2.4 Cơ chế quản lý hàng đợi tớch cực
2.4.2 Cỏc cơ chế quản lý hàng đợi tớch cực
Quản lý hàng đợi là một trong những cơ chế cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS). Cú rất nhiều thuật toỏn được đưa ra trong kỹ thuật quản lý hàng đợi. Hiện nay, cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu tỡm cỏch phõn loại cỏc giải thuật quản lý hàng đợi được tớch cực dựa trờn cỏc đặc điểm, cơ chế hoạt động của chỳng. Năm 2010, G.F.Ali Ahammed, Reshma Banu [29] đó tiến hành phõn tớch đỏnh giỏ hiệu năng của một số giải thuật quản lý hàng đợi tớch cực nổi tiếng FRED, BLUE, SFB, and CHOKe trờn cơ sở RED, và Tai Drop. Năm 2010 K.Chitra và cộng sự đó phõn loại và đỏnh giỏ hiệu năng cỏc giải thuật quản lý hàng đợi tớch cực dựa trờn cơ sở chống tắc nghẽn [23]. Năm 2012 Saurabh Sarkar và cộng sự đó đỏnh giỏ phõn loại cỏc giải thuật quản lý hàng đợi tớch cực dựa trờn lưu lượng ứng dụng cụ thể [68],…Theo cỏc số liệu sử dụng để đo tỡnh trạng tắc nghẽn, quản lý hàng đợi tớch cực cú thể được phõn thành ba dạng: Quản lý hàng đợi tớch cực dựa vào kớch thước hàng đợi, chẳng hạn RED; quản lý hàng đợi tớch cực dựa vào tải nạp BLUE [28, 33, 85, 86]; quản lý hàng đợi tớch cực dựa vào kớch thước hàng đợi và tải nạp [15]. Cơ chế quản lý hàng đợi tớch cực để chống tắc nghẽn tại cỏc nỳt mạng như RED và cỏc biến thể của nú ARED[29, 83], ARIO[42], DSRED[16], FRED[49], GRED[61]…Trong hỡnh 2.8 trỡnh bày phõn loại cỏc cơ chế quản lý hàng đợi tớch cực [23].
41
Quản lý hàng đợi tớch cực
Dựa theo kớch thước hàng đợi Dựa theo tải nạp Dựa theo kớch thước hàng đợi & tải nạp
RED, FRED ,... BLUE SFB ... REM, GREEN ,...
Hỡnh 2.8 Phõn loại cỏc cơ chế quản lý hàng đợi tớch cực.
Quản lý hàng đợi theo kớch thước
RED: được Sally Floy và cộng sự đề xuất năm 1993, để trỏnh hiện tượng đồng bộ húa toàn cục mà TCP và Drop Tail gặp phải và giải quyết vấn đề trỏnh tắc nghẽn tại cỏc nỳt mạng một cỏch hiệu quả [63, 64].
ARED: [29, 83] là một trong nhiều phiờn bản của RED đó được W.Feng và cộng sự đề xuất cải tiến trờn cơ sở RED từ năm 1997. Nú hướng tới đạt được mục tiờu chiều dài hàng đợi được xỏc định trước và vỡ vậy mất gúi tin thấp hơn và sai lệch tối thiểu trong độ trễ xếp hàng quan trọng hơn, nú nhằm mục đớch giải quyết vấn đề cài đặt thụng số phức tạp trong RED.
FRED: được Dong Lin và Robert Morris đề xuất trong [49] là một cải tiến của RED với mục đớch làm giảm những tỏc động khụng cụng bằng tại hàng đợi RED. í tưởng chớnh của FRED là ỏp dụng RED trờn từng luồng, luồng cú nhiều gúi tin lưu trờn hàng đợi hơn sẽ cú xỏc suất rơi cao hơn, cỏc luồng yếu hơn sẽ ớt rơi hơn [49, 89].
Quản lý hàng đợi dựa theo tải nạp
BLUE: được thiết kế để ổn định kớch thước hàng đợi ở mức thấp, và duy trỡ mức độ sử dụng đường truyền cao. BLUE do W.Feng và cộng sự đề xuất năm 1999 nhằm mục tiờu khắc phục cỏc hạn chế của RED trong một số điều kiện cụ thể[85]. BLUE sử dụng cả sự kiện mất gúi tin và lịch sử mức độ sử dụng đường truyền để điều khiển tắc nghẽn.
