thức trỏnh tắc nghẽn trong một số cỏc giao thức truyền tải được tạo ra khi luồng lưu lượng đi qua hàng đợi. Do độ trễ xảy ra trước khi bất kỡ một giao thức truyền tải nào kịp tỏc động đến tắc nghẽn trong router, nờn quản lý hàng đợi cú hai khỏi niệm cơ bản về tắc nghẽn :
Tắc nghẽn trong suốt: xảy ra với chu kỡ ngắn hơn là thời gian xử lý của cỏc giao thức điều khiển tắc nghẽn. Tắc nghẽn này xảy ra ngắn, liờn quan tới cỏc lưu lượng dạng bú từ một hoặc nhiều luồng. Nhỡn chung router khụng muốn loại bỏ cỏc gúi từ một bú lưu lượng do đú phải thiết kế được hàng đợi cú kớch thước sao cho nú cú thể bao trựm được kớch thước của cỏc bú lưu lượng. Điều này rất khú thực hiện được do kớch thước bú lưu lượng thay đổi theo từng luồng lưu lượng đến do đú chỉ cú cỏch là quản lý động kớch thước hàng đợi phự hợp với kớch thước của bú lưu lượng. Khi kớch thước bú lưu lượng lớn thỡ kớch thước hàng đợi trung bỡnh tăng, cũn khi lưu lượng đến dưới dạng bú nhỏ thỡ kớch thước hàng đợi trung bỡnh giảm.
Tắc nghẽn dài hạn: là kết quả từ tốc độ khụng đổi của tất cả cỏc luồng khi chuyển qua hàng đợi. Khi cú tắc nghẽn trong mạng thỡ quản lý hàng đợi sẽ sử dụng cơ chế phản hồi cho cỏc giao thức truyền tải để giữ cho trễ dài hạn giảm. Về nguyờn lý cú thể gửi phản hồi theo hai cỏch :
+ Đỏnh dấu cỏc gúi trong nhúm + Loại bỏ cỏc gúi
Để giảm độ chiếm giữ hàng đợi cú hai cỏch thực hiện được trỡnh bày dưới đõy : a. Thụng bỏo tắc nghẽn rừ ràng
Mặc dự loại bỏ cỏc gúi là cỏch phự hợp với cơ chế phản hồi, nhưng cỏch này khụng tớch cực do việc loại bỏ cỏc gúi sẽ gõy ra lóng phớ tài nguyờn mạng sử dụng để truyền được gúi đến router trước khi nhận thấy cú tắc nghẽn. Do đú cần sử dụng chỉ thị tắc nghẽn để trỏnh lóng phớ tài nguyờn. Một cỏch thức được sử dụng là thụng bỏo tắc nghẽn rừ ràng (ECN).
ECN đó được đề xuất như một phần bổ sung trong cỏc thuật toỏn quản lý hàng đợi tớch cực. Phương phỏp này sử dụng phản hổi rừ ràng bằng cỏch thờm 2 bit vào phần header của gúi để bỏo hiệu tắc nghẽn. Mặc định mó của hai bớt này là ‘00’ (khụng sử dụng ECN), khi 2 bớt cú mó là ‘11’, đõy là dấu hiệu của sự tắc nghẽn (CE), phớa gửi sẽ sử dụng cỏc mó cũn lại (gọi là mó ECT) để ký hiệu rằng nguồn cú cài đặt ECN.
Khi khụng cú yờu cầu phản hồi điều khiển tắc nghẽn, bit CE bị từ chối. Khi một router dọc theo tuyến muốn gửi phản hồi điều khiển tắc nghẽn thỡ cú hai tuỳ chọn sau :
+ Nếu bit ECT được thiết lập, thỡ thiết lập bit CE. + Nếu bit ECT được thiết lập lại thỡ loại bỏ cỏc gúi. b. Loại bỏ trước
Trước khi quyết định loại gúi phải đặt ra cõu hỏi nờn loại bỏ gúi để đơn giản việc quản lý và khụng ảnh hưởng nhiều đến cỏc gúi khỏc trong hàng đợi. Từ vấn đề trờn thấy đơn giản nhất
38
là loại bỏ gúi ngay trước khi đi vào hàng đợi (gọi là loại bỏ đuụi). Cú một cỏch tương tự trờn là loại bỏ trước (DFF), loại bỏ ngay tại đầu hàng đợi. Đụi khi loại bỏ trước được thụng bỏo sớm hơn loại bỏ đuụi tuy nhiờn nú mất thời gian và cụng đoạn xử lý hơn do cỏc gúi đó được đưa vào hàng đợi rồi mới bị loại bỏ. Trong phần tiếp theo, ta xem xột 2 kiểu quản lý hàng đợi cơ bản là bị động và tớch cực.
2.3 Cơ chế quản lý hàng đợi bị động
Drop Tail [3, 5, 80]
Loại bỏ đuụi là kỹ thuật truyền thống nhằm quản lý chiều dài hàng đợi của bộ định tuyến, thiết lập chiều dài hàng đợi lớn nhất cho mỗi hàng đợi, chấp nhận cỏc gúi đến cho tới khi đạt được chiều dài lớn nhất. Cỏc gúi đến sau sẽ bị loại bỏ cho tới khi kớch thước hàng đợi giảm xuống. Khi kớch thước hàng đợi nhỏ hơn giỏ trị lớn nhất (max) thỡ cỏc gúi đến từ luồng lưu lượng vẫn được chấp nhận và được xếp hàng vào hàng đợi chờ xử lý. Khi kớch thước hàng đợi vượt quỏ giỏ trị max cho phộp thỡ tất cả cỏc gúi đến sau đều bị loại bỏ cho tới khi kớch thước hàng đợi giảm. trong hỡnh 2.7. biểu diễn xỏc suất loại bỏ gúi tin theo cơ chế DropTail.
Kớch thước hàng đợi X ỏc x uấ t l oạ i b ỏ gú i 100% 0 max