SFB: được xõy dựng dựa trờn cơ sở BLUE. SFB là một kỹ thuật nhằm bảo vệ cỏc luồng TCP chống lại cỏc luồng khụng hồi đỏp UDP làm cho nú khụng ảnh hưởng đến hiệu suất cỏc luồng cú hồi đỏp.[]
Quản lý hàng đợi theo kớch thước và tải nạp
REM: được Sanjeewa Athuraliya và cộng sự đề xuất năm 2001 là một mụ hỡnh để truyền đạt thụng tin tắc nghẽn từ router nguồn bằng đỏnh dấu theo cấp số mũ. REM là một chương trỡnh quản lý hàng đợi tớch cực mà việc đo tắc nghẽn khụng dựng cỏc độ đo hiệu năng như độ mất mỏt hoặc độ trễ, mà sử dụng một đại lượng gọi là giỏ (price). Price được tớnh bởi mỗi liờn kết sử dụng phõn loại thụng tin cục bộ và bỏo trở lại cỏc nguồn thụng qua đỏnh dấu hoặc loại bỏ gúi tin. Việc tỏch riờng độ đo tắc nghẽn và hiệu năng cho phộp REM đạt được hiệu suất sử dụng cao với độ trễ khụng đỏng kể và việc tràn bộ đệm khụng phụ thuộc vào số lượng cỏc nguồn. Mặc dự REM duy trỡ kớch thước hàng đợi nhỏ dẫn đến làm giảm độ trễ xếp hàng trung bỡnh, nhưng nú mang lại thụng lượng thấp hơn. [51].
GREEN: Năm 2001, Apu Kapadia và cộng sự đề xuất thuật toỏn này sử dụng cỏc thụng số lưu lượng và kiến thức của hoạt động mỏy chủ TCP cuối để đỏnh dấu cỏc gúi một cỏch thụng minh nhằm ngăn chặn hiện tượnghỡnh thành hàng đợi và ngăn ngừa tắc nghẽn xảy ra. Nú cung cấp hiệu suất sử dụng cao và một mất gúi thấp. Một cải tiến của thuật toỏn này là khụng cú cỏc thụng số cần được điều chỉnh để đạt được hiệu suất tối ưu theo một kịch bản nhất định. Trong thuật toỏn này, cả số lượng cỏc dũng và thời gian khứ hồi của mỗi luồng đều được xem xột để
42
tớnh toỏn xỏc suất thụng bỏo tắc nghẽn. Xỏc suất đỏnh dấu trong Green núi chung là khỏc nhau cho từng luồng vỡ nú phụ thuộc vào đặc trưng của luồng cụ thể. [23]
Trong bảng 2.4 trỡnh bày đối sỏnh một số giải thuật AQM dựa trờn cỏc độ đo hiệu năng [23]. Trờn bảng 2.4 cú thể thấy BLUE cú ưu điểm dễ cấu hỡnh, thụng lượng cao và mức độ sử dụng đường truyền cao so với cỏc giải thuật AQM khỏc.
Bảng 2.4 So sỏnh cỏc giải thuật AQM trờn cơ sở độ đo hiệu năng
AQM dụng đường Mức độ sử truyền Thụng lượng Tỷ lệ mất gúi Chỉ số hàng đợi Cụng bằng Độ phức tạp, Tớnh toỏn
RED Cao Thấp Cao Vừa phải Thấp Cao
ARED Cao Vừa phải Vừa phải Cao Thấp Cao
REM Cao Rất thấp Thấp Rất thấp Thấp Cao
BLUE Cao Rất cao Vừa phải Thấp Thấp Vừa phải
FRED Cao Cao Thấp Vừa phải Cao Rất cao
CHOKe Vừa phải Vừa phải Vừa phải Vừa phải Vừa phải Vừa phải
GREEN Rất thấp Vừa phải Cao Cao Thấp Rất thấp